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如何將GSM模塊集成到嵌入式系統中?

作為一個家庭的愛和獎勵,有時他們可能是一種痛苦。例如,我的阿姨拒絕與我的祖父溝通。他們相隔不到三十分鐘;但是,拒絕見面。這使得協調訪問我的家庭變得不必要的困難,因為我經常需要制定單獨的日程計劃,以便看到每個可以說話的派系。但最讓人感到壓力的是,它常常讓中間人溝通角色給我:如果我的姨媽或祖父都有事情發生,那么我就是那個必須通知其中任何一個人的人。這個過程需要大量精力,需要大量跟蹤。

充當溝通的中間環節可能會讓人筋疲力盡。當您將全球移動通信系統(GSM)模塊與嵌入式系統集成時,對于平板電腦和手機等移動設備尤其如此。雖然我并不經常使用機械和模塊,但是在保持電源完整性和機械耗盡方面的困難是我在嘗試計劃交替的假日聚會時常常感受到的感覺。

移動設備和全球移動通信系統

GSM模塊用于建立嵌入式系統和GSM蜂窩網絡之間的通信。 GSM在全球范圍內以不同的頻率運行。歐洲,亞洲,大洋洲和中東地區常用900Mhz和1800 MHz頻段,而美國使用950 Mhz和1850 Mhz頻段。

如何將GSM模塊集成到嵌入式系統中?

GSM模塊使嵌入式系統能夠發送和接收短信,在通用分組無線業務(GPRS調制解調器)網絡上發送數據,以及撥打或接聽語音呼叫。與普通手機一樣,GSM模塊需要激活的SIM卡才能運行。

古老的GSM調制解調器技術也廣泛應用于其他類型的應用,包括自動售貨機和能源系統。 GSM技術使嵌入式系統能夠將操作數據傳輸到中央服務器,而無需人為干預。 GSM模塊可用于任何方便的自動售貨機,當需要補充配料時能夠提醒供應商,或者作為監控電氣參數并使建筑管理團隊能夠遠程控制系統的能效系統特別有用。

如何將GSM模塊集成到嵌入式系統中?

有些自動售貨機使用GSM模塊來跟蹤庫存。

微控制器如何與GSM模塊集成

GSM模塊通常以可隨時安裝的PCB格式提供,同時還有SIM卡插槽和天線插孔。模塊也有集成(IC)封裝,但這要求您設計GSM IC的完整電路。

SIM900A是我在設計中使用的一種流行的GSM模塊。 SIM900A IC的工作電壓范圍為3.4V至4.4V。但是,它的峰值電流可能超過2A,這會影響您設計PCB的方式。 SIM900A包括GSM模塊的一些關鍵通信電路 - 微控制器使用通用異步接收器 - 發送器(UART)和SIM卡連接。

微控制器使用標準AT&amp; T協議與GSM模塊通信。通過向GSM模塊發送正確的命令AT&amp; T序列來完成諸如發送和接收文本消息的操作。對于有經驗的固件開發人員來說,這不應該是一個問題,除非硬件設計有問題。

使用GSM模塊設計PCB時的最佳實踐

在我的第一個原型中,我花了幾個小時試圖發現微控制器每次嘗試發送短信時重置的原因。在排除失控代碼,壞指針和堆棧溢出后,我終于意識到電壓調節器不足以承受GSM模塊在數據傳輸過程中消耗的電流。

困擾GSM模塊的問題之一設計是有限的電源容量。確保GSM模塊接收正確的電壓電平并不困難,但訣竅在于確保在傳輸數據時功率足夠。傳輸時,典型的GSM模塊可能會吸收超過2A的電壓。

您需要確保為GSM模塊供電的穩壓器能夠處理突然的電流尖峰。不僅如此,電源銅連接必須足夠寬并且足夠厚以處理高電流。否則,您將面臨損壞銅軌本身的風險。使用適當的散熱技術進行電源管理也很重要,因為它會產生大量的熱量。

電磁干擾(EMI)也可能成為影響嵌入式系統穩定性的問題。天線通常連接到GSM模塊以提高無線電波信號強度。整個系統需要經過嚴格的測試,以確保微控制器不受EMI的影響,特別是在發送和接收期間。最佳實踐,例如確保GSM調制解調器與其他板載模塊之間有足夠的間隙,有助于減少EMI問題。

如何將GSM模塊集成到嵌入式系統中?

< small>確保電源管理電路可以處理GSM模塊的電流消耗。

GSM模塊為設計帶來了新的挑戰和不確定性。雖然您無法圍繞您的家庭進行設計,但您可以圍繞電源完整性進行設計。在這里,使用AltiumDesigner?的PDN Analyzer?等工具可以確保電源連接中的電流密度處于適當的水平。

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