浅析嵌入式系统中无线通信技术的设计与实现

摘要：基于GSM/GPRS网络的移动网络已经成为了移动通信设备的网络基础。在GSM技术的基础上进行纵向延伸从而得到通用分组无线业务，这样将为用户提供更好的网络环境，让用户能够更好地浏览页面。在通用分组无线业务的发展过程中，嵌入式系统和无线通信技术给予了十分重要的技术支持。以嵌入式系统作为基础平台，再通过无线通信技术来进行相应的点缀和完善，这对于移动通讯产业将带来巨大的促进作用。

关键词：嵌入式系统；无线通信技术；分组无线业务

中图分类号：TP368 文献标识码嵌入式系统是很好的数据信息承载平台，同时数据终端也越来越依赖无线网络，其使用范围也越来越大。如今移动通讯产业的重点方向已经向嵌入式系统进行了转移。在现有的嵌入式系统中，Linux具有良好的兼容性，同时具备稳定、工作效率高、容易定制、开源等特点，因此Linux受到了广大开发者的欢迎。另外，这几年来Android的发展十分迅猛，这同时也刺激了Linux的发展，让Linux的使用范围越来越大。GPRS（General Packet Radio System）是移动通讯中最常见的无线通信技术，俗称为2.5G即为用无线分组业务。GPRS在频段、突发结构以及频带宽度等参数上都与GSM基本一致，因此GSM可以作为构建GPRS的良好平台，在构建的过程中并不需要对硬件模块进行更改，只要对相应的软件模块升级即可。同时GPRS的收费方式是通过数据流量来进行收费，这样就能够降低相应的服务成本。另外，GPRS也支持TCP/IP协议，这样对网络连接具有相当重要的意义。正是因为GPRS有着上述特性，让其具有十分宽广的使用范围，为用户提供了极大的便利。

1 嵌入式系统概述

嵌入式系统的涵盖范围很大，因此很难对其赋予一个相对准确的定义。广义上说嵌入式系统是将软件模块与硬件元件进行整合的综合体。其硬件模块一般是通过接口电路与微处理器所构成，软件的组成部分则包括了操作平台和其所兼容的应用软件。嵌入式系统具有以下三个特点，分别为：（1）它服务的对象是用户、产品以及应用。（2）它能够承载多任务运行系统。（3）可以通过计算机技术、半导体技术、电子技术对其进行相应的完善，让它具有广泛的适用性。随着嵌入式系统的发展，其本身的构成也越来越复杂，这就给嵌入式系统的操控带来一定的要求。对于嵌入式实时操作系统要进行四个方面的完善，即为：实时性、系统精简性、功能扩展性和轻量化网络支持。这样将能够简化系统的操作，让系统能够更加容易地使用。

2 GPRS概述

以GSM技术作为基础，通过相应的技术完善从而构建出一种新的移动通信业务即为通用分组无线业务（General Packet Radio System）。GPRS能够提供良好的分组传递业务，这是GPRS业务的显著特点。较传统的GSM而言，GPRS可以充分地使用无线资源，在长时间、小流量的数据传输上具有很大的优势。GPRS其自身是由IP网络结构组成的，同时能够为用户提供相应的、独立的IP地址，这样就可以让用户成为单独的数据用户，这能够大大加强用户的体验性。同时GPRS与GSM相比，添加了很多功能模块，如服务节点、网关节点等。由于GPRS在频段、突发结构以及频带宽度等参数上都与GSM基本一致，使得在构建GPRS设备时只需要对原有的GSM设施进行相应的改良，这样将能够降低开发成本，并且加大了资源共享的程度。当GPRS进行IP服务的时候，会生成一个相应的IP地址集，同时这些地址能够被分配给相应的移动终端，这样就可以使得固定主机通讯能够得以实现。GPRS也能够提供相应的漫游服务，这就为用户带来了巨大的便利。

3 嵌入式系统中无线通信技术的设计

通过简单的车载嵌入式无线数据通信系统构建来对嵌入式系统中无线通信技术的设计进行说明。该系统主要分为三个模块，即为嵌入式模块、后台模块和车载系统平台。其中嵌入式模块主要是由天线、GPRS模块、闪存芯片以及ARM芯片所构成。而车载系统的主要功能是用来对车内的信息进行收集。后台模块是由后台服务器与Internet 接入所构成的。其主要工作模式是将嵌入式模块安装在道路与城市的关键节点上，这样就可以使得车载系统能够获得相应的数据信息，另外在后台模块的作用下可以获取整个道路情况，前提是将后台模块放置在城市的监控中心。另外在互联网与GPRS的支持下，能够让整个系统的工作效率得到保证。

3.1 系统硬件设计

以ARM7作为系统的内核可以降低系统的开发成本，具有良好的性价比。而闪存芯片的功耗很低并具有高密度的特点，同时具有一定的非易失性，能够进行重复性的编程工作。GSM模块则是使用包含了SIM 300的GPRS模块，这样就使得用户的IP数据包在传输上能够实现透明化。同时对相应的接口进行优化，这样就可以保证AT命令的可行性，可以通过语音呼叫或者是短信功能对系统进行远程操控。

3.2 系统软件设计

对嵌入式系统采取智能化休眠处理，以此来让嵌入式系统的功耗能够得到尽可能的降低。为了让整个系统拥有更高的传输效率，对软件实行分类法。同时对信息数据进行等级划分，将与传感器和GPS相关的数据等级设定为最高，而图像信息与GIS信息则设定为较低等级。ARM7内核通过指令、译码、执行三个阶段来进行指令执行。其软件工作流程为整体性初始化端口的连接中断子程序图片数据导入内存中收集数据传输数据将缓存清空。这样就能够让数据进入相应的SIM模块与RS232 串口当中。

在上述设计中，其主要理念是让一个串口与GPRS模块处于通讯连接状态当中，而另外的串口则与无线接收模块保持连接，将所收集的数据存储到NAND FLASH当中。这样就能够让数据储存的时间更长，另外也能够有效提升数据传送的速度，同时以上方案也能够在城市交通系统中得到实施，这样就能够对路况信息进行有效的采集与传送，这将能够有效地缓解城市交通的压力。

4 结语

近些年来我国的移动通讯产业发展迅速。同时，智能手机行业也在不断地发展，这对于我国的移动通讯产业也带来了巨大的刺激作用。嵌入式系统具有良好的兼容性，同时具备稳定、工作效率高、容易定制等特点，另外部分系统具有开源特性，这给开发者带来了巨大的便利。随着我国3G、4G通信产业的发展，嵌入式系统将具有更加广阔的使用空间。在此基础之上将无线通信技术与其进行衔接并进行整合，这样将能够让嵌入式系统得到进一步的完善。这将会为客户带来更好的移动通信体验，同时提升了服务质量，对于我国移动通信产业的发展将带来巨大的作用。

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