GSM调制解调器集成传感器节点简化无线数据采集

GSM调制解调器

GSM(全球移动通信系统)是移动电话现有的标准之一。虽然最初仅用于语音通信，它已经通过GPRS(通用分组无线服务技术)和EDGE(增强型数据速率GSM演进技术)实现了数据通讯能力。GSM调制解调器是调制解调器的一个类型，其接受 SIM(用户识别模块)，就像移动电话一样工作。GSM调制解调器可以用于低功耗模式，或者不用时可以关闭。

由GSM网络传输数据的费用也在迅速下降。并且，GSM调制解调器可以使用标准的通信协议容易地连接到微控制器。移动电话处理声音和数据的情况也越来越多。大多数GSM调制解调器具备TCP / IP堆栈，可以用来在安全通道传送数据。这也降低了应用程序开发的复杂性，使微控制器可以简单地连接到GSM调制解调器。

GSM调制解调器可以连接到任何一个IP（网络协议)地址并传送数据。多个调制解调器可以向一个单一的IP地址发送数据，所有的数据可以在世界上任何一个地方集中和处理。用户可以基于网络发送的数据远程动态配置每个调制解调器。在某些网络，一个单独的节点就具备GSM能力。其它节点会把数据发送到这个特殊的节点，然后再传送到中央服务器。这可以减少整体系统的成本，但如果节点不是群集在一起，就不能这样实现了。

GSM调制解调器还可以提供即时警报，可以通过SMS(短消息服务)或根据情况把数据传输到一个不同的高优先级的IP地址。这些特性可用于容错和冗余校验。

让我们看一个GSM调制解调器的例子(SIM300)，其通过一个串行端口与微控制器通讯。调制解调器有一个标准指令集，AT指令。这些指令控制调制解调器和微控制器之间的操作。微控制器通过UART(通用异步收发器)接口在一个特定的波特率发送这些指令。

使用特定指令可以配置调制解调器，那么通过串口发送的数据就可以传送到中央服务器。因此，与GSM调制解调器的接口简化了传感器网络中的数据采集和处理。

完整的系统实施

一个传感器节点包含一个模拟信号链，还需要大量的数字外围接口。每个传感器节点可能要连接到不同类型的传感器，这就需要接口和I/O的灵活性。单个节点的可编程性在一个成功的传感器网络实现中起着至关重要的作用。

图3：使用PSoC实现传感器节点的框图

图4：使用PSoC实现传感器节点的内部设计

赛普拉斯的PSoC混合信号可编程控制器可以提供模拟和数字系统，其可配置成为每个节点所需的功能。这就不需要为不同类型的传感器配备专门的硬件。这种片上系统(SoC)微控制器还可以只用一颗芯片就可处理传感器节点所需的所有任务，其包括ADC，DAC，PGA，比较器，放大器，数字滤波功能，DMA，LCD控制器，等等。

使用SoC的系统设计可以快速设计和频繁改变来配合传感器节点的定制。PSoC睡眠方式有很低的功耗，非常适合这类应用。

作者：Ajay Bharadwaj,Balaji Mamidala

赛普拉斯半导体