專利名稱：一種無(wú)線數(shù)字終端裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息傳輸領(lǐng)域，尤其是圖象、模擬量、開(kāi)關(guān)量采集控制傳輸。
背景技術(shù)：
無(wú)線數(shù)字終端裝置是信息領(lǐng)域中最近幾年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，無(wú)線數(shù)字終端裝置產(chǎn)品，集攝像頭、I/O控制和GPRS通訊為一體，用戶只需選擇合適的現(xiàn)場(chǎng)安裝位置，就可以通過(guò)GPRS/GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，滿足客戶對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控業(yè)務(wù)的需求。
目前的移動(dòng)“彩信”就是這樣的一種產(chǎn)品。如圖1所示，移動(dòng)終端在GPRS內(nèi)網(wǎng)中，和彩信服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，按照規(guī)定的封包格式，和彩信服務(wù)器交換彩信包，通訊協(xié)議是基于GPRS的UDP/TCP協(xié)議，彩信服務(wù)器和固定互聯(lián)網(wǎng)的Web服務(wù)器使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。固定網(wǎng)的計(jì)算機(jī)終端和Web服務(wù)器采用基于TCP/IP的http協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)封裝格式是標(biāo)準(zhǔn)的HTML格式。
GPRS(General Package Radio Service)即“通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)”是一種采用封包形式進(jìn)行傳輸服務(wù)的系統(tǒng)。由于使用了包交換傳輸模式，用戶之間的通訊不需要再獨(dú)占一條通信信道，而多個(gè)用戶同時(shí)占用一條信道，也不會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)的堵塞。其理論峰值速度為171.2Kbps，即使達(dá)不到這個(gè)理論速率，也比GSM網(wǎng)絡(luò)峰值的9.6Kbps高出很多。同時(shí)，由于其不獨(dú)占信道的特性，不需要按時(shí)間計(jì)費(fèi)，而是按信息量計(jì)費(fèi)。
GPRS數(shù)據(jù)交換采用的是IP包交換的方式，和Internert一樣，數(shù)據(jù)的交換通過(guò)IP尋址來(lái)進(jìn)行，由兩種GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GSN)來(lái)提供數(shù)據(jù)交換的支持，一種為SGSN(服務(wù)GSN)，它負(fù)責(zé)為每一個(gè)GPRS終端分配一個(gè)臨時(shí)的或者固定的IP地址，并提供數(shù)據(jù)交換服務(wù)；另一種為GGSN(網(wǎng)關(guān)GSN)，主要是用來(lái)提供不同數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)間的連接。由于GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信道和話音信道采用動(dòng)態(tài)分配的方式共享相同的物理通道，在數(shù)據(jù)信道上沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候不占用帶寬資源，因此，GPRS數(shù)據(jù)通訊的計(jì)費(fèi)可以采用更加合理的按照數(shù)據(jù)流量收費(fèi)的方式，使GPRS用戶可以做到時(shí)時(shí)在線。
目前無(wú)線數(shù)字終端產(chǎn)品存在的不足有以下幾個(gè)方面
國(guó)內(nèi)目前GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與公司局域網(wǎng)通過(guò)路由器或網(wǎng)關(guān)代理上網(wǎng)的形式有些相似。用戶在成功登錄上GPRS之后，會(huì)隨機(jī)分配到一個(gè)移動(dòng)骨干網(wǎng)(BACKBONE)的IP地址(一般是10.103.XXX.XXX)，如果需要與Internet進(jìn)行通訊，移動(dòng)網(wǎng)關(guān)會(huì)分配一個(gè)開(kāi)放端口給該GPRS終端。所以一個(gè)GPRS用戶在Internet上的可見(jiàn)IP地址是中國(guó)移動(dòng)的網(wǎng)關(guān)IP地址。
但是，移動(dòng)網(wǎng)關(guān)的資源有限，服務(wù)商會(huì)定期收回未使用的端口資源。如果GPRS用戶需要再次進(jìn)行Internet通訊，則需重新分配新的端口?；谶@種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)的GPRS業(yè)務(wù)使用有很大的局限性。
首先，如果沒(méi)有確定的IP地址和Port端口號(hào)組成的套接字，是無(wú)法建立基于IP的TCP/UDP連接的。
其次，GPRS終端登錄后雖然獲取了移動(dòng)骨干網(wǎng)IP地址，但分配給它的Port卻是不確定的，所以造成了公網(wǎng)終端無(wú)法找到GPRS終端的情況，只能由GPRS終端主動(dòng)的向公網(wǎng)終端發(fā)送數(shù)據(jù)(UDP)或建立連接(TCP)。同時(shí)，單純UDP方式的通訊也不適合GPRS業(yè)務(wù)，如果GPRS終端一段時(shí)間不發(fā)送數(shù)據(jù)，閑置端口被收回，對(duì)方是無(wú)法把回復(fù)信息發(fā)送給GPRS終端的。
若是租用移動(dòng)骨干網(wǎng)固定IP地址，一方面是移動(dòng)資源的浪費(fèi)，另一方面，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，租用成本成本也太高，經(jīng)濟(jì)上很不合算。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種能克服上述GPRS在移動(dòng)組網(wǎng)上存在的技術(shù)及實(shí)現(xiàn)方式的不足，降低用戶使用成本、提高無(wú)線帶寬的利用率的無(wú)線數(shù)字終端。能體現(xiàn)出通過(guò)一部接入Internet，并獲取公網(wǎng)IP地址的終端服務(wù)器，作為所有GPRS終端的目標(biāo)服務(wù)器(Server)，作為GPRS組網(wǎng)的中心點(diǎn)，該服務(wù)器在Internet上具有唯一、持久性的IP標(biāo)識(shí)；其上運(yùn)行IP地址Port嗅探、數(shù)據(jù)收發(fā)和轉(zhuǎn)換的程序，以開(kāi)放給需要連接的GPRS終端。每個(gè)IP的端口資源有0-65535個(gè)，除系統(tǒng)占用的端口外，其它IP端口用戶自由分配；每個(gè)GPRS終端的連接對(duì)象都指定該目標(biāo)服務(wù)器(Server)，并預(yù)先把目標(biāo)服務(wù)器的IP地址初始化給每個(gè)GPRS終端，由服務(wù)器中的相應(yīng)程序來(lái)控制終端間的數(shù)據(jù)交換或是服務(wù)器與終端的數(shù)據(jù)交換。
這樣，用戶可以按自己的需要，組合成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通訊模式；如果終端太多，造成服務(wù)器無(wú)法承載，用戶可以把目標(biāo)服務(wù)器擴(kuò)充成為目標(biāo)服務(wù)器局域網(wǎng)(Server LAN)，通過(guò)一個(gè)路由器(網(wǎng)關(guān))接入Internet，由網(wǎng)關(guān)把相應(yīng)的端口分配給每臺(tái)服務(wù)器。由于LAN的通訊速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于主干網(wǎng)和GPRS通訊的速率，用戶在邏輯上仍可以將該局域網(wǎng)看作單個(gè)服務(wù)器中心點(diǎn)。
實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下1.具有GSM/GPRS模塊固化有主程序組的核心技術(shù)模塊和圖像現(xiàn)場(chǎng)信息采集壓縮處理模塊，上述三個(gè)模塊依次連接，固化有主程序組的核心技術(shù)模塊具有JPG圖像采集、數(shù)據(jù)壓縮處理子模塊，具有發(fā)送AT指令、協(xié)調(diào)GSM\GPRS模塊動(dòng)作的微處理器、支持MMS/SMS/AT指令集/JPG編碼/解碼/TCP-IP協(xié)議線的GSM/GPRS模塊-GR47、RAM、ROM、和電源組成，微處理器通過(guò)D-BUS、A-BUS、Controlline連接JPG圖像采集數(shù)據(jù)壓縮處理子模塊，微處理器通過(guò)UART、Other controlline與GSM/GPRS模塊-GR47連接。
2.主程序如下(1)信息采集、壓縮并發(fā)送楨；(2)模塊初始化RF-ON/OF-ON(“1”、“0”O(jiān)FF)CPU由串口發(fā)送AT命令A(yù)T+CGDCONT＝1，“IP”，“internet”，獲取APN，建立模塊與GPRS網(wǎng)絡(luò)的呼叫連接；(3)模塊與APN連接后，返回一個(gè)“CONNECT”信息，系統(tǒng)發(fā)送PPP/IP包到一個(gè)協(xié)議的IP地址；(4)發(fā)送撥號(hào)字符串*99***1#(手機(jī)號(hào)碼)，使MMS信息“引示號(hào)”發(fā)送到*99***1#彩信手機(jī)(終端)上；(5)手機(jī)接收到“引示號(hào)”后，自動(dòng)按“WAP PUSH”命令格式到APN的SERVER上下載MMS圖像，在手機(jī)上完成JPG數(shù)據(jù)的解壓縮，實(shí)現(xiàn)圖像的回放，一次MMS圖像發(fā)送過(guò)程結(jié)束。
上述主程序包括了域名解析、網(wǎng)內(nèi)交換、移動(dòng)VPN技術(shù)手段與程序指令的結(jié)合。
1.域名解析用域名代替IP地址，因?yàn)橛蛎强梢越馕龀蔀镮P地址的，而且域名的申請(qǐng)也相對(duì)便宜很多。在GPRS終端連接服務(wù)器，如果預(yù)先初始化的是域名，會(huì)執(zhí)行解析程序，將其轉(zhuǎn)化為IP地址。
2.網(wǎng)內(nèi)交換實(shí)際上，GPRS終端本身具有移動(dòng)骨干網(wǎng)的IP地址，即使不進(jìn)行通訊，只要不注銷登錄，也不會(huì)變更，并且不會(huì)產(chǎn)生通訊費(fèi)用—這也是實(shí)際上服務(wù)商所宣稱的“永久在線”。此產(chǎn)品利用這個(gè)相對(duì)固定的IP，進(jìn)行移動(dòng)骨干網(wǎng)內(nèi)的交換，不必把目標(biāo)服務(wù)器放到Internet上作為中心點(diǎn)，同時(shí)還大大增強(qiáng)了保密性。
3.移動(dòng)VPN向移動(dòng)申請(qǐng)專用VPN與此產(chǎn)品結(jié)合，通過(guò)GPRS網(wǎng)分配給企業(yè)的接入點(diǎn)名APN(Access Port Name)，然后通過(guò)DNS(域名解析)解析APN對(duì)應(yīng)的企業(yè)接入端的GGSN(GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn))，企業(yè)接入端的GGSN根據(jù)APN建立到企業(yè)網(wǎng)關(guān)的VPDN遂道，用戶數(shù)據(jù)首先在GPRS網(wǎng)內(nèi)通過(guò)GTP(GPRS隧道協(xié)議)傳輸，最后在企業(yè)接入端GGSN和企業(yè)網(wǎng)關(guān)之間通過(guò)GRE隧道協(xié)議或L2TP隧道協(xié)議進(jìn)行傳輸。
本發(fā)明的主要特點(diǎn)如下1.集N(1-4)路攝象頭、I/O控制和GPRS無(wú)線通訊為一體，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程圖象、模擬量/開(kāi)頭量采集與控制，以及RS232/485數(shù)據(jù)傳輸。
2.開(kāi)機(jī)自動(dòng)撥號(hào)，掉線自動(dòng)重?fù)?。GPRS網(wǎng)絡(luò)號(hào)稱“永遠(yuǎn)在線，流量計(jì)費(fèi)”，因此此特性只能給用戶帶來(lái)方便而不會(huì)增加成本。
3.利用GPRS網(wǎng)絡(luò)中非話音信道，實(shí)現(xiàn)多種服務(wù)器接入模式，無(wú)需申請(qǐng)專線或固定IP，即買即用。
4.支持定時(shí)發(fā)送方式和查詢-應(yīng)答方式，兩中方式用戶可以自定義。
5.接口速率在1200bps到115200bps可由用戶調(diào)整。
6.通信接口RS232/485(三線RD，TX，GND)，±15KV靜電保護(hù)。
7.工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，適合長(zhǎng)期連續(xù)工作，抗干擾能力強(qiáng)。
以上的方案，雖然是針對(duì)國(guó)內(nèi)GPRS網(wǎng)絡(luò)的特性及現(xiàn)實(shí)情況提出來(lái)的解決方案，但卻是目前唯一可行的GPRS底層方案，它很好地解決了移動(dòng)資源有限、帶寬利用率低和IP地址頻繁更換的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
本發(fā)明的系統(tǒng)產(chǎn)品應(yīng)用案例如下1.安防/現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)—彩色JPG圖象系統(tǒng)在接收到圖象采集指令后，立即拍攝一幅JPG格式圖象，該圖象同時(shí)發(fā)送給指令發(fā)送終端；市場(chǎng)定位家庭2.短信息/EMAIL，網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)普通PSTN話機(jī)功能，同時(shí)可以以無(wú)線的方式接入INTERNET，收發(fā)EMAIL，SMS等，可以直接替代目前正在流行的無(wú)線市話；市場(chǎng)定位移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商，家庭。
3.三表(水、電、煤氣)無(wú)線抄表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)家用三表(水、電、煤氣)無(wú)線遠(yuǎn)程抄表；市場(chǎng)定位家庭，儀表廠。
4.智能家電遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)家用電器無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控---信息家電；市場(chǎng)定位家庭，家電廠商。
5.圖象處理中心高清晰圖象處理/顯示終端；市場(chǎng)定位交通指揮、公安、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)移動(dòng)“彩信”業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架2為本發(fā)明無(wú)線數(shù)字終端系統(tǒng)框3為本發(fā)明業(yè)務(wù)操作主程序圖
具體實(shí)施例方式
GSM/GPRS模塊GSM/GPRS模塊采用GR47(市場(chǎng)上成熟的產(chǎn)品)圖象現(xiàn)場(chǎng)信息采集壓縮處理模塊圖象現(xiàn)場(chǎng)信息采集壓縮處理模塊采用AGILENT公司的ADCM-1650cameramodule(市場(chǎng)上成熟的產(chǎn)品)核心技術(shù)模塊核心技術(shù)模塊中的主程序固化到此模塊的微處理器中，微處理器選用DS89C450，主頻33M，內(nèi)部無(wú)分頻。微處理器的端口P3.5，P3.4分別與圖象現(xiàn)場(chǎng)信息采集壓縮處理模塊和GSM/GPRS模塊的電源ON/OFF控制端相連。微處理器的數(shù)據(jù)總線PO口一方面與圖象現(xiàn)場(chǎng)信息采集壓縮處理模塊并行數(shù)據(jù)口連接，另一方面與GSM/GPRS模塊數(shù)據(jù)總線連接。通過(guò)主程序的AT指令集來(lái)協(xié)調(diào)、控制圖象現(xiàn)場(chǎng)信息采集壓縮處理模塊的動(dòng)作，并把采集到的信息以特定的格式通過(guò)GSM/GPRS模塊發(fā)送出去，從而實(shí)現(xiàn)指定的功能。
核心技術(shù)模塊通過(guò)主程序組(域名解析、網(wǎng)內(nèi)交換、移動(dòng)VPN技術(shù)手段與程序指令的結(jié)合)，把現(xiàn)場(chǎng)采集的視頻、信頻信息等，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的非語(yǔ)音通道傳遞出去，并與移動(dòng)、聯(lián)通的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫結(jié)合。
無(wú)線數(shù)字終端產(chǎn)品，它集攝象頭、I/O控制和GPRS通訊為一體，用戶只需選擇合適的現(xiàn)場(chǎng)安裝位置，就可以通過(guò)Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的環(huán)境監(jiān)控，滿足客戶對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控業(yè)務(wù)的需求。通過(guò)設(shè)置一些簡(jiǎn)單參數(shù)，可以主動(dòng)請(qǐng)求連接遠(yuǎn)方服務(wù)器通信，使用起來(lái)方便快捷。該產(chǎn)品將成為彩信手機(jī)終端的功能延伸，同時(shí)也提高移動(dòng)GPRS信道帶寬的利用率。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線數(shù)字終端裝置，其特征為具有GSM/GPRS模塊、固化有主程序組的核心技術(shù)模塊和圖象現(xiàn)場(chǎng)信息采集壓縮處理模塊，上述三個(gè)模塊依次連接，固化有主程序組的核心技術(shù)模塊具有JPG圖象采集、數(shù)據(jù)壓縮處理子模塊，具有發(fā)送AT指令、協(xié)調(diào)GSM/GPRS模塊動(dòng)作的微處理器、支持MMS/SMS/AT指令集/JPG編碼/解碼/TCP-IP協(xié)議線的GSM/GPRS模塊-GR47、RAM、ROM、和電源組成，微處理器通過(guò)D-BUS、A-BUS和control line連接JPG圖象采集數(shù)據(jù)壓縮處理子模塊，微處理器通過(guò)UART、other controlline與GSM/GPRS模塊-GR47連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線數(shù)字終端裝置，其特征為主程序如下(1)信息采集、壓縮并發(fā)送楨(2)模塊初始化RF-ON/OF-ON(“1”、“0”O(jiān)FF)，CPU由串口發(fā)送AT命令A(yù)T+CGDCONT＝1，“IP”，“internet”.獲取APN，建立模塊與GPRS網(wǎng)絡(luò)的呼叫連接；(3)模塊與APN連接后，返回一個(gè)“CONNECT”信息。系統(tǒng)發(fā)送PPP/IP包到一個(gè)協(xié)議的IP地址；(4)發(fā)送撥號(hào)字符串*99***1#(手機(jī)號(hào)碼)，使MMS信息“引示號(hào)”發(fā)送到*99***1#彩信手機(jī)(終端)上；(5)手機(jī)接收到“引示號(hào)”后，自動(dòng)按“WAP PUSH”命令格式到APN的SERVER上下載MMS圖象，在手機(jī)上完成JPG數(shù)據(jù)的解壓縮，實(shí)現(xiàn)圖像的回放，一次MMS圖像發(fā)送過(guò)程結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明涉及信息傳輸領(lǐng)域中的圖象、模擬量/開(kāi)頭量采集控制傳輸。目前存在著寬帶利用率低，IP地址頻繁變換等問(wèn)題，本發(fā)明采用了將域名解析、網(wǎng)內(nèi)交換、移動(dòng)VPN技術(shù)與程序指令的結(jié)合，固化到核心技術(shù)模塊的芯片中，被固化的核心技術(shù)模塊與GSM/GPRS模塊和圖像現(xiàn)場(chǎng)信息采集壓縮處理模塊結(jié)合在一起，把現(xiàn)場(chǎng)采集的視頻、信頻信息，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的非語(yǔ)音通道傳遞出去，并與移動(dòng)聯(lián)通的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫結(jié)合，達(dá)到信息傳遞的目的，具有永遠(yuǎn)在線，流量計(jì)費(fèi)，降低通訊成本的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G08C19/00GK1988654SQ20051013196
公開(kāi)日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月22日
發(fā)明者寧軻, 張硯臣 申請(qǐng)人:寧軻, 張硯臣