2024年4月14日发(作者：)

近年来,通信技术与网络技术的迅速进展,特别是无线通信技

术的进展,使得电力系统的自动化程度进一步提高。 GSM 网

络出现后，技术人员很快把 GSM 模块嵌入到各类仪表仪器

中，如多功能电能表、故障测录仪、抄表系统与用电负荷监

控等，从而使这些仪表仪器具有远程通信功能。

GPRS 是在现有 GSM 系统上进展出来的一种新的数据承载

业务,支持 TCP/IP 协议，能够与分组数据网(Internet 等)

直接互通。 GPRS 无线传输系统的应用范围非常广泛，几乎

能够涵盖所有的中低业务与低速率的数据传输，特别适合突

发的小流量数据传输业务。

本文设计的 GPRS 无线通信模块，内嵌了TCP/IP 协议，使

用工业级的 GPRS 模块，适用于单片机数据采集传输系统没

有 TCP/IP 协议栈，但使用串口通信的情况。

1.1 GPRS 简介

GPRS 是通用无线分组业务(General Packet Radio

System)的缩写，是介于第二代与第三代之间的一种技术，

通常称之 2.5G。GPRS 使用与 GSM 相同的频段、频带宽度、

突发结构、无线调制标准、跳频规则与相同的 TDMA 帧结构。

因此，在 GSM 系统的基础上构建 GPRS 系统时， GSM 系

统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需作软件升

级。有了 GPRS，用户的呼叫建立时间大大缩短，几乎能够

做到“永远在线”。此外， GPRS 是以营运商传输的数据量而

不是连接时间为基准来计费，从而令每个用户的服务成本更

低。

1.2 基本工作原理

GPRS 是在原有的基于电路交换(CSD)方式的 GSM 网络

上引入两个新的网络节点： GPRS 服务支持节点(SGSN)与

网关支持节点(GGSN)。 SGSN 与 MSC 在同一等级水平，

并跟踪单个 MS 的存储单元实现安全功能与接入操纵，并通

过帧中继连接到基站系统。 GGSN 支持与外部分组交换网的

互通，并经由基于 IP 的 GPRS 骨干网与 SGSN 连通。图 1

给出了 GPRS 与 Internet 连接原理框图。

GPRS 终端通过接口从客户系统取得数据， 处理后的 GPRS

分组数据发送到 GSM 基站。分组数据经 SGSN 封装后，

SGSN 通过 GPRS 骨干网与网关支持接点 GGSN 进行通信。

GGSN 对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如

Internet 或者 X.25 网络。

若分组数据是发送到另一个 GPRS 终端，则数据由 GPRS

骨干网发送到 SGSN，再经 BSS 发送到 GPRS 终端。

2.1 GPRS 模块的硬件设计