关键词 GPRS GSM CDPD 无线监控系统
1 前言
近年来，我国移动通信业获得了极大的发展。基于无线新技术的增值服务悄然地改变着城市的面貌、改变着人民的生活方式。无线应用不仅美化了城市、增添了生活现代感、而且能改善投资环境、增加安全性，为我们带来巨大的社会、经济效益；另外，无线应用也是展现一个城市现代化、国际化水平的重要标志。无线应用现已成为城市生活中一个不可缺少的重要组成部分。
目前，整个基于无线系统的监控管理还停留在一个较低的水平，多是采用发传真，打电话的形式通过人工来控制，只有部分控制点使用了定时器装置。在这种模式下，出现故障不能及时发现，存在隐患不能及时排除，导致整个系统运行效率低下，不便管理，而且这种模式也无法解决迅速部署灵活监控的现代监控管理的要求。
采用先进的GPRS技术的无线监控管理系统，集计算机、通信、机电、自动控制等多种先进技术于一体，成功实现了对无线分布式系统的实时监控管理和灵活部署，解决了传统控制由于没有通讯功能，无法实现集中监控的问题，将运行维护人员从大量繁琐的工作中解放出来，提高无线系统的运行质量，增强无线的可靠性和可控性，能及时发现定位无线系统故障，大大减少了系统停用带来的不良影响。
2 用于监控系统的通信方式及其比较
目前国内监控系统产品有多种，其本质上的差异是由它们所采取的不同通信方式决定的。随着电信技术的迅猛发展，可用于监控管理的通讯方式有多种，一般可分为有线通讯方式，无线集群通信方式，GSM短消息通信方式，CDPD通信方式和GPRS通信方式。
下面分别对这几种通信方式作进行分析比较：
21 有线通讯方式
有线通讯方式只适应于小范围小区域的监控系统，对大城市的全局监控管理采用有线通讯方式几乎是不可能的，可以想象在一个大城市里布放一套监控传输通讯网络将是一件多么费钱费力费时的事，其固定性又无法解决城市布局迅速发展变化的要求。
考虑到有线方式的现实不可行性，目前国内有些城市多采用无线集群通讯方式、GSM短消息通讯方式或CDPD通讯方式。但随着GPRS新技术的出现，以上这些通讯方式必将逐渐地被市场淘汰，究其原因，无非是因为其自身存在的先天不足和GPRS不可比拟的先进性及对它们的完全可替代性。
22 无线集群通讯方式
无线集群通讯方式与GPRS通讯方式相比，存在几个致命缺点：
（1）集群移动通信系统属于专用移动通信网，需要大量的建设资金投入，建设周期较长，保养与维护不便，这是它的最大缺点；
（2）由于专网的覆盖范围有限，不利于全局整体控制；
（3）集群通信系统主要的服务业务是无线用户与无线用户之间的通信，对无线用户与有线用户之间的通信业务有较大的限制。
23 GSM短消息通讯方式
GSM短消息通讯方式能充分利用移动公网资源，相对集群通讯方式而言，它可以大大节约建设投资，降低维护成本，但它有几个较大的缺点：
（1）GSM短消息通讯方式为半双工通信方式，不能同时双向收发数据。
（2）相对GPRS而言，它的平均传输时延较大；
（3）在重大活动或重大节日等通信高峰期，容易发生信道堵塞，导致通信不畅。
24 CDPD短消息通讯方式
CDPD（Cellular Digital Packet Data，蜂窝式数字分组数据），是由美国移动通信公司（AMCI）等8大公司联合推出的一种无线数据通信技术规范。它是以数字分组数据技术为基础，以蜂窝移动通信为组网方式的移动无线数据通信技术。GPRS与CDPD都可以提供数据业务服务，与GPRS相比较，CDPD有以下几个缺点：
（1）在GSM网络中每发展一个用户的成本约为2000元，GPRS用户的成本是根据网络规模决定的，现在GPRS网络的覆盖能力已经相当规模。而CDPD在建网初期基站数不会很多，加上必须的交换机与网管的投资，平摊到每个用户的成本约为2500-3000元左右。
（2）GPRS通信所能达到的传输速度要比CDPD通信高，尽管GPRS通信是以牺牲信道资源为代价。
（3）CDPD是工作在AMPS频段，只有1MHz频段，而GPRS可用频段要宽的多，因此在GPRS每个小区内可用于数据的信道数远大于CDPD，容易满足组件公网对信道数的需要。
综上所述，GPRS与以上几种无线通讯方式相比更为先进，基于GPRS的无线监控系统是目前最先进最稳定的无线监控管理系统，概括起来，基于GPRS的无线监控系统具有以下显著优点：
（1）相对其它通讯方式来说，采用GPRS技术可以充分利用中国移动公网资源，将极大节约建设成本，缩短建设周期, 整个系统的性能价格比高，系统建设投资与建无线专网的投资相比估计可节约50%以上。
（2）数据传输速率与其它通讯技术相比最快，最高可达1712Kb/s，通信传输时延较小，最长不超过3 秒；
（3）监控覆盖范围广阔，系统规模扩展快速，例如整个北京市区和郊区的主要区域都处于移动通讯网的有效覆盖范围之内；
（4）系统建成后，通信资费根据实际数据通信流量计算，通信费用低廉，每个控制点的月通信费用可控制在百元以内。
（5）通信服务质量安全可靠，服务质量等级可根据用户的不同应用需求与运营商协商确定。
（6）整个系统维护方便，系统升级简单快速。
（7）为了确保通讯畅通无阻，无线监控系统还可采用GSM短消息通讯方式作为GPRS通讯万一中断后的备用手段。在正常情况下，无线监控系统采用GPRS通讯方式，当GPRS通信万一中断后，立即切换成GSM短消息通讯方式。
3 基于GPRS的无线监控系统
31 GPRS系统简介
GPRS是通用分组无线业务（General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS采用与GSM同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构。GSM现有的基站子系统(BSS)从一开始就可提供全面的GPRS覆盖。GPRS提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务，特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。
32 无线监控系统的物理结构
无线监控管理系统主要由采集控制模块、GPRS模块、传输网络（GPRS网和公共数据网）、监控中心组成。此外在采集控制部分和监控中心中都应该包含相应的数据管理模块，满足数据安全性地要求，在关键监控终端是临时存储，以备万一网络中断或监控中心故障时不致丢失数据。其中监控中心可根据用户需求，扩展成多级监控网络，一个一级监控中心可同时管理几个二级监控中心（如图1所示）。
其中，采集控制模块主要由数据采集设备（内置带TCP/IP协议的单片机）、控制设备、以及数据采集程序、照明控制程序、远程通信程序等软硬件组成。
GPRS模块是一个GPRS网络终端设备，它可以通过诸如RS232串口与采集控制模块相连。
传输网络主要是指承担数据传输任务的GPRS网络，这里是指公共数据网网络。
监控中心实际上是一个局域网（LAN），主要由路由器，防火墙、代理服务器、监控台、查询台、数据库服务器以及相应的监控软件、查询软件和数据库管理程序等构成。
与采集控制模块和监控中心相关的数据管理模块主要负责与网络无关的数据存储的实现，即在数据提交和数据传递和数据存储两两功能点中间加一个数据暂存机制，可以一般化到采集终端和监控中心上来。
33 系统主要特点
（1）产品领先、技术先进
据调查，目前在国内市场上采用GPRS技术作为通讯方式的监控管理系统十分罕见，而无线监控系统采用先进的GPRS技术作为通讯方式，集计算机、通信、机电、自动控制等多种先进技术于一体，结构稳定，扩展性强。
（2）实时采集、集中监控
监控中心能实时采集各现场控制点的各种实时数据。同时无线监控系统能及时发现各种不同类型的故障，产生告警信息，对故障点进行准确定位，并采取相应的告警处理措施。
（3）通信快速、安全可靠
无线监控系统采用的GPRS技术是当前应用在我国通信领域中的最强大最先进的移动通讯手段，它的最大传输速率可高达1712kb/s（采用CS-4信道编码方案），目前中国移动能提供的传输速率为50-60 kb/s，为无线监控系统快速稳定地传输数据提供了有力的保障。基于GPRS的监控管理系统具有双向传输、传输时延小，系统响应快、安全可靠性高等众多优点。另外，无线监控系统为提高通讯的可靠性，还可选用GSM短信息通讯方式作为GPRS通讯中断后的备用手段，使通信可靠性达到9999%以上。
（4）数据准确、信息丰富
具备强大的信息存贮能力和查询统计功能，能为客户的科学决策提供准确丰富的数据信息。通过查询界面，用户可自定义查询历史数据库中的历史数据,同时能根据用户的需求快速生成、打印有关统计量的月、季、年统计报表。
（5）界面友好、 *** 作简单
软件界面设计采用Windows的通用图形界面风格，界面友好，所有控制命令无需用户记忆命令格式，全部采用鼠标点击菜单或窗口实现，整个 *** 作界面使用容易， *** 作简单。
（6）远程浏览、运筹帷幄
无线监控系统提供基于Internet的浏览，使用户足不出户就能了解整个无线监控管理系统的实时运行状况，从而在办公室或家中就可科学决策、运筹帷幄，决胜于千里之外。
（7）双机备份、安全可靠
重要的系统需要加倍的可靠性和安全性支持。无线监控系统除了在设计上努力提高其鲁棒性（健壮性），在实现上还对监控台与数据库服务器等重要软硬件采用双机备份、一主一从工作方式，确保系统安全可靠，关键时刻万无一失。
（8）投资较少、性价比高
系统利用GPRS网络和IP网络作为传输网络，充分地利用了已有的较为完善的公网资源，极大地节约了建设投资，缩短了建设周期，整个系统的性能价格比较高，本系统建设投资与建无线专网的投资相比可节约40%以上。
（9）升级容易、扩展性强
系统的设计运用面向对象的方法，使各个模块相对独立，系统各部分的升级可以单独进行，系统易于扩展，功能可积木式增加，能以较低的成本实现整个系统的平滑升级，整个系统的管理体系结构同样很容易从一级管理体系扩展到二级或多级管理体系。
4 结束语
无线监控管理系统旨在对各种分布设施进行统一管理，实现集中监控，降低整个系统的维护成本，提高整个系统的运行效率，使其可以满足控制方式的多样性和灵活性。通过监控管理系统可以对远程设备进行实时监控，出现故障及时处理；不仅可以节省大量人力物力，还能大大提高系统的整体性能和效率。
中国移动GPRS业务运营无疑给城市无线监控管理系统提供了一种十分理想的通讯方式。GPRS网络依附于中国移动原有的GSM网络之上，向用户提供了以分组方式接入数据网络的能力。GPRS非常适合突发数据应用业务，能高效利用信道资源，GPRS信号覆盖范围广阔，特别适合于大范围大区域的远程监控管理系统。
综上所述，GPRS通讯方式是目前无线监控系统可采用的最好的通讯方式。以下回答仅供参考：
1首先从定义上来理解：物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名称是：“TheInternetofthings”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信也就是物物相息。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
2其次再看一下物联网又那些具体应用：物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。
3最后看一下实际案例：
1）物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。
系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心签下订单，购买防入侵微纳传感网1500万元产品。
2）ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了SZ10系列ZigBee无线技术达成的无线路灯控制系统，实现远程控制、近距离组网，并且能够实现策略管理，配合APP使用更方便。
3）首家手机物联网落户广州
将移动终端与电子商务相结合的模式，让消费者可以与商家进行便捷的互动交流，随时随地体验品牌品质，传播分享信息，实现互联网向物联网的从容过度，缔造出一种全新的零接触、高透明、无风险的市场模式。手机物联网购物其实就是闪购。广州闪购通过手机扫描条形码、二维码等方式，可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。
这种智能手机和电子商务的结合，是“手机物联网”的其中一项重要功能。预计2013年手机物联网占物联网的比例将过半，至2015年手机物联网市场规模达6847亿元，手机物联网应用正伴随着电子商务大规模兴起。
4）与门禁系统的结合
一个完整的门禁系统由读卡器、控制器、电锁、出门开关、门磁、电源、处理中心这八个模块组成，无线物联网门禁将门点的设备简化到了极致：一把电池供电的锁具。除了门上面要开孔装锁外，门的四周不需要设备任何辅佐设备。整个系统简洁明了，大幅缩短施工工期，也能降低后期维护的本钱。无线物联网门禁系统的安全与可靠首要体现在以下两个方面：无线数据通讯的安全性包管和传输数据的安稳性。
5）与云计算的结合
物联网的智能处理依靠先进的信息处理技术，如云计算、模式识别等技术，云计算可以从两个方面促进物联网和智慧地球的实现：首先，云计算是实现物联网的核心。其次，云计算促进物联网和互联网的智能融合。
6）与TD结合
物联网发展是确保TD成功的重大契机。TD-SCDMA是我国拥有自主知识产权的第三代移动通信系统，是宽带无线通信网络，TD的发展需要数据业务的拉动，物联网应用是需求最迫切的增强型数据业务，具有广阔的应用前景，能够充分发挥TD网络优势，有助于促进TD产业链的成熟。
完善现有网络，发挥TD优势，积极推动无线传感器网络与TD网络融合，构建适于物联网应用的GPRS/TD/WSN（无线传感器网络）融合网络，大力发展适于TD网络承载的物联网业务，提升TD的核心竞争力，给物联网的发展以强有力的支撑，是中国移动的发展思路。
7）与移动互联结合
物联网的应用在与移动互联相结合后，发挥了巨大的作用。
智能家居使得物联网的应用更加生活化，具有网络远程控制、摇控器控制、触摸开关控制、自动报警和自动定时等功能，普通电工即可安装，变更扩展和维护非常容易，开关面板颜色多样，图案个性，给每一个家庭带来不一样的生活体验。
8）与指挥中心的结合
物联网在指挥中心已得到很好的应用，网连网智能控制系统可以指挥中心的大屏幕、窗帘、灯光、摄像头、DVD、电视机、电视机顶盒、电视电话会议；也可以调度马路上的摄像头图像到指挥中心，同时也可以控制摄像头的转动。网连网智能控制系统还可以通过3G网络进行控制，可以多个指挥中心分级控制，也可以连网控制。还可以显示机房温度湿度，可以远程控制需要控制的各种设备开关电源。
9）物联网助力食品溯源,肉类源头追溯系统
从2003年开始，中国已开始将先进的RFID射频识别技术运用于现代化的动物养殖加工企业，开发出了RFID实时生产监控管理系统。该系统能够实时监控生产的全过程，自动、实时、准确的采集主要生产工序与卫生检验、检疫等关键环节的有关数据，较好的满足质量监管要求，对于过去市场上常出现的肉质问题得到了妥善的解决。此外，政府监管部门可以通过该系统有效的监控产品质量安全，及时追踪、追溯问题产品的源头及流向，规范肉食品企业的生产 *** 作过程，从而有效的提高肉食品的质量安全。GPRS---General Packet Radio Service，通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以"分组"的形式传送资料到用户手上。虽然GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术，但是它在许多方面都具有显著的优势。目前，香港作为第一个进行GPRS实地测试的地区，已经取得了良好的收效。
由于使用了"分组"的技术，用户上网可以免受断线的痛苦(情形大概就跟使用了下载软件NetAnts差不多)。此外，使用GPRS上网的方法与WAP并不同，用WAP上网就如在家中上网，先"拨号连接"，而上网后便不能同时使用该电话线，但GPRS就较为优越，下载资料和通话是可以同时进行的。从技术上来说，声音的传送(即通话)继续使用GSM，而数据的传送便可使用GPRS，这样的话，就把移动电话的应用提升到一个更高的层次。而且发展GPRS技术也十分"经济"，因为只须沿用现有的GSM网络来发展即可。GPRS的用途十分广泛，包括通过手机发送及接收电子邮件，在互联网上浏览等。
现在手机上网的口号就是"always online"、"IP in hand"，使用了GPRS后，数据实现分组发送和接收，这同时意味着用户总是在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。对于继续处在难产状态的中国移动／联通WAP资费政策，如果将CSD(电路交换数据，即通常说的拨号数据，欧亚WAP业务所采用的承载方式)承载改为在GPRS上实现，则意味着由数十人共同来承担原来一人的成本。
而GPRS的最大优势在于：它的数据传输速度不是WAP所能比拟的。目前的GSM移动通信网的传输速度为每秒96K字节，GPRS手机在今年年初推出时已达到56Kbps的传输速度，到现在更是达到了115Kbps(此速度是常用56Kmodem理想速率的两倍)。所以敬请大家珍惜手上的Nokia7110及MotorolaL2000，相信到了GPRS手机推出时，他们都要让路。
GPRS的应用，迟些还会配合Bluetooth(蓝牙技术)的发展。到时，数码相机加了bluetooth，就可以马上通过手机，把像片传送到遥远的地方，也不过一刻钟的时间
1 如何申请使用GPRS服务
现在中国移动GPRS服务正在试商用，GPRS手机用户可以申请使用。正式商用时，如果您买了GPRS手机，还需要申请开通GPRS业务功能。申请开通GPRS业务功能就和开通其他新业务一样，到营业厅填写业务变更表或直接打电话1860申请开通即可。
2 GPRS如何收费？
目前GPRS按流量进行计费，用户可以选择以下四种套餐：
- 月租费（元） 赠送的免费流量数（MB） 超过免费流量后的费用（元/KB）
自由套餐 0 0 003
经济套餐 20 1 001
时尚套餐 100 20 001
商务套餐 200 不限量使用
另外，用户漫游不加收漫游费。 申请GPRS 功能不需要开户费，您只要拨打电话1860或到营业厅申请开通GPRS服务即可。
3 按量收费和按时间收费有什么区别？
按时间收费就是按照从接入网络至与网络断开的时间长度进行计费；按流量收费就是按照接入网络后产生的实际数据比特流来进行计费，接入了网络但没有数据传递是不收费的。例如用户在浏览网页的时候，新打开一个窗口然后进行阅读，产生了5kByte的流量，则只收用户5kB的钱，阅读的时间是不收费的；用户进行网上聊天，在一个小时内发送或者接收了6条信息，流量为1kB，则只收1kB的钱，而不是按一小时来收费；用户下载一首mp3，流量为4M，然后在线收听，则收费为 4M的流量费用，收听的时候是不收费的。GPRS为用户上网提供了一种更好、更快、更优质的服务，而且是完全按照实际流量来收费，收费更合理，因此也能为您省钱。
4 GPRS需要换手机、换号、换卡吗？要不要开户费？
使用GPRS业务就要换一个GPRS手机，不需要换号，不需要换卡，只需要打开GPRS业务功能，无需开户费。
5 使用GPRS手机如何设置？有何简化程序吗？
使用GPRS 手机需要设一个连接（APN）设置（使用WAP业务设为CMWAP，使用其他>随着网络应用的普及和移动装备的大量增加，GPRS技术以其低廉的价格和较快的速率已经越来越多地应用到各种各样的场合中，通过 *** 作系统自带的网络协议来控制GPRS的拨号过程已经很成熟，但是，并非所有的数据传输系统都拥有 *** 作系统或网络协议。相对干昂贵的嵌入式芯片，8051系列单片机更经济，更具有实用性且如果仅仅为了实现GPRS数据传输而采用嵌入 *** 作系统也显得过于复杂这就要求能够有一种简洁有效的新方法来实现整个拨号过程及数据传输过程。因此有必要研究一种简单经济的新办法来解决这种矛盾。本文正是基于上述原因而提出了相应的解决办法
一、网络体系结构分析
文中研究UDP/IP协议而不是TCP/IP协议，这主要根据本研究背景课题的实际情况而定。UDP相对于TCP的优点在干：简洁、方便迅速、经济。缺点在于：传输过程中可能出现“丢包”现象但对于本研究所涉及的工程项目则影响不大。具体硬件结构如图1所示。主要是通过GPRS模块实现远程传输从传感器采样的数据同时能够通过GPRS网络实现远程管理。外围电路还包括了看门狗、时钟、闪存、AD转换器等上位机软件再通过具体算法实现对数据的分析，是实现农业现代化的必不可少的基础工作，有很重要的实际意义。
研究基干GPRS的无线通讯必须首先明了通讯过程的网络系统结构，才能在实际解决问题的过程中不致误入歧途。
GPRS无线数据传输的最低层，即物理层是通过RS232串口及GPRS模块组成的，然后是数据链路层，该层是分析的重点和难点，其中涉及到PPP协议实现过程数据链路层上面是网络层，其后是传输层，就是我们通常所说的UDP/IP，TCP/IP其中IP协议属于网络层协议，而UDPTCP都属于传输层协议传输层上方的是包括会话层、表示层、应用层等，均不属本文讨论范围内，这里不再详述。
另一方面，每层协议都是基于下方协议而实现的即如果使用数据链路层则必须有物理层的支持。如果没有物理层，实施软件的物理介质也就不存在。同理，IP则是基于PPP协议实现的数据链路层，而UDP是基于IP协议实现的网络层，这也就是UDP/IP包要通过PPP协议封装起来的原因
二、数据链路层的建立
GPRS登陆网络过程属干数据链路层的建立，要通过PPP协议实现PPP协议（Point-to-Point Protocol）提供了在串行点对点链路上传输数据报的方法，支持异步8位数据及位导向的同步连接（如ISDN）它提供了一种管理两点间会话的有效方法，正在取代SLIP（Serial Line Interface Protocol）协议成为点对点网络的标准
1．通过PPP实现GPRS的上网认证过程
在GPRS模块上网的过程中，主要是经过PPP协议中的三种协议，分别为LCP（Link Control Protocol）协议，PAP（Pass-word Authentication Protocol）认证协议以及IPCP（Internet Protocol Control Protocol）协议LCP部分主要协商下一步的密码认证协议，可选择PAP方式或CHAP方式，我们根据ISP要求选择PAP方式。PAP部分主要是向ISP发送密码进行认证。密码认证通过以后进入IPCP，完成客户端请求IP及ISP端分发IP的过程。其实现过程图如图2所示
在认证过程中，MCU、GPRS模块及ISP都需要发送PPP格式的数据包来完成协商过程该数据包为16进制，多数情况下其对应ASCII码并无实际意义PPP数据帧的结构如表1所示。
对于表1所示的协议部分有如下凡种形式的描述:
对于表1所示的信息位包括了链路配置包标志，描述如下：
以上3个表所示的内容是分析PPP协议各种类型数据包的基本概念。在解析PPP数据包中需要注意的另外一个事项是，如果字符中包括了Ox7D，则表示该字符后面的字符需要转义。转义方式是后一个字符与0x20进行异或运算得出的16进制数据作为真是数据比如一个数据包包括了Ox7D0x23，则真实表示的为Ox03a（为方便表示下文所示数据均为转义后的数据）
2．实际协商过程分析
（1）LCP协商过程
首先设置模块的初始化参数及工作参数向模块发送如下AT指令：
1）AT+CGCLASS="B"置为“B”模式
2）AT+CGDCONT=1，"IP";"CMNET"设置APN
3）AT+CGATT=1，使GPRS模块附着在网络上
然后发送指令"ATD991#"建立拨号过程，模块会返回16进制的一些数据。我们要据此与模块进行协商。首先返回数据包（16进制）:7EFF03CO2101010016010405DC020600000000070208020304CO2326B47E
数据包含义:7E（PPP包头）FF03CO21（LCP协议）01（代码）01（标识符）0016（长度）01（类型）04（长度）05DC（协商内容Maximum-Receive-Unit）02（类型）06（长度）00000000（协商内容）07C类型协议压缩协商）02（长度）08（类型，地址控制域压缩协商）02C长度）03〔类型）04（长度）CO23（内容表示请求PAP认证）26B4（FCS，校验和）7E（PPP包尾）。
此模块在进行LCP协商阶段是比较友好的，主动提出了PAP认证方式，可直接返回对它请求的同意也可以提出些新的申请，实际 *** 作中发送同意请求为：7EFF03CO2102010016010405DC020600000000070208020304CO23DO477E。
至此LCP认证阶段已经结束
（2）PAP认证过程
因为协商同意PAP密码认证方式故进入PAP过程，需要发送用户名和密码至ISP请求格式为7ECO230101000600003B3F7E
该包在0006后的0000分别代表用户名和密码，都为空此时由于需要与ISP进行认证，需要等一段时间经过判断，服务器通过密码认证，返回：7ECO237D227D217D207D2D7D2857656C636F6D65214EBC7E
其中的16进制字符"57656C636F6D6521"转为ASCII码为"Welcome!"同时服务器发送IPCP请求数据包：7E8021010100OA0306COA86F6FCID497E
进入IPCP协商过程
（3）IPCP协商过程
客户端部分此时需要请求ISP分发IP请求为：7E802101060016030600000000810600000000830600000000OACF7E
"0306""8106""8306"后的四个00分别代表客户端IP，第一DNS主机地址，第二DNS主机地址，这3个部分全部为00表示内容为空，是请求ISP分发IP到客户端。
服务器得到请求后分发IP数据包为：7E8021030600160306OA4A0C148106D38812AB8306D3887D34CB6B6B7E
OA4AOC14表示为十进制的1074，1220，由于中国移动通信规定GPRS拨号上网的用户分发的IP均为内部IP，非外部IP，所以IP都是以10＊＊＊开头的。8106后面的D38812AB表示21113618171，是第一DNS主机的IP地址。8306后面的D38814CB表示21113620203，是第二DNS主机的IP地址此后我们需要对分发下的几个IP辨认识别，然后再次请求请求中包含这3个分发IP，代表接受分发结果。数据包为7E8021010700160306OA4A4C838106038812ABe3o6D38e14CBF2C17E
此后清求得到ISP认可，链路层PPP握手过程全部结束进入网络阶段。此后所有发往GGSN网绍的包含IP的数据包都会透明的传给所对应的IP地址。以上既是对PPP协商过程的分析，只要注意上面所提及的每步的注意事项及含义，即可迅速快捷的建立数据链路层
三、网络层及传输层的实现
网络层和传输层虽然属于IP及UDP协议实现的功能但此两者都是建立在数据链路层基础上的，因此在发送PDP/IP包的时候仍然不能摆脱对PPP协议的依赖。由PPP封装的UDP/IP数据包组成如下表所示：
1．IP协议介绍
IP包的组成形式如表5所示，其中8位协议处可选择TCP方式或UDP方式，8位TTL为TimeToLive，只数据包在网络中的存活时间。
2．UDP协议介绍
相对于旧数据包UDP数据包的组成比较简草，主要包含所要发送的数据信息即数据段。结构如表6所示其中最后的UDP校验与IP数据包中的IP校验方式一样，但与PPP协议中的FSC校验方式不同。FSC校验属于CRC16位校验方式的一种而旧校验和UDP校验是相对简单的反码求和的校验机制。并且对于IP及UDP校验而言需要将数据包需要校验部分的16位转换为32位进行校验校验好之后再转换为16位
3．IP及UDP校验和
IP校验和所要校验的数据段包括了前面所提的IP数据包内的所有位段，而UDP校验相对IP校验复杂的地方在于，UDP校验不仅仅要将UDP数据包内的内容包括进来，而且还要包括IP部分的一些信息UDP校验位组成如下：
对于最后一位的数据段而言由于校验是32位所以如果数据段出现奇数个数据，需要加零补位。
校验程序如下所示：
HdelineUSHORT
unsignedshortUSHOPTchecksum(USHORTbuller，Intsize)
{
unsignedIongcksum=0;
while(size＞1)
{
cksum+=buffer++；
size-=sizeof(USHORT);
}
if(size)
cksum+=(UCHAR)buller;
cksum＝(cksum>>16)+(cksum＆oxnff);
cksum+=(cksum>>16)return(USHORT)(Ccksum);
}
4．由PPP封装形式封装的UDP/IP数据包
根据前面所介绍的方法，下面给出一个具体的实例进行分析：7E214500001D47F300DOBID11BOF60A4A30EDD350336C03E803F20000551B61A5DE7E
7E21为PPP包头，4表示旧版本号5表示首部长度，00表示服务类型，001D表示包的All长度47F3表示16位的标识，00表示3位的标志+13位的片偏移，80表示TTL，11表示协议（11表示UDP协议，TCP为06），B0F6是IP首部校验和。接下来的"0A4A30E0"表示本地IP地址即刚才通过PPP协议获得的动态IP而"D350336C"表示对方IP，即要发送的目的IP，"03E8"表示本地端口（这个可以随便设定只要不与系统已用端口冲突即可，对于UDP而言这个没有实际意义因为GPRS分配到的是内部IP，即使对方知道你的IP及端口也可能通过UDP方式传输数据，而如果是TCP协议则用GPRS作为Client清求Server建立通道后Server端可根据端口发送数据）"03F2"表示目的端口"0009"，表示UDP包的长度（本地端口2字节＋目的端口2字节＋数据长度2字节＋数据端n字节十UDP校验2字节），“55”表示数据，转换为ASCII码应为"a"，"1B61"为UDP校验和"A5DE"为PPP包的FSC校验和。此段代码的含义是“向IP为2118051108，端口为1010的目的地发送字符a"
四、结束语
GPRS的应用不仅仅局限于嵌入式或PC机领域，更能扩大到简单的8051微控制器，从而更深入地扩大GPRS技术的使用。同时针对GPRS上网方式裁减PPP和UDP/IP协议，软件部分用C语言编写可压缩至4K，不仅简化认证过程更节省程序运行时间，正常情况下从拨号到登陆网络只需要3秒钟而且该程序可方便的移植到各种硬件系统中。目前该系统已稳定运行于南京试验田农田墒情检测系统。
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