Moduły GSM do systemów embedded. cz. 2

Moduły GSM do systemów embedded. cz. 2
Pobierz PDF Download icon
Jeszcze do niedawna modemy GSM przeznaczone do wlutowania w płytkę drukowaną były bardzo drogie i trudne do zdobycia w ilościach detalicznych. Dziś, budując urządzenie, które ma komunikować się z użyciem sieci GSM, warto rozważyć zakup gotowego modułu. Jest wiele zalet takiego rozwiązania: nie trzeba stosować kabli połączeniowych, można zintegrować wszystkie funkcje na płytce urządzenia, gotowy produkt zajmuje znacznie mniej miejsca w obudowie.
51ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 4/2010 Moduły GSM do systemów embedded Dodatkowe materiały na CD i FTP Przeglądając strony internetowe w  poszukiwaniu producentów modułów GSM, trafiłem na stronę firmy z Tajwanu produkującej prze- szło 300 różnych modułów. Były wśród nich i proste, umożliwiające tylko transmisję głosu i danych, ale były też i przeznaczone do wmon- towania w obrożę dla psa? Trudno w takiej sytuacji dziwić się, że na polskim rynku, na sku- tek podpisanych umów o dystrybucji, pojawiają się moduły wcześniej nieznanych, dalekowschodnich producentów. Współcześnie jakość ich wykonania jest tak duża, że nie trzeba obawiać się ich stosowania, o ile tylko dystrybutor jest w stanie zapewnić nam ciągłość dostaw oraz zabezpieczyć ewentualne potrzeby serwisowe. SIMCOM Jednym z najlepiej rozpoznawalnych na polskim rynku modułów produkcji SIMCOM jest SIM340. Jego użytkownicy (piszemy o  tym w tym numerze EP) wkrótce będą zmuszeni do zastosowania kompa- tybilnego pod względem wymiarów i  rozmieszczenia doprowadzeń SIM900, mającego zaimplementowany nową wersje stosu TCP/IP. W momencie pisania tego artykułu moduł SIM900 był w trakcie pomia- rów, których celem było wydanie dla niego certyfikatów dopuszczają- cych go do użycia w Europie. Przypuszczalnie w najbliższych dniach moduły z serii 300 zostaną zastąpione przez nowe. Krótkie porównanie podstawowych parametrów modułów produkowanych przez SIMCOM zawiera tab. 4. W ofercie firmy jest brak modułów UMTS/HSPA ? naj- Moduły GSM do systemów embedded (2) Jeszcze do niedawna modemy GSM przeznaczone do wlutowania w  płytkę drukowaną były bardzo drogie i  trudne do zdobycia w  ilościach detalicznych. Dziś, budując urządzenie, które ma komunikować się z  użyciem sieci GSM, warto rozważyć zakup gotowego modułu. Jest wiele zalet takiego rozwiązania: nie trzeba stosować kabli połączeniowych, można zintegrować wszystkie funkcje na płytce urządzenia, gotowy produkt zajmuje znacznie mniej miejsca w  obudowie. szybsze modemy SIMCOM przesyłają dane z wykorzystaniem protokołu EDGE. Moduły SIMCOM dostępne są w Polsce w ofercie wielu dystrybu- torów. Bez żadnych problemów można je nabyć również w sprzeda- ży detalicznej. Cena oscylująca w okolicach 120 złotych brutto czyni je atrakcyjną alternatywą dla podłączanych do urządzeń embedded telefonów komórkowych. Na stronie producenta http://www.sim.com/ można znaleźć sporo materiałów w języku angielskim, w tym rów- nież noty aplikacyjne szczegółowo opisujące np. zestawiane połączeń TCP/IP. Rzadko zdarza się, aby chiński producent układów radiowych udostępniał tak starannie opracowane materiały. Motorola Rozwiązania bezprzewodowe Motoroli wielokrotnie opisywaliśmy w EP. Jest to firma bardzo dobrze znana, słynąca ze swoich rozwiązań dla telefonii bezprzewodowej oraz innych dziedzin elektroniki. Zaryzyko- wałbym nawet twierdzenie, że Motorola jest liderem na rynku i chociaż jej oferta w zakresie modułów GSM do systemów embedded nie jest zbyt obszerna, to jednak wyczerpuje potrzeby każdego użytkownika. wybór konstruktora R E K L A M A TEMAT NUMERU 52 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 4/2010 wybór konstruktora Tab. 4. Wybrane moduły z  oferty SIMCOM Nazwa Parametr SIM700D SIM700 SIM300C SIM340C SIM300 SIM340 SIM300D SIM340D SIM340E SIM300W SIM305 SIM345 SIM900 SIM900D Złącze obu- dowy Do wluto- wania 80-stykowe BTB 60-stykowe BTB 60-stykowe BTB Do wluto- wania 60-stykowe BTB Do wluto- wania 60-stykowe płytka/płytka Do wlutowania Możliwość programo- wania Nie Nie Nie Nie Nie Nie Nie Nie Nie HSPA/UMTS Nie Nie Nie Nie Nie Nie Nie Nie Nie EDGE Tak Tak Nie Nie Nie Tak Nie Nie Tak GPRS Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak CSD Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak Fax Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak Wbudowany stos TCP/IP Tak Nie Tak Tak Tak Tak Nie Nie Tak Wejścia audio 2 2 2 2 2 2 2 2 2 UART Tak ×2 ×2 (dane+ debug) ×2 (dane+ debug) ×2 (dane+ debug) ×2 (dane+ debug) ×2 (dane+ debug) ×2 ×2 (dane+ debug) I2 C Nie Tak Nie Nie Nie Nie Nie Tak Tak SPI Nie Nie Nie Nie Nie Nie Nie Tak Tak USB Tak Tak Nie Nie Nie Nie Nie Nie Nie GPIO Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak Wymiary [mm] 43,5×26×2,9 45×34×3 50×33×6,2 40×33×2,9 33×33×3 40×33×5,5 33×33×3 58×32×3,9 24×24×3 33×33×3 Uwagi 4 zakresy, interfejs LCD, port Blue- tooth, RTC, interfejs ładowarki 4 zakresy, RTC, in- terfejs ładowarki 3 zakresy, RTC, inter- fejsy: LCD, klawiatura; usuwanie echa audio 3 lub 4 zakresy, RTC, inter- fejsy: LCD, klawiatura 3 zakresy, RTC, inter- fejsy: LCD, klawiatura; usuwanie echa audio 4 zakresy, RTC, inter- fejsy: LCD, klawiatura; usuwanie echa audio 2 zakresy, RTC, inter- fejsy: LCD, klawiatura 2 lub 4 za- kresy, RTC 4-zakresy, RTC, ADC, PWM, usuwanie echa audio Tab. 5. Wybrane moduły z  oferty Motoroli Nazwa Parametr H24-HSPA G30 C24 CDMA G24-JAVA G24-EDGE G24-QUAD G24-LITE Złącze obudowy 70-stykowe płyt- ka-płytka Do wlutowania (opcja U.FL) 70-stykowe płyt- ka-płytka 70-pin 70-pin 70-pin 70-pin Możliwość pro- gramowania Nie Wsparcie dla C Nie Java Nie Nie Nie HSPA/UMTS Tak Nie Tak Nie Nie Nie Nie EDGE Tak Tak Tak Nie Tak Tak Tak GPRS Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak CSD Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak Fax Tak Tak Tak Tak Tak Tak Tak Wbudowany stos TCP/IP/UDP Tak (+SSL) Tak (+FTP) Tak (+ FTP i  SSL) Tak Nie Tak Tak Wejścia audio 3×A/D 1×A/D 3×A/D 3×A/D Tak Tak Tak UART Tak Tak ×2 ×2 ×2 ×2 ×2 I2 C Nie Nie Nie Nie Nie Nie Nie SPI Nie Nie Nie Nie Nie Nie Nie USB Tak (FS 2.0) Nie Tak (FS 2.0) Tak Tak Tak Tak GPIO Tak (×8) Tak (×10) Tak (×8) Tak (×15) Tak (×15) Tak (×15) Tak (×15) Uwagi Tryb samodzielny i  wspomagany GPS 4 zakresy; do 23 GPIO z  funkcjami alternatywnymi 2 zakresy, tryb samodzielny i  wspomagany GPS, czujnik napięcia Pełna kontrola nad GPIO; stos z  http, https, ssl, IBM-MQT; Java+komendy AT; ARM7/10 MB Flash / 1,8 RAM 4 zakresy, wymiary24,4×45,2×6 mm nia technologii produkcji urządzeń z modułem G24 jest to rozwiąza- nie idealne. Pozwala na budowę urządzeń o różnych funkcjach, bez wykonywania zmian na płytce drukowanej. Sierra Wireless Firma Wavecom stała się własnością Sierra Wireless. I chociaż sta- le można nabyć modemy Wavecom, to jednak pochodzą one głównie ze starych zapasów, ponieważ te wyprodukowane współcześnie są opatrzone logo nowego właściciela. Aktualnie w ofercie polskich dystrybutorów można nabyć mode- my z serii G24 oraz G30. Są to zarówno ?proste? moduły do transmisji GSM/GPRS, jak i pracujące w sieciach UMTS, programowane w Javie lub w C, z zaimplementowanym stosem TCP/IP. Zestawienie mode- mów wraz z krótkim opisem funkcjonalnym podano w tab. 5. Ciekawym funkcjonalnie rozwiązaniem są modemy z serii G24, ponieważ różnią się one między sobą funkcjonalnie, ale ? zgodnie z danymi na stronie producenta ? są kompatybilne między sobą pod względem wyprowadzeń oraz wymiarów obudowy. Z punktu widze- 53ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 4/2010 Moduły GSM do systemów embedded R E K L A M A Moduły Sierra Wireless są trudno nazwać modemami GSM. Wy- dawać się mogło, że funkcja transmisji danych jest w nich zaimple- mentowana niejako obok innych. Wavecom już dawno temu obrał kurs na produkcję modułów, które są programowane i mogą z powo- dzeniem zastąpić mikrokontroler w aplikacji. Producent zaimplemen- tował nawet funkcję blokującą obsługę łączności na czas realizacji innych zadań ? w  ten sposób transmisja GSM ma niższy priorytet od innych realizowanych zadań. Do programowania modułów służy platforma Open AT (EP 3/2010, str. 62) umożliwiająca tworzenie wła- snych komend AT. Podstawowe parametry wybranych modułów z oferty Sierra Wi- reless wymieniono w tab. 6. Jak łatwo zauważyć, firma oferuje tylko jeden prosty moduł WISMO218. Reszta, to zaawansowane proceso- ry bezprzewodowe, z  własnym mikrokontrolerem ARM, częstokroć wyposażone w  ogromną pamięć operacyjną i  aplikacji oraz własny system operacyjny. Inni producenci Oprócz omówionych wcześniej produktów, w ofercie polskich dystrybutorów można znaleźć również inne modemy, jednak nie aż w takiej liczbie różnych typów. W EP 3/2010 pisaliśmy o wyro- bach szwajcarskiej firmy u-blox. Są to dwa modemy nazwane LEON i LUCY. Niewielki, bo o wymiarach 45×37,5×4 mm moduł LUCY H100/H200 umożliwia łączność na 3 zakresach UMTS i transmisję danych z uży- ciem protokołu HSDPA oraz na 4 zakresach GSM, na których LUCY umożliwia transfer ze standardową prędkością dostępu CSD, transmi- sję GPRS oraz EDGE. Moduł ma zaimplementowany stosy TCP/IP oraz UDP/IP i obsługuje protokoły http, https, ftp, ftp. Oczywiście, oprócz wymienionych jest możliwe skorzystanie z podstawowych usług sie- ci, to jest transmisji głosu, faksów i wiadomości SMS. LUCY ma zinte- growany interfejs służący do podłączenia zewnętrznego modułu GPS. Do połączenia z płytką bazową służy 60-stykowe złącze BTB. 54 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 4/2010 wybór konstruktora Tab. 6. Typ Parametr Q24 Classic Q24 Plus Q26 Extreme WMP50 WMP100 Q520 Omni Integra M21 Plus Q2686 Q2687 Q64 Q55 Wismo 218 Procesor ARM7 @52 MHz ARM7 @52 MHz ARM9 @104 MHz ARM9 @26 MHz ARM9 @104 MHz ARM9 @104 MHz ARM7 @52 MHz ARM9 @104 MHz ARM9 @104 MHz ARM9 @104 MHz ARM9 @104 MHz Niedostęp- na Pamięć aplikacji RAM/Flash [MB] 1,6/1,5 1,6/1,5 1/5,56 +zewn. 64/64 Zewnętrzna do 64/64 Zewnętrz- na do 128/128 0,256/1,5 0,256/1,5 1/5,56 1/5/56 +zewn. 64/64 0,256/1,5 0,256/1,5 niedostęp- na Aplikacje Open AT Open AT Open AT, LUA Open AT, LUA Open AT, LUA Open AT, LUA Open AT Open AT, LUA Open AT, LUA Open AT, LUA Open AT, LUA Nie System operacyjny Open AT Open AT RTOS Open AT RTOS Open AT RTOS Open AT RTOS Open AT Open AT RTOS Open AT RTOS Open AT RTOS Open AT RTOS Open AT Brak Pasma 4 zakresy 4 zakresy 4 + 3 zakresy 4 zakresy 4 zakresy 4 zakresy 2 zakresy 4 zakresy 4 zakresy 4 zakresy 4 zakresy 2 zakresy (900/1800) Transmisja danych SMS, Fax, CSD SMS, Fax, CSD, GPRS SMS, Fax, CSD, GPRS, EDGE, HSPA SMS, Fax, CSD, GPRS SMS, Fax, CSD, GPRS SMS, Fax, CSD, GPRS, Orbcomm SMS, Fax, CSD, GPRS SMS, Fax, CSD, GPRS SMS, Fax, CSD, GPRS, EDGE SMS, Fax, CSD, GPRS SMS, Fax, CSD, GPRS SMS, Fax, CSD, GPRS Złącze 60-pin płytka/ płytka, opcjonalne złącze SIM 60-pin płytka/ płytka, opcjonalne złącze SIM 100-pin płytka/ płytka BGA576 (1 mm) BGA576 (1 mm) 40-pin płytka/ płytka 50-pin płytka/płyt- ka, złącze SIM 100-pin płytka/ płytka 100-pin płytka/ płytka 60-pin płytka/ płytka 50-pin płytka/ płytka Do wlu- towania (SMT) Wymiary [mm] 58×32 ×3,9 58×32 ×3,9 40×32,2 ×6,6 25×25×3 25×25×3 114,6× 49,5×10 46×64 ×12 40×32,2 ×4 40×32,2 ×4 50×33× 6,8 35×32,5 ×6,7 25×25× 2,8 R E K L A M A Modułem o nieco skromniejszych możliwościach, ponieważ pracują- cym tylko na pasmach GSM, jest LEON G-100/G-200. Funkcjonalnie jest bardzo podobny do LUCY, jednak umożliwia transmisję tylko z wykorzy- staniem GPRS. Jest jeszcze mniejszy od poprzednika (obudowa o wymia- rach 29,5×18,9×2,8 mm), lecz podobnie jak on ma zaimplementowany stos TCP/IP. Ten moduł nie ma złącza, lecz jest przystosowany do przylutowania. Przyznam, że podczas przeglądu oferty polskich dystrybutorów zostałem zaskoczony niewielkim udziałem Nokii w rynku modułów. Udało mi się znaleźć tylko jeden moduł ? Nokia 12i. Każdy z nas zna ogromną ofertę telefonów Nokii dostępnych w punktach sprzedaży, lecz jeśli chodzi o moduły GSM do aplikacji embedded, to jest zupeł- nie inaczej. Być może Nokia 12i GPRS/EDGE to próba sondażu nowe- go rynku zbytu ? najlepiej pokaże to przyszłość. Wyrób Nokii to bardzo ciekawy, łatwy do zastosowania produkt. Może być programowany w  Javie, a  aplikacje można wgrywać do wewnętrznej pamięci o pojemności 1 MB. Raczej i ten moduł należy 55ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 4/2010 Moduły GSM do systemów embedded określić mianem bezprzewodowego procesora, ponieważ może reali- zować zadania nie tylko związane z łącznością, ale zastąpić mikro- kontroler w prostej aplikacji. Moduł Nokii może przesyłać dane z  użyciem EDGE klasy 6, GPRS klasy 10, HSCSD, CSD oraz przez wiadomości SMS. Czytając opis modułu można odnieść wrażenie, że producent stawiał przede wszystkim na jego niezawodność. Ma wbudowany watchdog oraz funkcje nadzorujące poprawność pracy i transmisji danych. Trans- misja może odbywać się z użyciem protokołów TCP/IP, UDP/IP oraz http. Użytkownik może również zainstalować inne protokoły. Nokia 12i wykorzystuje również AutoPIN, kodowania transmisji GSM oraz kody i  mechanizmy bezpieczeństwa pozwalające na autentykację użytkownika. Podsumowanie Oferta dystrybutorów sprzętu GSM jest bardzo zmienna. W sprze- daży pojawiają się coraz to nowe moduły, od coraz to innych produ- centów. Są to nie tylko firmy dalekowschodnie, ale również przedsię- biorstwa z Ameryki Północnej czy Europy. Budując urządzenie, które będzie przesyłać dane poprzez sieć GSM lub UMTS warto spędzić tro- chę czasu, jeśli nie wertując katalogi, to chociaż przy wyszukiwarce internetowej. Nowoczesne moduły GSM łączą w sobie wiele funkcji, pozwalając zaoszczędzić czas niezbędny na zaprogramowanie i uru- chomienie urządzenia. Inaczej niż przed kilku laty, na pewno nie opłaca się budować spe- cjalnych przejściówek i łączyć aplikacji z typowym telefonem GSM. Nigdy nie będzie to bowiem tak elegancja i funkcjonalna aplikacja, jak zbudowana z wykorzystaniem wlutowanego w płytkę modułu. Jacek Bogusz, EP jacek.bogusz@ep.com.pl R E K L A M A
Artykuł ukazał się w
Kwiecień 2010
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik wrzesień 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio październik 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

Automatyka Podzespoły Aplikacje wrzesień 2020

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna wrzesień 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich wrzesień 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów