本书是关于
无线通信模块
设计与物联网应用开发的一本专著。全书共分两篇12章，涵盖了
无线通信模块及物联网领域的多个方面。
基础篇由9章组成，主要内容有：无线通信模块和物联网的基本概念，体系结构，软、硬件平台系统组成，物联网中无线通信模块的应用开发环境，无线通信模块应用的软件开发和接口指令，以及无线通信模块在物联网中的应用实例等。进阶篇由3章组成，主要内容有：无线通信模块的高级开发——通过嵌入式脚本开发高性能且低成本的物联网应用等。为使读者能够快速地对无线通信模块及其在物联网的
技术应用有一个全面、系统的认识，本书从宏观上和顶层分别介绍无线通信模块与物联网技术。读者不仅可以从技术
理论上对用于物联网的无线通信有较全面的了解，而且可以根据应用实例对物联网技术有更直观的认识。
本书可供从事无线通信领域物联网应用开发的科技人员阅读和参考，也可以作为高等院校电气信息类专业中物联网技术课程的
教材或教学参考书，或作为物联网技术的
培训教材。对于具有一定信息网络基础知识，并希望进一步提高技术水平的读者，无疑也是一本理想的参考读物。
读者对象：预期读者主要为从事无线通信模块软硬件设计以及物联网应用开发的工程技术人员以及大专院校相关专业的本科生、研究生。
序 言
作为下一个拥有万亿级市场前景的领域，物联网已成为当前国家重点发展的战略产业，受到国务院及各级政府的高度重视，从全球的情况来看，物联网已不再是一个行业范畴的事情，欧、美、日、韩等主要发达国家和地区，都已将物联网纳入国家战略性计划，把它作为占领后危机时代全球竞争制高点的重要手段。物联网具有高度的创造性、渗透性和带动性，在工业、农业、环境等领域具有重大的应用价值，对国家安全、经济和社会发展具有深远的影响。
通信技术的发展，尤其是3G、4G和M2M技术，为物联网建设提供了良好的物质条件。而基于这些通信技术的无线通信模块，作为物联网的一个重要部件，其易于操作、实现简单的特点，使之成为了物联网发展的重要基石之一。在物联网行业里，由于涉及的网络层级多，应用范围比较广，感知层、网络层、应用层都有相关的
标准化问题。无线通信模块的出现，将这些各异的技术封装起来，简化了对外的接口和操作，使得物联网各个层级之间的联系变得简单高效。研究和开发各类无线通信模块，对于物联网的发展有着重要的促进意义。本文的作者夏华同志在无线通信技术、M2M和物联网关键技术方面有多年的研究和丰富的实践经验。本书通过对这些研究和经验的总结，介绍了无线通信模块开发的关键技术及其在物联网应用的开发实例，内容翔实丰富，相信对于大家研究物联网能够起到一定的借鉴作用。
大唐电信科技产业集团代表我国提出的TD-SCDMA技术已成为国际3G标准之一，而TD技术的商用突破为国家物联网发展奠定了坚实的技术基础。同时，物联网的发展也是TD技术后续演进取得成功的重大契机，TD与物联网的融合将成为未来物联网发展的趋势。近年来，包括温家宝总理在内的国家领导人十分关注物联网和TD的结合。物联网是一个未来的产业，它真正要形成比较大规模的产业还需要一定的时间，还需要各方去努力。我们希望能够利用我们在产业方面的经验和在产业方面所处的优势，与大家一起打造
中国的物联网产业，用大家的力量一起推动国内物联网产业的发展。
大唐电信科技股份有限公司董事长曹斌
前 言
本书作为一本涵盖无线通信模块及物联网技术的
实用性专著，涵盖了无线通信模块及物联网领域的多个方面。为使读者能够快速地对无线通信模块及其在物联网的技术应用有一个全面、系统的认识，本书的
指导思想是从宏观上和从顶层介绍无线通信模块与物联网技术。
全书共分两篇12章。基础篇由9章组成：第1章主要介绍无线通信技术，无线通信模块和物联网的基本概念、体系结构、软件与硬件平台系统组成、关键技术，以及主要应用领域与发展历程；第2章介绍无线通信模块的技术原理，包括2G和3G的移动
通信系统概念；第3章和第4章分别介绍无线通信模块的软、硬件构成，性能评估，并通过实例
分析让读者具体地了解无线通信模块的软、硬件体系结构；第5章介绍3G模块技术原理和软、硬件设计等；第6章介绍物联网中无线通信模块的应用开发环境；第7章介绍无线通信模块应用的软件开发和接口指令；第8章介绍无线通信模块的硬件接口；第9章介绍无线通信模块在物联网中的不同应用实例。进阶篇由3章组成：第10、11、12章分别介绍无线通信模块的高级开发——通过嵌入式脚本开发高性能且低成本的物联网应用。
通过阅读本书，读者不仅可以从技术理论上对应用于物联网的无线通信有较全面的了解，而且可以根据应用实例对物联网技术有更直观的认识。本书可供从事无线通信领域物联网应用开发的科技人员阅读和参考，也可以作为高等院校电气信息类专业物联网技术课程的教材或教学参考书，或作为物联网技术培训教材；对于具有一定信息网络基础知识，并希望进一步提高技术水平的读者，也是一本理想的参考读物。
由于作者的水平与实践能力所限，书中遗漏和错误之处在所难免，恳请读者批评、指正。
作 者
目 录
基 础 篇
第1章 概述 （2）
1.1 无线通信模块介绍 （2）
1.1.1 无线通信技术的发展历程 （2）
1.1.2 无线通信模块、终端与
手机 （3）
1.2 物联网的概念及其发展 （4）
1.2.1 什么是物联网 （4）
1.2.2 物联网的体系架构 （4）
1.3 无线通信模块与物联网 （11）
1.3.1 物联网标准化与物联网体系 （11）
1.3.2 物联网中的无线通信模块 （14）
第2章 无线通信模块技术原理 （15）
2.1 无线通信相关技术 （15）
2.1.1 调制／解调技术 （15）
2.1.2 多址技术 （16）
2.1.3 语音编码与信道编码技术 （16）
2.1.4 扩频技术 （18）
2.2 GSM/GPRS
移动通信系统 （19）
2.2.1 GSM标准技术
规范 （19）
2.2.2 GSM移动通信系统组成 （19）
2.3 第三代移动通信系统智能终端 （22）
第3章 无线通信模块硬件设计 （25）
3.1 硬件系统构成 （25）
3.1.1 基带处理器 （26）
3.1.2 射频模组 （27）
3.1.3 存储器件 （27）
3.1.4 电源电路 （27）
3.1.5 音频电路 （27）
3.1.6 接口连接器与其他结构器件 （28）
3.2 硬件性能评估 （28）
3.2.1 通用电气性能 （28）
3.2.2 射频性能 （28）
3.2.3 环境性能 （31）
3.3 实例分析 （31）
3.3.1 实例分析一：西门子无线通信模块MC55的硬件设计 （31）
3.2.2 实例分析二：大唐无线通信模块B200的硬件设计 （45）
第4章 无线通信模块软件设计 （53）
4.1 软件系统构成 （54）
4.1.1 嵌入式实时操作系统 （54）
4.1.2 Nucleus实时操作系统 （55）
4.1.3
物理层 （56）
4.1.4 协议栈 （57）
4.1.5 人／机接口：AT指令集 （58）
4.2 软件性能评估 （59）
第5章 3G无线通信模块设计 （60）
5.1 3G通信技术 （60）
5.2 3G无线通信模块硬件设计 （61）
5.2.1 硬件结构 （61）
5.2.2 硬件接口 （62）
5.3 3G无线通信模块软件设计 （63）
5.4 实例分析 （64）
5.4.1 硬件架构 （64）
5.4.2 软件架构 （65）
5.4.3 Linux系统免驱实现 （66）
第6章 物联网应用与无线通信模块开发环境 （68）
6.1 物联网应用 （69）
6.1.1
案例一：无人值守的气象信息采集系统 （69）
6.1.2 案例二：基于GPRS的加油站管理系统 （72）
6.1.3 案例三：基于GPS/GPRS/RFID的车辆监控系统 （74）
6.1.4 案例四：利用无线通信模块实现的远程医疗监护系统 （78）
6.1.5 案例五：基于无线模块的运营商空中选号与写卡系统 （81）
6.1.6 案例六：电力远程抄表系统与智能电网的构建 （84）
6.2 无线模块应用开发环境 （87）
第7章 无线通信模块软件接口：AT指令 （91）
7.1 AT指令的发展 （91）
7.2 AT指令 （91）
7.2.1 AT指令的使用 （91）
7.2.2 通用AT指令 （93）
7.2.3 呼叫控制指令 （100）
7.2.4 网络服务相关指令 （108）
7.2.5 安全相关指令 （113）
7.2.6 电话簿指令 （116）
7.2.7 短消息指令 （122）
7.2.8 补充业务相关指令 （138）
7.2.9 STK相关指令 （149）
7.2.10 V24-V25指令 （157）
7.2.11 补充AT指令 （161）
7.2.12 GPRS指令 （164）
7.2.13
TCP/IP指令 （182）
7.2.14 错误返回说明 （187）
7.2.15 结果代码说明 （190）
7.2.16 参数保存说明 （191）
7.2.17 参数的出厂设置值 （192）
7.2.18 STGR与STK指令兼容表 （194）
7.2.19 DRX控制说明 （194）
第8章 无线通信模块硬件接口：串口通信、SIM卡接口与音频 （196）
8.1 西门子MC55 GSM/GPRS模块 （196）
8.1.1 功能特性介绍 （196）
8.1.2 接口电器特性 （197）
8.1.3 MC55模块应用参考设计 （198）
8.1.4 模块接口描述 （200）
8.1.5 结构技术参数 （201）
8.2 大唐B255 GSM/GPRS模块 （202）
8.2.1 B255模块功能特性介绍 （202）
8.2.2 B255模块接口电气特性与应用框图 （203）
8.2.3 B255模块接口描述 （205）
8.2.4 B255模块结构技术参数 （217）
第9章 物联网应用设计实例 （218）
9.1 实例1：物流短信服务平台（短信猫） （218）
9.1.1 概述 （218）
9.1.2 设计实现 （219）
9.2 实例2：用GPRS数据传输（GPRS DTU）
设备构建物联网 （222）
9.2.1 概述 （222）
9.2.2 设计实现 （224）
9.3 实例3：GPS-GPRS车辆定位器 （229）
9.3.1 概述 （229）
9.3.2 设计实现 （229）
9.4 实例4：彩信模块与安防监控设计 （232）
9.4.1 概述 （232）
9.4.2 设计实现 （232）
9.5 实例5：基于RFID与无线模块的物联网应用 （235）
9.5.1 概述 （235）
9.5.2 设计实现 （236）
9.5.3 总结 （238）
进 阶 篇
第10章 支持嵌入式应用的无线通信模块 （242）
10.1 概述 （242）
10.2 支持嵌入式应用的无线通信模块 （242）
10.2.1 摩托罗拉嵌入式无线通信模块—— G24-J与Java （243）
10.2.2 Wavecom嵌入式无线通信模块—— Q24 Plus（简称Q24）与OpenAT （244）
10.2.3 大唐嵌入式无线通信模块—— B200与嵌入式脚本 （244）
第11章 无线通信模块嵌入式脚本开发 （245）
11.1 概述 （245）
11.2 脚本关键字和功能说明 （245）
11.2.1 关键字 （245）
11.2.2 命令功能说明 （246）
11.3 脚本语法及注意事项 （255）
11.4 脚本示例 （256）
第12章 无线通信模块嵌入式应用设计实例 （258）
12.1 嵌入式无线防盗报警系统 （258）
12.1.1 概述 （258）
12.1.2 设计实现 （259）
12.2 单模块数据透传单元与M2M工业应用 （262）
12.2.1 概述 （262）
12.2.2 设计实现 （264）
附录A 无线通信模块专业术语
英汉对照表 （300）
附录B GSM/GPRS模块简明AT指令集 （308）
附录C 大唐GSM/GPRS模块开发板使用指南 （314）
参考文献 （327）
