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GPRS在生理数据远程传输中的应用研究
摘要：介绍一种通过GPRS技术传输生理数据的方法。采用网络协议处理器芯片E5112实现TCP/IP协议，单片机检测出人体的心率数据，同时通过串行口发出的命令字符串控制E5112，由E5112再控制GPRS数传模块G18，实现心率数据的发送。接收端采用拨号上网的计算机接收心率数据。这种方法费用少，传输稳定，且传输距离可达到GSM网络能达到的区域。引言
GPRS（General Packet Radio Service）是通用分组无线业务的简称，是一种以全球手机系统（GSM）为基础的数据传输技术。GPRS和以往连续在频道传输的方式（如GSM）不同，是以分包（packet）的形式来传输，信道是共享使用的，需要的时候才有数据包产生。用户可以随时进行数据传输，而不是每次都需要拨号上网。GPRS的数据传输速率可提升到56Kbps，甚至114Kbps。
随着医疗事业的发展，远程医疗（telemedicine）逐渐成为发展的方向。在很多情况下，都要求将现场采集的病人的各种生理参数传到医疗或中心站。如将急求车上病人的数据传输到医院，以及对一般非住院病人的病情监护（社区监护）等。由于GPRS技术的特点，使得它非常适合这一类应用。
本文中，将介绍一种基于GPRS技术的生理数据传输的方法。
1 方法
实验中，采用GPRS数据模块G18来完成通信的任务，所以传输的生理数据为心率。由于GPRS技术是一种基于TCP/IP协议的分包传输技术，所以数据在传输前必须进行TCP/IP协议的封装处理。这个任务由协议处理芯片E5112完成。单片机测量心率数据，然后通过串行口，送至E5112进行TCP/IP协议的处理和封装，再送至G18发送。
由于心率数据采用TCP/IP协议进行分包传输，所以在接收端不需要再配置G18，只需一台以某种方式联入互联网（必须具有公司的IP地址）的计算机即可。计算机中的系统软件（Windows系统）具有TCP/IP协议处理功能，能提取出网络传输的心率数据，在屏幕上显示。系统框图如图1。
（1）G18
Motorola G18是摩托罗拉嵌入式三频900/1800/1900MHz GSM/GPRS模块。该模块具有如下特点：①体积小（40mm×80.2mm×7.5mm）、质量软（22g）；②天线插座（型号MMCX）支持直线或直角连接；③支持9针RS-232串行接口（3V CMOS电平）；④内含用户识别卡（Subscriber Identity Module,SIM）读卡器；⑤3.0～6.0V工作电压；⑥支持语音、数据、传真、短消息和WAP功能；⑦GPRS分组交换速率可达到57.6Kb/s；⑧待机电流7.2±0.5mA，使用时平均电流300mA;⑨支持CSD模式（AT命令集，包括GSM 07.07和GSM07.05）和GPRS模式（AT命令集，支持GSM07.60和07.07 7.5版）。
G19通过36针ZIF插座（或28针双排针式插座）与外部连接。36针插座中包括模拟语音输入/输出和数字语音输入/输出接口，外部SIM卡读卡器接口，以及RS-232串行通信 接口（3V CMOS逻辑电平）。由于本实验只用到了数据传输功能，且模块具有内置SIM卡读卡器，所以所有接口中只用到了RS-232串行通信接口。该接口采用串行异步通信方式，能自动识别波特率（300bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps）。在数据传输模式下，G18的初始化、功能控制以及数据的通信都通过RS-232串行异步通信接口进行，因此，该模块与外部的硬件接口相对简单，是标准的RS-232接口接法。
相比之下，该模块使用的通信协议则较为复杂，模块与外部所有的数据和控制信息都通过一套由字符组成的命令串（AT 命令集）来完成，而这些命令串就是通过RS-232串行异步通信接口进行传递的。命令串都以特定的字符（AT）开始；以特定的字符结束；中间部分根据命令的类型、长度不定，主要包括下列指令类型：模块管理（模块开、关机，状态检测等），语音通信 （拨号控制、通信状态报告等），数据、传真控制，短信息功能（短信息的撰写、管理和收发）。
（2）网络协议处理器E5112
E5112是上海精致科技有限公司研制的网络协议处理器，是完成TCP/IP协议的专用芯片，支持TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据文报协议）协议，实现将嵌入式系统直接与Internet相连。E5112具有客户机功能，可以主动请求TCP连接远方服务器通信。E5112也具有服务器功能，可以监听来自客户机的TCP连接请求，建立TCP连接通信。因此，使用E5112的系统之间只要知道对方IP地址和端口号就可以通过Internet进行通信。
E5112一端通过RS-232接口与G18连接，另一端通过并口与上位机相连。E5112提供透明通道和非透明通道两种工作模式。在透明通道模式下，E5112对单片机发出的数据不进行处理直接将数据发送到G18，收到的数据也原封不动地传递给单片机。在这个模式下，短消息和语音功能可以由用户自己通过AT命令来实现。在非透明通道模式下，单片机通过串口采用帧格式与E5112通信。
E5112帧格式以十六进制数7E开始，然后是类型、长度、数据三个字段，最后以十六进制数7E结束。类型字段表示本帧的类型。E5112共有输入和输出两大类型。输入帧有读网关IP地址帧、设置服务器端口帧、设置ISP电话号码和用户名用户密码帧、设置SOCKET插口帧、发送TCP数据帧、发送UDP数据帧、读源IP地址帧等共13种。输出帧有物理层失败帧、PPP协商失败帧、PPP协商成功帧、SOCKET关闭帧、接
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