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...)