CN201846484U - 嵌入式gprs数据传输模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种嵌入式GPRS数据传输模块，其特征在于：包括MCU，与MCU相连的通讯接口模块、系统时钟模块和复位电路模块，GPRS模块，与GPRS模块相连的无线射频接口模块、SIM卡接口模块、音频接口模块和电源网络指示灯模块；MCU、GPRS模块和通讯接口模块与电源模块相连；所述MCU为MSP430微控制器，所述GPRS模块为ENFORA工业级EnablerIIIG系列GPRS模块。本实用新型是一种低功耗的嵌入式GPRS数据传输模块，它可以工作在不允许用长长的电源线给设备供电的环境下；其内部采用自行设计的电平转换电路，该电路使MCU、GPRS模块与串口通讯模块合理地通讯；同时其还具备本地串口升级程序和远程GPRS模块升级功能，避免了现场操作带来的不便。

Description

嵌入式GPRS数据传输模块

技术领域

本实用新型涉及一种数据传输模块，特别是一种嵌入式GPRS数据传输模块。

背景技术

目前大部分的GPRS数据传输模块都使用传统型的MCU，一方面通过该MCU实现与外部设备的RS232/RS485通讯，比如：PC机、POS机、各种传感器等，另一方面通过该MCU实现对GPRS模块的通讯。这些方案可以通过GPRS模块将现场测得的数据通过GSM/GPRS网络连接到INTERNET网并传送给数据中心，同时也可以接受数据中心传来的数据，并传送给用户设备。GPRS数据传输模块主要因一些工作环境恶劣，人为操作不便，有线设备投入大等情况而得到应用的，正是由于这些原因，有些恶劣的环境下并不能提供充足的电源，而有些环境下需要由锂电池供电，从而对GPRS数据传输模块的功耗提出了严峻的要求。而现有的一些GPRS数据传输模块功耗比较大，这样频繁更换电池，造成耗时、耗力、耗成本。同时由于GPRS数据传输模块有时工作在恶劣的环境下，当GPRS数据传输模块需要进行升级的时候，为现场操作带来了不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种低功耗的嵌入式GPRS数据传输模块。它可以工作在不允许用长长的电源线给设备供电的环境下；同时其还具备本地串口升级程序和远程GPRS模块升级功能，避免了现场操作带来的不便。

本实用新型的技术方案：嵌入式GPRS数据传输模块，其特征在于：包括MCU，与MCU相连的通讯接口模块、系统时钟模块和复位电路模块，GPRS模块，与GPRS模块相连的无线射频接口模块、SIM卡接口模块、音频接口模块和电源网络指示灯模块；MCU、GPRS模块和通讯接口模块与电源模块相连；所述MCU为MSP430微控制器，所述GPRS模块为ENFORA工业级EnablerIIIG系列GPRS模块。

前述的嵌入式GPRS数据传输模块中，所述MCU和GPRS模块经电平转化模块相互连接。

前述的嵌入式GPRS数据传输模块中，所述通讯接口模块为RS232或者RS485通讯模块。

前述的嵌入式GPRS数据传输模块中，所述电平转化模块为由GPRS模块到MCU方向的两个级联NPN型三极管，和由MCU到GPRS模块方向的两个分压电阻。

前述的嵌入式GPRS数据传输模块中，所述的MCU和GPRS模块都采用低功耗模式。

前述的嵌入式GPRS数据传输模块中，所述的MCU能进行程序升级。

与现有技术相比，本实用新型采用低功耗的MCU，低功耗的GPRS模块，可以工作在不允许用长长的电缘线给设备供电的环境下，比如说水管中、高温锅炉中等，而嵌入式GPRS数据传输模块能通过电池长时间对所需的信息进行采集或控制，这就解决了一些恶劣环境无法监测的局面。而且本实用新型可以进行远距离无线传输，平常我们获得设备端的信息，一种情况下通过人力记录信息然后再反馈出来，另一种情况下通过线缆将信息传输出来，这两种方法都有弊端，前者如果信息量大的情况下需要投入更大的人力，后者在短距离的情况下还能采取，而在长距离的情况下实施就不现实了。综合来说，这两种方法都比较耗力耗财同时也耗时间，而本实用新型正好解决了这两种弊端，其将采集到的信息通过GSM/GPRS网络与INTERNET网络连接，直接传到数据中心或个人PC机；本实用新型采用独特的电平转换电路，一般情况下，我们实行电平转换都会使用电平转换模块，有时不同的电平不一定能找到对应的转换模块，而该转换电路正好能解决该弊端，可使MCU、GPRS模块与串口通讯模块合理地通讯，同时能节省电平转换模块的成本；本实用新型可以实行RS232或RS485串口升级和GPRS模块远程升级，该方法避免了拆机升级和现场升级带来的不便。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型实施例电平转换模块的收发电路图。

附图中的标记为：1-MCU、2-通讯接口模块、3-系统时钟模块、4-复位电路模块、5-GPRS模块、6-无线射频接口模块、7-SIM卡接口模块、8-音频接口模块、9-电源网络指示灯模块、10-电源模块、11-电平转化模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例。嵌入式GPRS数据传输模块，如图1所示，嵌入式GPRS数据传输模块，其特征在于：包括MCU1，与MCU1相连的通讯接口模块2、系统时钟模块3和复位电路模块4，GPRS模块5，与GPRS模块5相连的无线射频接口模块6、SIM卡接口模块7、音频接口模块8和电源网络指示灯模块9；MCU1、GPRS模块5和通讯接口模块2与电源模块10相连；所述MCU1为MSP430微控制器，所述GPRS模块5为ENFORA工业级EnablerIIIG系列GPRS模块。所述MCU1和GPRS模块5经电平转化模块11相互连接。所述通讯接口模块2为RS232或RS485通讯模块。4、根据权利要求2所述的嵌入式GPRS数据传输模块，其特征在于：所述电平转化模块11为由GPRS模块5到MCU1方向的两个级联NPN型三极管，和由MCU1到GPRS模块5方向的两个分压电阻。

本实用新型采用低功耗的MSP430微控制器，MSP430是高性能的16位运算能力的单片机，在未进行数据传输时可以进入低功耗的状态，这非常适合要求最大限度降低功耗的应用，数据传输时功耗相对其他MCU也比较低，采用该MCU可以使GPRS数据传输模块能更好地利用在需要电池供电的环境下。本实用新型采用ENFORA工业级EnablerIIIG系列GPRS模块，Enabler IIIG是一款得到完整认证的双频段/四频段GSM/GPRS通信模块，外形尺寸仅有27.0*28.0*2.5厘米，功耗低于2.5mA，使用电池可以显著地延长使用寿命，这一点大大降低了嵌入式GPRS数据传输模块的功耗。

利用MSP430微控制器的两路UART模块，一路通过RS232或者RS485转换模块实现与用户设备通讯，另一路通过电平转换模块与GPRS模块双向通讯。

低功耗的MSP430微控制器与ENFORA工业级GPRS模块之间经过电平转换电路模块实现电平匹配，保证双向通讯的可靠性。收发电路如图2所示。这两个模块之间的通讯方式为标准UART通讯电平，最大支持传输速率为115200Kbps(250Kbps)。信号线加串行通讯口一共需要电平转换有8路，MCU侧的IO电平为3.3V CMOS电平，而GPRS模块侧的为1.8V电平。信号传输方向由GPRS到MCU的电平转换电路如图2左边部分所示，为保证信号高低电平一致，使用2个NPN型三极管级联的形式，输出集电极通过上拉接到3.3V VCC上；而信号传输方向由MCU到GPRS的电路通过最实用的电阻分压方式，因为3.3V有一定的允许偏差，GPRS输入IO的有效高电平为1.26V～1.95V，所以R5，R6的阻值选择至关重要，才能最终保证通讯的可靠，降低了由于采用电平转换芯片而带来的器件成本费用。同时三极管电路也符合低功耗的设计要求。

低功耗的MSP430微控制器内部已烧制了供MCU升级的程序，MCU与上位机软件之间有一套互相识别的协议，MCU通过该协议来识别上位机所传的数据作为数据还是代码，如果所传的是代码，经过接收完毕，校验正确后将覆盖原代码，实现代码升级。代码升级有两种形式，一种通过RS232或RS485串口通讯模块来进行数据传输；另一种通过GPRS模块来进行无线数据传输。

本实用新型首先需要对嵌入式GPRS数据传输模块进行配置，包括GPRS拨号参数，串口波特率，数据中心IP地址等，使其一上电后就能与指定的数据中心建立连接，形成透明传输通道。嵌入式GPRS数据传输模块一旦接收到用户的串口数据，就立即把串口数据封装在一个TCP/UDP包里，发送给数据中心，反之，当嵌入式GPRS数据传输模块收到数据中心发来的TCP/UDP包时，从中取出数据内容，立即通过串口发送给用户设备。

Claims (4)

1.嵌入式GPRS数据传输模块，其特征在于：包括MCU(1)，与MCU(1)相连的通讯接口模块(2)、系统时钟模块(3)和复位电路模块(4)，GPRS模块(5)，与GPRS模块(5)相连的无线射频接口模块(6)、SIM卡接口模块(7)、音频接口模块(8)和电源网络指示灯模块(9)；MCU(1)、GPRS模块(5)和通讯接口模块(2)与电源模块(10)相连；所述MCU(1)为MSP430微控制器，所述GPRS模块(5)为ENFORA工业级EnablerIIIG系列GPRS模块。

2.根据权利要求1所述的嵌入式GPRS数据传输模块，其特征在于：所述MCU(1)和GPRS模块(5)经电平转化模块(11)相互连接。

3.根据权利要求1或2所述的嵌入式GPRS数据传输模块，其特征在于：所述通讯接口模块(2)为RS232或RS485通讯模块。

4.根据权利要求2所述的嵌入式GPRS数据传输模块，其特征在于：所述电平转化模块(11)为由GPRS模块(5)到MCU(1)方向的两个级联NPN型三极管，和由MCU(1)到GPRS模块(5)方向的两个分压电阻。

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