基于物联网应用的3G-M2M模块.doc

基于物联网应用的3GM2M模块

邢保振

〔四川九洲电器集团有限责任公司成都610041〕

摘要：论文在介绍了M2M的一些应用领域、针对M2M应用中存在的一些问题，给出了M2M模块的软硬件实现方式。

关键词：物联网；3G；M2M；EVDO

ApplicationsBasedonInternetofthings—3GM2MModule

XINGBao-zhen

(SichuanJiuzhouElectricGroupCo.,Ltd.,Chendu610041)

Abstract:DescribedtheApplicationsofM2M，aimingattheexistentproblemintheapplication，anddiscussedsomeimportantstructuresaboutHW-SW

Keywords:Internetofthings；3G；M2M；EVDO

0引言

物联网从美国的“智慧地球〞到我国的“感知中国〞在概念不断演进，M2M是现在物联网实际应用的一种具体模式。

M2M可代表机器对机器〔MachinetoMachine〕人对机器〔MantoMachine〕、机器对人〔MachinetoMan〕、移动网络对机器(MobiletoMachine)之间的连接与通信，它涵盖了所有实现在人、机器、系统之间建立通信连接的技术和手段。M2M系统节点的通信连接可分为“有线〞和“无线〞两种。

M2M用于实现设备、人和系统之间的互联互通。M2M应用普及军事、金融、交通、气象、电力、水利、石油、煤矿、工控、零售、医疗、公共事业管理等各个行业。通过本论文提出的模块，各行业可升级现有设备实现技术的更新换代。

M2M的应用主要存在三个问题：

第一：行业应用中，采用“有线〞连接的方式需要敷设专门的线缆。根底网络工程量大，本钱较高。

第二：行业应用中，采用“无线〞连接的方式普遍采用GPRS/CDMA1X作为接入手段。但由于无线网络带宽缺乏，限制了视音频、图像等业务信息的承载和物联网中传感器网络的组网结构。

第三:行业应用中，WinCE/Linux是常用软件平台之一，设备厂商如需集成基于3G技术的M2M模块需要在WinCE/Linux系统上做一定的开发工作。

本文中的四川九洲电器集团有限责任公司成都技术中心开发的“基于物联网应用的3GM2M模块〞解决了上述主要问题。

本论文提出的方案包括M2M模块硬件原理图、软件实现框图、嵌入式系统驱动实现等几个主要局部。

1M

模块包括硬件局部与软件局部。

硬件局部由基带处理芯片CBP7.0CDMABasebandProcessor、NORFlashandPSRAM二合一芯片、电源管理芯片、射频收发器、功率放大器、发送天线、低噪声放大器、主接收天线、分集接收天线、用于收发网络信息的USB2.0接口、用于调试用的UART和JTAG接口等几局部组成。

软件局部由CDMA1XStack、EVDOStack、VAL、CP、SystemServices等根本组成。在具体功能上，根据上述根本软件局部可实现短信收发、语音通话、UIM读写、TF卡读写、TCP/IP透传、Win/Linux驱动程序等功能。

1.1.硬件架构

硬件局部包括：基带芯片CBP7.0CDMABasebandProcessor、NORFlashandPSRAM二合一芯片〔Multi-Chip〕、电源管理芯片〔PowerManagement〕、射频收发器〔RFTransceiver〕、功率放大器〔PowerAmplifier〕、发送天线〔TXANT〕、低噪声放大器〔LNA〕、主接收天线〔MainAntenna〕、分集接收天线〔DivAntenna〕、用于收发网络信息的USB2.0接口、用于调试用的UART和JTAG接口。

基带芯片CBP7.0是系统的核心控制局部，与CPU总线连接的是Multi-Chip其是NORFlash和PSRAM的二合一芯片。NORFlash作操作系统和文件系统的存储器使用，PSRAM是运行实时操作系统Nucleus内核和相关程序数据缓存空间。

电源管理芯片是系统供电的核心，电源管理芯片分别生成11组电源给基带芯片、存储芯片、射频相关芯片、UIM卡接口、时钟电路局部等供电。供电电压分为＋3.3V、＋3.0V、＋1.8V三种。

射频收发器是射频电路局部的核心，基带芯片通过SPI接口控制射频收发器。射频收发器支持主接收和分集接收两种模式，通过SAW连接低噪声放大器接收射频信号。射频收发器通过SAW连接功率放大器进行射频信号发射。

功率放大器和发送天