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SMS über das Festnetz
RST-LaborChristian Ellenberg, Frank Siewert
Inhalt
• Die Idee• Das Konzept• Beschreibung verwendeter Hardware• Der Server• Ausblick
Die Idee...
• SMS (Kurznachrichten) aus dem Festnetz:
– Versand und Empfang mittels Zusatzgeräts• ins Festnetz• ins GSM-Funknetz
– kein Eingriff ins Telefon nötig– Eingabe über Telefontastatur oder ext. Tastatur
Das Konzept...
• Ein Verbindungsserver empfängt SMS und leitet sie ins Funk- oder Festnetz
• Zusatzgerät enthält einen kleinen “Rechner” mit Display und DTMF Transceiver
• Kodierung der SMS mittels DTMF; durch Blockbildung ist Kompression möglich
Das Konzept (2)=
~
Fest-Netz
Server
Modem
GSMModem
=~
GSM-Netz
Das Konzept (3)=
~
ab
ca. 40 V=
Bei Anruf bis zu 120V!Klingelfreq. ca. 25Hz
0 5 10 15 20 25
Die Information soll über DTMF-Signale auf die Telefonleitunggebracht bzw. entnommen werden.
Das Konzept (4)
• DTMF=Dual Tone Multi Frequency auch als TouchTone® bekannt.
• Insgesamt acht verschiedene Frequenzen;man benutzt davon immer zwei gleichzeitig.
• Wird im analogen Telefonnetz meistens zum Wählen verwendet (MFV) (MFV=Mehrfrequenzwahlverfahren, IWV=Impulswahlverfahren)
Das Konzept (5)
• Zuordnung der Frequenzen bei der MFV:
1 2 3 A
4 5 6 B
7 8 9 C
* 0 # D
1633 Hz
697 Hz
770 Hz
852 Hz
941 Hz
1477 Hz1209 Hz1336 Hz
Low tonefrequencies
High tonefrequencies
Das Konzept (6)
• Eingabe der Zeichen durch eingebaute Tastatur oder Telefontastatur
• mehrere Varianten möglich (siehe “Handy”)– einfache Editierung, Anzeige auf 16*4 Display– kein Zeichen soll mehr als 4 Tasten brauchen
• anschließend Kodierung in DTMF (z.B. High/Low oder Bank/Selected)
Die Hardware
• Als Basis (nur für den Prototyp) dient die C-Control2 von der Fa. Conrad Elektronik– 16 digitale I/O-Ports, teils aber benutzt– 8 A/D-Wandler (10 Bit)– 512kB Flash-EEPROM, 64kB SRAM– I2C-Bus, CAN-Bus, serielle Schnittstelle– 3 Puls-Längen-Modulation-Ports
z.B. für D/A-Wandlung nutzbar
Die Hardware (2)
• Die C-Control2 arbeitet mit dem C164Cl-Microcontroller von Siemens (Infineon)– Es wird ein Betriebssystem geladen (OS) auf
dem dann eine Virtual Machine (VM) läuft.– Die VM implementiert eine C-ähnliche Sprache
(C2) die sog. Threads unterstützt==> quasi Multitasking ist möglich
Die Hardware (3a)
• Als DTMF-Baustein wird der MT8880 der Fa. Mitel verwendet– programmierbar, Geben und Empfangen von
DTMF ist möglich, alle Frequenzen werden aus einem Quarz abgeleitet
– IRQ wird unterstützt ==> kein Polling, dadurch gesamte Verarbeitung schneller
• Nachteil: komplizierte Ansteuerung !
Die Hardware (3b)
MT8880
Data b3..b0NF Ausgang
NF Eingang
RegisterfunktionenR/WRS0
IRQ
CLK2
5 Register: Control_A, Control_B, Status, Receive, Transmit
CRACRBStatusReceiveTransmit
Die Hardware (4)
• Das Telefoninterface besteht aus einem(!) integrierten Schaltkreis: MH88422 BD-1– NF Eingang, NF Ausgang, Klingelerkennung– TTL Eingang zum Abheben oder Auflegen– interne galvanische Trennung durch
Optokoppler• Nachteil: Teuer und schwer zu beschaffen!
Die Hardware (5)
• Tastatur (Prinzip) am Prototyp:
0 1 2 3 #
Zu einem A/D-Port
Taste wird über Widerstandsnetzwerk mittels A/D Wandlung ermittelt
Die Hardware (6)
• Liquid Crystal Display, Hintergrund kann beleuchtet werden
• 16 Zeichen/Zeile 5*8 Punktmatrix, 4 Zeilen• zwei(?) eingebaute Controller ==> „blöde”
Ansteuerung, Shiften dadurch unbrauchbar !• Eigene Zeichen sind definierbar• 4 Bit Modus / 8 Bit Modus verfügbar
Die Hardware (7a)
• I2C Bus auf 8 Bit quasiparallel mit Philips Baustein PCF8574A
• Löst das Problem fehlender IO-Ports• I2C bietet umfangreiche Erweiterungen
(Sensoren, LCD-Treiber, Decoder, Wandler, Speicher usw.)
Die Hardware (7b)
PCF85748 Bit- I/O
IRQ
ADR (3 Bit)
SCLSDA
I2C-Bus
Der Server (1)
• Vermittelt zwischen Funk und Festnetz mit zwei Modem(s)
• Bei Eingang einer Nachricht ruft Server denoder die Teilnehmer an und überträgt SMS.
• Problem: Server muß vor dem Abheben erkannt werden CLIDErfordert neue Hardware und oft Freischaltung durch Netzbetreiber (Kosten!)
Der Server (2)
• Mit CLID gestaltet sich auch die Abrechnung einfacher;
• Sonst: Kennung oder 0190er Nummer etc.
• GSM-Modem nur in der Prototyplösung
Ausblick
• Die Telekom hat angekündigt SMS im Festnetz zu übertragenaber: neues Telefon und ISDN erforderlich
• DTMF-Lösung flexibler nutzbar, da nichtabhängig vom Netzbetreiber; daher mit ISDN oder analog-Anschluss verwendbar !
• Es können weitere Dienste angeboten werden (Infos, Wetter, SMS<->EMAIL...)