1 引言

隨著當(dāng)代信息社會的不斷進步，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的一項新的業(yè)務(wù)，具有真跡傳送、實時記錄等突出的特點，特別適用于新聞采訪、交通運輸、移動辦公、公安緝毒等領(lǐng)域，它可以最大限度地發(fā)揮無線通訊的優(yōu)點，使用戶可以真正擁有自己的“移動辦公室”。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現(xiàn)

我們設(shè)計的無線傳真終端設(shè)備采用臺灣華邦公司的8位單片機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W77E58。W77E58是與MCS51系列單片機兼容的、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)存儲器、IKB用MOVX指令訪問的SRAM、可編程看門狗定時器、三個16位定時器、二個增強型的全雙工串行口、片內(nèi)RC振蕩器、雙16位數(shù)據(jù)指針等諸多功能。在很多場合，幾乎不用擴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)計的微處理器內(nèi)核，去除多余的時鐘和存儲周期，在相同的晶振頻率下，根據(jù)不同的指令類型，其運行速度一般比傳統(tǒng)8051系列快1.5～3倍。一般情況下，平均可達2.5倍以上。另外，由于W77E58采用全靜態(tài)CMOS設(shè)計，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60腳的插座組成。GSM基帶處理器是核心部件，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現(xiàn)信號的調(diào)制與解調(diào)，以及外部射頻信號與內(nèi)部基帶處理器之間的信號轉(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，或?qū)⒛繕?biāo)傳真機發(fā)送來的傳真數(shù)據(jù)解調(diào)后送給主控模塊，從而完成整個傳真樣張的收發(fā)。

另外，Q2403A外部可擴展很多接口，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)運營商處注冊過無線傳真業(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)交換時的串并、并串變換。

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

在公用電話網(wǎng)（PSTN）上為了實現(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，國際上沒有一個現(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、信號在該信道上傳輸時間延遲大等等，因此要在無線信道上實時的無失真的收發(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重新設(shè)計通信規(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，必須對其進行正確的配置，即初始化，這樣才能使其正常的工作。對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數(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)送請求。

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

無線傳真終端向PSTN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的普通G3傳真機發(fā)送傳真的過程，其實也是主控模塊對GSM模塊不斷操作的過程，通過協(xié)調(diào)GSM模塊完成信號的握手和數(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)送傳真的整個過程。

4 小結(jié)

在對該設(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、信號在該信道上傳輸時間延遲大等特點，因此傳輸過程中的轉(zhuǎn)換等待時間，比普通PSTN上的傳真通信時要有所增長，才能較好的實現(xiàn)無線仿真傳真機與普通傳真機之間的通信。一般的等待時間是80ms或更長一點。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)，我們設(shè)計的無線傳真終端設(shè)備具有便于攜帶、使用方便等特點，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。

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