GSM調制解調器集成傳感器節(jié)點簡化無線數(shù)據(jù)采集
GSM調制解調器
GSM(全球移動通信系統(tǒng))是移動電話現(xiàn)有的標準之一。雖然最初僅用于語音通信,它已經通過GPRS(通用分組無線服務技術)和EDGE(增強型數(shù)據(jù)速率GSM演進技術)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)通訊能力。GSM調制解調器是調制解調器的一個類型,其接受 SIM(用戶識別模塊),就像移動電話一樣工作。GSM調制解調器可以用于低功耗模式,或者不用時可以關閉。
由GSM網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)的費用也在迅速下降。并且,GSM調制解調器可以使用標準的通信協(xié)議容易地連接到微控制器。移動電話處理聲音和數(shù)據(jù)的情況也越來越多。大多數(shù)GSM調制解調器具備TCP / IP堆棧,可以用來在安全通道傳送數(shù)據(jù)。這也降低了應用程序開發(fā)的復雜性,使微控制器可以簡單地連接到GSM調制解調器。
GSM調制解調器可以連接到任何一個IP(網(wǎng)絡協(xié)議)地址并傳送數(shù)據(jù)。多個調制解調器可以向一個單一的IP地址發(fā)送數(shù)據(jù),所有的數(shù)據(jù)可以在世界上任何一個地方集中和處理。用戶可以基于網(wǎng)絡發(fā)送的數(shù)據(jù)遠程動態(tài)配置每個調制解調器。在某些網(wǎng)絡,一個單獨的節(jié)點就具備GSM能力。其它節(jié)點會把數(shù)據(jù)發(fā)送到這個特殊的節(jié)點,然后再傳送到中央服務器。這可以減少整體系統(tǒng)的成本,但如果節(jié)點不是群集在一起,就不能這樣實現(xiàn)了。
GSM調制解調器還可以提供即時警報,可以通過SMS(短消息服務)或根據(jù)情況把數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€不同的高優(yōu)先級的IP地址。這些特性可用于容錯和冗余校驗。
讓我們看一個GSM調制解調器的例子(SIM300),其通過一個串行端口與微控制器通訊。調制解調器有一個標準指令集,AT指令。這些指令控制調制解調器和微控制器之間的操作。微控制器通過UART(通用異步收發(fā)器)接口在一個特定的波特率發(fā)送這些指令。
使用特定指令可以配置調制解調器,那么通過串口發(fā)送的數(shù)據(jù)就可以傳送到中央服務器。因此,與GSM調制解調器的接口簡化了傳感器網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)采集和處理。
完整的系統(tǒng)實施
一個傳感器節(jié)點包含一個模擬信號鏈,還需要大量的數(shù)字外圍接口。每個傳感器節(jié)點可能要連接到不同類型的傳感器,這就需要接口和I/O的靈活性。單個節(jié)點的可編程性在一個成功的傳感器網(wǎng)絡實現(xiàn)中起著至關重要的作用。
圖3:使用PSoC實現(xiàn)傳感器節(jié)點的框圖
圖4:使用PSoC實現(xiàn)傳感器節(jié)點的內部設計
賽普拉斯的PSoC混合信號可編程控制器可以提供模擬和數(shù)字系統(tǒng),其可配置成為每個節(jié)點所需的功能。這就不需要為不同類型的傳感器配備專門的硬件。這種片上系統(tǒng)(SoC)微控制器還可以只用一顆芯片就可處理傳感器節(jié)點所需的所有任務,其包括ADC,DAC,PGA,比較器,放大器,數(shù)字濾波功能,DMA,LCD控制器,等等。
使用SoC的系統(tǒng)設計可以快速設計和頻繁改變來配合傳感器節(jié)點的定制。PSoC睡眠方式有很低的功耗,非常適合這類應用。
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