摘要  無線傳真作為GSM的一項(xiàng)基本電信業(yè)務(wù)，對(duì)于經(jīng)常移動(dòng)辦公的人，是一種非常有用的業(yè)務(wù)。本文詳細(xì)闡述了如何利用W77E58單片機(jī)和GSM無線模塊Q2403A構(gòu)成GSM無線傳真終端設(shè)備的硬件實(shí)現(xiàn)方案，研究并設(shè)計(jì)出適用于GSM無線信道的傳真通信規(guī)程，從而進(jìn)一步給出了如何應(yīng)用該規(guī)程在終端設(shè)備上實(shí)現(xiàn)單頁傳真發(fā)送的軟件設(shè)計(jì)方案。

 關(guān)鍵詞  無線傳真 單片機(jī) W77E58 GSM模塊 Q2403A 傳真通信規(guī)程

1  引言

隨著當(dāng)代信息社會(huì)的不斷進(jìn)步，無線技術(shù)和GSM網(wǎng)絡(luò)也得到了迅猛的發(fā)展，無線傳真作為GSM的一項(xiàng)新的業(yè)務(wù)，具有真跡傳送、實(shí)時(shí)記錄等突出的特點(diǎn)，特別適用于新聞采訪、交通運(yùn)輸、移動(dòng)辦公、公安緝毒等領(lǐng)域，它可以限度地發(fā)揮無線通訊的優(yōu)點(diǎn)，使用戶可以真正擁有自己的“移動(dòng)辦公室”。本文詳細(xì)闡述了一種通用的GSM無線傳真終端設(shè)備的硬件及軟件實(shí)現(xiàn)方案。該設(shè)備可以作為其它客戶系統(tǒng)的外設(shè)終端，進(jìn)行指令和傳真數(shù)據(jù)的收發(fā)。

2  無線傳真終端的硬件實(shí)現(xiàn)

我們?cè)O(shè)計(jì)的無線傳真終端設(shè)備采用臺(tái)灣華邦公司的8位單片機(jī)W77E58作為主控模塊，外接WAVECOM公司的無線GSM/GPRS模塊Q2403A和其他外圍電路構(gòu)成一種通用的GSM無線傳真終端。

●  主控模塊的MCU選用華邦的八位機(jī)W77E58。W77E58是與MCS51系列單片機(jī)兼容的、可多次編程的快速微處理器，在其內(nèi)部集成有32KB的可重復(fù)編程的Flash ROM、256字節(jié)的片內(nèi)存儲(chǔ)器、IKB用MOVX指令訪問的SRAM、可編程看門狗定時(shí)器、三個(gè)16位定時(shí)器、二個(gè)增強(qiáng)型的全雙工串行口、片內(nèi)RC振蕩器、雙16位數(shù)據(jù)指針等諸多功能。在很多場(chǎng)合，幾乎不用擴(kuò)展外圍芯片就能夠滿足系統(tǒng)要求。由于其采用了全新設(shè)計(jì)的微處理器內(nèi)核，去除多余的時(shí)鐘和存儲(chǔ)周期，在相同的晶振頻率下，根據(jù)不同的指令類型，其運(yùn)行速度一般比傳統(tǒng)8051系列快1.5～3倍。一般情況下，平均可達(dá)2.5倍以上。另外，由于W77E58采用全靜態(tài)CMOS設(shè)計(jì)，能工作在低速晶振頻率下。與普通的8051相比，若W77E58采用低速工作頻率，在相同的指令吞吐量下，W77E58的節(jié)電性能也將大大提高。

主控模塊的作用主要有：

①主控模塊通過AT指令初始化GSM無線模塊，并通過GSM模塊與GSM網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建連接，從而與目標(biāo)傳真終端之間建立連接，協(xié)調(diào)各硬件部件完成傳真樣張的收發(fā)。

②主控模塊通過RS232串口向客戶系統(tǒng)收發(fā)數(shù)據(jù)或指令；

③主控模塊自主或根據(jù)遠(yuǎn)程控制指令采取其他操作。

●  GSM無線模塊采用的是WAVECOM公司的Q2403A模塊。Q2403A模塊主要由射頻天線、內(nèi)部Flash、SRAM、GSM基帶處理器、匹配電源和一個(gè)60腳的插座組成。GSM基帶處理器是部件，用來處理外部系統(tǒng)通過串口發(fā)送過來的AT指令。射頻天線部分主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)，以及外部射頻信號(hào)與內(nèi)部基帶處理器之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換。匹配電源為處理器及射頻部分提供所需的電源。Q2403A模塊支持GSM900和GSMl800雙頻網(wǎng)絡(luò)，接收速率為26.8kbits/s，發(fā)送速率為13.4kbits/s，支持AT FAX class2傳真通信規(guī)程。

GSM無線模塊作為傳真終端的無線收發(fā)模塊，主要的作用是在主控模塊和GSM網(wǎng)絡(luò)之間搭建一個(gè)通信橋梁，使主控模塊和目標(biāo)傳真終端之間完成AT命令的傳送，建立連接，再將主控模塊的傳真數(shù)據(jù)調(diào)制后發(fā)送給目標(biāo)傳真機(jī)，或?qū)⒛繕?biāo)傳真機(jī)發(fā)送來的傳真數(shù)據(jù)解調(diào)后送給主控模塊，從而完成整個(gè)傳真樣張的收發(fā)。

另外，Q2403A外部可擴(kuò)展很多接口，SIM卡接口、I/O接口、平行LCD接口、鍵盤、麥克風(fēng)輸入和耳機(jī)輸出等等。其中SIM卡是必須要外接的。用戶還必須安裝一塊在GSM網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商處注冊(cè)過無線傳真業(yè)務(wù)的SIM卡才能完成無線傳真通信。

    ●  通用異步接收發(fā)送器 UART采用TI公司生產(chǎn)的TL16C550A，主要的作用是完成主控模塊與GSM模塊之間數(shù)據(jù)交換時(shí)的串并、并串變換。

3  無線傳真通信規(guī)程設(shè)計(jì)及傳真終端軟件設(shè)計(jì)流程

    在公用電話網(wǎng)（PSTN）上為了實(shí)現(xiàn)傳真通信，ITU-T制定了相應(yīng)的通信控制規(guī)程，即T.30建議。而在GSM網(wǎng)絡(luò)上收發(fā)傳真，國(guó)際上沒有一個(gè)現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)的通信控制規(guī)程。又由于無線信道具有和固定電話網(wǎng)信道截然不同的特性，諸如信道多徑干擾明顯、信道干擾隨天氣不同而變化大、有一定的頻率漂移現(xiàn)象、信號(hào)在該信道上傳輸時(shí)間延遲大等等，因此要在無線信道上實(shí)時(shí)的無失真的收發(fā)傳真，不能再繼續(xù)沿用T.30建議所規(guī)定的通信規(guī)程，必須根據(jù)無線信道的這些特點(diǎn)重新設(shè)計(jì)通信規(guī)程。

●  無線GSM模塊的初始化

GSM無線模塊在傳輸AT命令和數(shù)據(jù)之前，必須對(duì)其進(jìn)行正確的配置，即初始化，這樣才能使其正常的工作。對(duì)GSM模塊的初始化設(shè)置，可以通過設(shè)置其并行接口寄存器中的參數(shù)來完成。根據(jù)寄存器的比特功能（如表1所示）配置如下：

①設(shè)置波特率為9600bps。

②串行輸入或輸出字符的比特?cái)?shù)為8比特。

③使能發(fā)送保持寄存器空中斷

④FIFO使能，接收緩沖區(qū)觸發(fā)電平為16字節(jié)。

⑤數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好，DTR為ON，有發(fā)送請(qǐng)求。

　　●  無線傳真通信規(guī)程設(shè)計(jì)及單頁傳真樣張發(fā)送的軟件實(shí)現(xiàn)流程

無線傳真終端向PSTN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的普通G3傳真機(jī)發(fā)送傳真的過程，其實(shí)也是主控模塊對(duì)GSM模塊不斷操作的過程，通過協(xié)調(diào)GSM模塊完成信號(hào)的握手和數(shù)據(jù)的收發(fā)。作為數(shù)據(jù)通信終端設(shè)備（DTE）的主控模塊向GSM模塊發(fā)送命令，GSM模塊作為數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）對(duì)命令做出響應(yīng)，完成該命令的操作，并返回命令執(zhí)行的結(jié)果碼。這一操作貫穿了發(fā)送傳真的整個(gè)過程。

4  小結(jié)

在對(duì)該設(shè)備的調(diào)試過程中，我們得出如下的結(jié)論：由于GSM網(wǎng)絡(luò)有一定的頻率漂移現(xiàn)象、信號(hào)在該信道上傳輸時(shí)間延遲大等特點(diǎn)，因此傳輸過程中的轉(zhuǎn)換等待時(shí)間，比普通PSTN上的傳真通信時(shí)要有所增長(zhǎng)，才能較好的實(shí)現(xiàn)無線仿真?zhèn)髡鏅C(jī)與普通傳真機(jī)之間的通信。一般的等待時(shí)間是80ms或更長(zhǎng)一點(diǎn)。但是應(yīng)該肯定的是GSM無線傳真通信為GSM系統(tǒng)增加了前景廣闊的新業(yè)務(wù)，我們?cè)O(shè)計(jì)的無線傳真終端設(shè)備具有便于攜帶、使用方便等特點(diǎn)，為廣大用戶應(yīng)用GSM無線傳真業(yè)務(wù)提供了很大的方便。

（張珊 劉立柱）

參考文獻(xiàn):

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[2]. RS232 datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/RS232_585128.html.
[3]. GSM900 datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/GSM900_358968.html.
[4]. TL16C550A datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/TL16C550A_650905.html.