سلام دوستان امیدوارم حالتون عالی باشه. در این مقاله نگاهی به ماژول ارتباطی GSM می کنیم. «GSM» به «سیستم جهانی برای ارتباطات سیار» اشاره دارد و نام یک نوع مودم ارتباط سیار (GSM) است. آزمایشگاه بل مسئول مفهوم سازی GSM در دهه 1970 بود. این یکی از رایج ترین نوع ارتباط تلفن همراه در سراسر جهان است. باندهای فرکانسی 850 مگا هرتز، 900 مگا هرتز، 1800 مگاهرتز و 1900 مگا هرتز توسط شبکه‌های GSM استفاده می‌شوند که بخشی از یک شبکه تلفن همراه باز و دیجیتال هستند که برای حمل خدمات صوتی و داده‌ای استفاده می‌شوند.

برای دانلود کتابخانه ماژول GSM در پروتئوس روی GSM Library for Proteus.rarکلیک کنید.

با استفاده از روش مخابراتی دسترسی تقسیم زمانی چندگانه (TDMA)، فناوری GSM به عنوان یک سیستم دیجیتال ایجاد شد. برای انتقال، یک GSM سیگنال‌های آنالوگ را به سیگنال‌های دیجیتال تبدیل می‌کند، داده ها را بیشتر فشرده می‌کند و آنها را از طریق پهنای باند اشتراک کانال با دو جریان داده از کلاینت‌های جداگانه تحویل می‌دهد. نرخ انتقال داده توسط سیستم دیجیتال از 64 کیلوبایت در ثانیه تا 120 مگابایت در ثانیه متغیر است.

در یک شبکه GSM، سلول های ماکرو، میکرو و چتری با هم وجود دارند. محتوای پیاده سازی، ویژگی های هر سلول را تعیین می کند. اندازه سلول های ماکرو، میکرو و چتری در یک شبکه GSM استفاده می شود. بسته به تنظیمات، هر سلول ممکن است محدوده پوشش متفاوتی داشته باشد.

دسترسی چندگانه تقسیم زمانی (TDMA) با دادن زمان مشخصی به هر کاربر برای ارسال در یک فرکانس مشخص کار می کند. منعطف است و از نرخ داده از 64 کیلوبیت بر ثانیه تا 120 مگابیت در ثانیه پشتیبانی می کند و امکان ارتباطات صوتی واضح را فراهم می کند.

ساختار فناوری های مبتنی بر GSM

در زیر اجزای اصلی معماری GSM آورده شده است.

زیرساخت اتصال و سوئیچینگ (NSS)

هر سه این اجزا یعنی - ایستگاه پایه (BS)، ایستگاه موبایل (MS) و زیرسیستم عملیات و نگهداری (OSS) - برای ارتباط مناسب (OSS) ضروری هستند.

زیرسیستم سوئیچینگ شبکه (NSS)

هر جزء از طراحی سیستم GSM به چیزی که در مجموع سیستم/شبکه اصلی نامیده می شود کمک می کند. در این حالت، سیستم شبکه تلفن همراه در درجه اول از طریق یک شبکه داده متشکل از چندین مؤلفه مختلف کنترل و با آن ارتباط برقرار می کند. موارد زیر برخی از مهم ترین عناصر شبکه زیربنایی است.

مرکز سوئیچینگ موبایل (MSC)

یکی از بخش های ضروری یک شبکه GSM، شبکه اصلی آن است که مرکز سوئیچینگ موبایل (MSC) در آن قرار دارد. این MSC همان عملکردهای یک گره سوئیچینگ مشترک را در یک ISDN یا PSTN انجام می دهد. با این حال، ویژگی های اضافی را برای پاسخگویی به نیازهای کاربران تلفن همراه فراهم می کند، مانند احراز هویت، ثبت نام، تحویل بین MSC، محلی سازی تماس و مسیریابی.

علاوه بر این، به کاربران در اتصال شبکه های تلفن همراه خود به PSTN (شبکه تلفن سوئیچ عمومی) برای برقراری و دریافت تماس های تلفن ثابت، مزیتی می دهد. برای تسهیل تماس‌های تلفن همراه به تلفن همراه در شبکه‌های مختلف، رابط‌هایی با سایر شبکه‌های تلفن سوئیچ‌شده (سرورهای مرکز PSTN ارائه شده‌اند.

ثبت موقعیت مکانی خانه (HLR)

جزئیات مهم هر مشترک، از جمله آخرین مکان شناخته شده آنها، در این پایگاه داده HLR ذخیره می شود. به این ترتیب، تماس ها می توانند از طریق شبکه GSM به ایستگاه پایه سوئیچ موبایل مناسب هدایت شوند. اگر زمانی که اپراتور تلفن خود را روشن کرده باشد، تماسی برقرار شود، شبکه می‌تواند تعیین کند که تماس از کدام ایستگاه فرستنده پایه است و آن را به تلفن صحیح پیوند دهد.

هنگامی که تلفن روشن است اما استفاده نمی شود، با این وجود ثبت می شود تا مطمئن شود که سیستم HLR از موقعیت فعلی خود آگاه است. هر شبکه دارای یک HLR واحد است که ممکن است به دلایل عملی به صورت فیزیکی در چندین مرکز داده تقسیم شود.

ثبت مکان بازدیدکنندگان (VLR)

برای تسهیل خدمات مورد نظر VLR برای هر مشترک، داده ها را از شبکه HLR ترکیب می کند. اجرای ثبت مختصات بازدیدکننده به طور مستقل امکان پذیر است، اما معمولاً به عنوان یک جزء اصلی MSC پیاده سازی می شود. به همین دلیل، دسترسی بیشتر قابل مدیریت است و به طور کلی زمان کمتری را می طلبد.

ثبت هویت تجهیزات (EIR)

ثبت هویت تجهیزات (EIR) بخشی از زیرساخت شبکه است که مسئول تصمیم گیری در مورد اینکه آیا قطعات خاصی از تجهیزات سیار اجازه دسترسی دارند یا خیر می باشد. شماره‌های بین‌المللی شناسایی تجهیزات موبایل (IMEI) به‌طور منحصربه‌فردی هر کار فناوری تلفن همراه را شناسایی می‌کنند.

این شماره IMEI به طور دائم در دستگاه تلفن همراه تعبیه شده و پس از ثبت توسط شبکه بررسی می شود. بسته به داده های موجود در EIR، ممکن است به تلفن همراه یکی از سه حالت دسترسی به شبکه داده شود: مجاز، ممنوع یا نظارت شده.

مرکز احراز هویت (AuC)

هنگامی که کاربران سیم کارت خود را در تلفن خود قرار می دهند، کلید مخفی در یک فایل امن به نام AUC (مرکز احراز هویت) ذخیره می شود. AUC این برنامه گسترده را به عنوان یک استاندارد کدگذاری و تأیید کانال رادیویی می بیند.

مرکز سوئیچینگ موبایل دروازه (GMSC)

در صورت عدم وجود اطلاعات مکان برای ایستگاه سیار (MS)، تماسی که توسط یک ME برقرار می شود با GMSC (مرکز سوئیچ موبایل دروازه) خاتمه می یابد. با استفاده از شماره داده خدمات شناسه مشترک تلفن همراه (MSISDN) و HLR، GMSC می تواند MSC خاصی را که بازدید شده است پیدا کند و تماس را به مکان مناسب متصل کند. مشخص نیست که قسمت "MSC" GMSC مخفف چیست، زیرا رویه دروازه نیازی به ارتباط با MSC ندارد.

درگاه پیامک (SMS-G)

هر دو درگاه SMS در مشخصات GSM در مجموع به عنوان دروازه SMS نامیده می شوند. پیام هایی که از این دروازه ها عبور می کنند به روش های مختلفی هدایت می شوند.

ارسال پیام کوتاه به تجهیزات تلفن همراه (ME) نیاز به استفاده از مرکز سوئیچینگ سرویس پیام کوتاه دارد. پیام های کوتاه ارسال شده از طریق یک شبکه تلفن همراه از طریق مرکز سوئیچینگ بین کاری پیامک هدایت می شوند. در حالی که عملکرد GMSC اولیه SMS به GMSC مربوط می شود، SMS-IWMSC به عنوان یک نقطه پایانی ثابت برای دسترسی به مرکز خدمات پیام کوتاه عمل می کند.

اینها گره های اولیه در زیرساخت سیستم GSM بودند. در حالی که آنها اغلب فضای فیزیکی را به اشتراک می گذاشتند، کل شبکه میانی گاهی اوقات در سراسر کشور پخش می شود.

زیرسیستم ایستگاه پایه (BSS)

نقطه اتصال بین گره موبایل و زیرساخت شبکه گسترده تر است. فرستنده و گیرنده های رادیویی و مدیریت پروتکل برای دستگاه های تلفن همراه در ایستگاه فرستنده گیرنده پایه قرار دارند. علاوه بر این، یک کنترل کننده ایستگاه پایه، گیرنده پایه را مدیریت می کند و به عنوان پل بین دستگاه های تلفن همراه و هاب سوئیچینگ موبایل عمل می کند.

زیرسیستم شبکه ارتباط بین شبکه و ایستگاه های سیار را مدیریت می کند. مرکز سوئیچ سرویس تلفن، ستون فقرات زیرسیستم شبکه است که به کاربران امکان می دهد به شبکه های دیگر (ISDN، PSTN و غیره) متصل شوند. توانایی سیستم GSM برای مسیریابی تماس‌ها و امکان رومینگ به دو جزء اضافی، ثبت موقعیت مکانی خانه و ضبط موقعیت مکانی مهمان بستگی دارد.

علاوه بر این، هویت دستگاه ثبت نام شده را ذخیره می‌کند که تمام دستگاه‌های تلفن همراه و شماره‌های IMEI مرتبط با آن‌ها را ردیابی می‌کند. مخفف IMEI به شناسه منحصر به فرد دستگاه های تلفن همراه در سراسر جهان اشاره دارد.

در نسل دوم طراحی شبکه GSM، دستگاه های تلفن همراه با BSS یا زیرسیستم ایستگاه پایه ارتباط برقرار می کنند. این اجزاء این زیرسیستم را تشکیل می دهند و هر کدام مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

ایستگاه فرستنده و گیرنده پایه (BTS)

به عنوان بخشی از یک شبکه GSM، رادیو Tx، Rx و آنتن‌های مرتبط با آنها ایستگاه فرستنده و گیرنده پایه را تشکیل می‌دهند که برای انتقال، دریافت و برقراری ارتباط مستقیم از طریق تلفن همراه استفاده می‌شود. ایستگاه پایه جزء مرکزی هر سلول است و با استفاده از رابطی به نام رابط Um و پروتکل های مرتبط با دستگاه های تلفن همراه ارتباط برقرار می کند.

کنترل کننده ایستگاه پایه (BSC)

کنترل کننده ایستگاه پایه (BSC) برای گام بعدی با فناوری GSM استفاده می شود. این کنترل‌کننده معمولاً در یکی از ایستگاه‌های فرستنده گیرنده اصلی که کنترل می‌کند، قرار می‌گیرد. این کنترلر مدیریت منابع رادیویی، از جمله تخصیص کانال و تحویل بین گروه های ایستگاه پایه را انجام می دهد. از طریق رابط Abis، با BTS ها ارتباط برقرار می کند.

فناوری رادیویی قابل قبول توسط جزء زیرسیستم های شبکه GSM در ایستگاه زمینی استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که چندین اپراتور می توانند همزمان از سیستم استفاده کنند. هر ایستگاه پایه می تواند بسیاری از اپراتورها را پشتیبانی کند زیرا هر کانال می تواند تا هشت کاربر را پشتیبانی کند.

ارائه‌دهنده شبکه به‌طور استراتژیک این موارد را برای اطمینان از پوشش جامع قرار می‌دهد. یک ایستگاه پایه که گاهی اوقات به عنوان "سلول" شناخته می شود، می تواند این فضا را احاطه کند. نمی توان از خونریزی سیگنال ها به سلول های همسایه جلوگیری کرد و کانال های استفاده شده در یکی به کانال بعدی منتقل نمی شوند.

ایستگاه موبایل

تلفن های همراه شامل یک گیرنده، یک نمایشگر و یک CPU هستند که همگی به شبکه متصل هستند و با استفاده از سیم کارت کار می کنند. در یک رسانه انتقال تلفن همراه GSM، اپراتور ایستگاه تلفن همراه یا تجهیزات تلفن همراه را که معمولاً توسط تلفن های همراه نشان داده می شوند، نظارت و کنترل می کند. اندازه آنها به طور قابل توجهی کوچک شده است در حالی که عملکرد آنها به شدت افزایش یافته است. مزیت فاصله زمانی بسیار طولانی‌تر بین شارژها هنوز هم مزیت دیگری است. سخت افزار تلفن و ماژول هویت مشترک (SIM) دو مورد از بسیاری از اجزا هستند.

سخت افزار یک دستگاه تلفن همراه شامل اجزای اصلی آن است، مانند محفظه، صفحه نمایش، باتری و وسایل الکترونیکی که برای تولید سیگنال و پردازش گیرنده سیگنال قبل از ارسال استفاده می شود. IMEI یک شماره منحصر به فرد است که به هر دستگاه تلفن همراه اختصاص داده می شود. این ویژگی را می توان به طور دائم در یک گوشی در طول فرآیند ساخت آن برنامه ریزی کرد. در طول فرآیند ثبت نام، شبکه به این پایگاه داده دسترسی پیدا می کند تا ببیند آیا دستگاه به عنوان دزدیده شده است یا خیر.

هویت کاربر در شبکه در اطلاعات موجود در سیم کارت او ذخیره می شود. همچنین شامل داده های دیگری مانند شماره IMSI نیز می شود. با این IMSI که در سیم کارت ذخیره می شود، کاربر تلفن می تواند به راحتی با تعویض سیم کارت گوشی خود را تعویض کند. در نتیجه، اگر جابه‌جایی به یک تلفن همراه جدید ساده بود و نیاز به شماره تلفن منحصربه‌فرد نداشت، افراد بیشتری این کار را انجام می‌دادند که درآمد بیشتری برای اپراتورهای شبکه ایجاد می‌کرد و به پیروزی اقتصادی کلی GSM کمک می‌کرد.

زیرسیستم عملیات و پشتیبانی (OSS)

OSS یک جنبه جدایی ناپذیر از هر شبکه GSM کاربردی است. شبکه GSM و بار ترافیکی BSS مناطق اصلی تمرکز برای این OSS هستند. شایان ذکر است که زمانی که مقدار BS از طریق رشد جمعیت مصرف کننده افزایش می یابد، برخی از مسئولیت های حفظ به کنترل کننده ایستگاه پایه منتقل می شود تا هزینه تعمیر و نگهداری سیستم کاهش یابد.

معماری شبکه نسل دوم GSM مبتنی بر یک روش عملکرد منطقی است. این رویکرد در مقایسه با معماری‌های شبکه تلفن همراه امروزی که به واحدهای تعریف‌شده توسط نرم‌افزار برای تسهیل عملیات بسیار قابل انطباق متکی هستند، بسیار ساده است. با این حال، معماری نسل دو GSM نشان می دهد که چگونه عملکردهای عملیاتی ضروری سازماندهی شده اند.

مشخصات یک ماژول GSM

در زیر برخی از عملکردهای ارائه شده توسط ماژول GSM آورده شده است.

افزایش بهره وری طیف

ویژگی هایی از جمله "رومینگ بین المللی"، "شبکه دیجیتال خدمات یکپارچه" (ISDN) سازگاری، و "پشتیبانی از خدمات آینده" نیز گنجانده شده است.

ارتباطات صوتی با کیفیت بالا؛ مکالمات تلفنی رمزگذاری شده؛

ویژگی‌هایی مانند ساعت زنگ دار قابل برنامه‌ریزی، ارتباط صوتی با کیفیت بالا، شماره تماس ثابت، ساعت بی‌درنگ، و امکان ارسال و دریافت پیامک همگی در گوشی‌های هوشمند مدرن (SMS) استاندارد هستند.

در نتیجه اقدامات امنیتی دقیق خود، سیستم GSM در حال حاضر ایمن ترین سیستم موجود برای استفاده در صنعت مخابرات است. حریم خصوصی تماس و ناشناس ماندن مشترکین برای کاربران GSM فقط در حین انتقال محافظت می شود، اما این هنوز گامی عظیم در جهت دستیابی به امنیت سرتاسر است.

مودم GSM

مودم «سیستم جهانی ارتباطات سیار» (GSM) به دو شکل تلفن همراه یا مودم، دو رایانه یا پردازنده را قادر می‌سازد تا در یک شبکه به یکدیگر متصل شوند. برای راه اندازی مودم GSM به یک سیم کارت نیاز است و فقط می توان از آن در منطقه تحت پوششی که ارائه دهنده شبکه هزینه پرداخت کرده است استفاده کرد. دارای گزینه های اتصال سریال، USB و بلوتوث برای اتصال به رایانه شخصی است.

اگر کابل و درایور مناسبی روی رایانه شخصی خود نصب کرده باشید، هر تلفن همراه GSM معمولی می تواند به عنوان یک مودم GSM دو برابر شود. بهتر است از مودم GSM به جای تلفن همراه GSM استفاده کنید. مودم GSM در بسیاری از دستگاه‌ها، از جمله پایانه‌های POS، سیستم‌های مدیریت موجودی، دوربین‌های نظارتی، ایستگاه‌های هواشناسی و ثبت‌کننده‌های داده از راه دور در حالت GPRS مفید است.

عملیات ماژول GSM

در زیر مداری وجود دارد که نحوه اتصال مودم GSM به MC با استفاده از IC Max232 را نشان می دهد. هنگامی که یک فرمان عددی توسط سرویس پیام کوتاه (SMS) از هر دستگاه تلفن همراه دریافت می‌شود، مودم GSM روی سیم کارت آن اطلاعات را از طریق اتصال سریال به MC منتقل می‌کند. مودم GSM طوری برنامه ریزی شده است که با تولید یک خروجی MC به دستور "STOP" پاسخ دهد، نقطه ای که برای غیرفعال کردن سوئیچ احتراق استفاده می شود.

اگر ورودی LOW باشد، مودم GSM یک پیام از پیش تعیین شده (در این مورد "ALERT") برای کاربر ارسال می کند. یک صفحه نمایش LCD 162 تمام مراحل را نشان می دهد.


کاربردهای فناوری GSM

در اینجا چند نمونه از کاربردهایی از فناوری GSM آورده شده است.

اتوماسیون و ایمنی از طریق فناوری هوشمند GSM

امروزه، ما نمی توانیم بدون تلفن همراه GSM خود زندگی کنیم. تلفن همراه توسعه‌ای اساسی است و به ما امکان می‌دهد به همان روشی که کیف پول/کیف، کلید یا ساعت ما با جهان ارتباط برقرار می‌کند، ارتباط برقرار کنیم. 

از نام آن مشخص است که این پروژه بر قابلیت‌های ارسال پیامک شبکه‌های GSM متکی است. توانایی ارسال و دریافت پیام های متنی به طور گسترده ای برای دسترسی به تجهیزات و تسهیل مدیریت نقض امنیت خانه استفاده می شود. دو زیر سیستم پیشنهادی در سیستم وجود دارد. کنترل لوازم خانگی از دور توسط زیرسیستم کنترل لوازم خانگی امکان پذیر است، در حالی که زیرسیستم هشدار امنیتی نظارت خودکار امنیتی را فراهم می کند.

این سیستم می‌تواند دستورالعمل‌های مصرف‌کننده را از طریق پیامک از یک شماره تلفن تعیین‌شده برای تنظیم وضعیت لوازم خانگی در صورت نیاز ارسال کند. یک پیامک خودکار می تواند توسط سیستم به محض تشخیص نفوذ ایجاد شود و به کاربر در مورد تهدید احتمالی داده های خود هشدار دهد.

ظهور فناوری GSM ارتباطات جهانی، آنی و جهانی را ممکن خواهد کرد. معماری عملکردی GSM از اصول شبکه هوشمند به عنوان اولین گام به سوی یک سیستم ارتباطی واقعی با استانداردهای کافی برای اطمینان از قابلیت همکاری استفاده می کند.

برای انجام تماس های تلفنی از کدام ماژول GSM با میکروکنترلر خود استفاده کنیم؟

همانطور که 5G و اینترنت اشیا به طور فزاینده ای محبوب می شوند، ماژول های ابتکاری جدید GSM متعددی منتشر شده اند که در عین مصرف انرژی کمتر با شبکه های 5G سازگار هستند. بنابراین، ما SIM800L محبوب را در نظر گرفتیم. 

SIM800L فقط با شبکه های 2G سازگار است، و با 3G یا 4G کار نمی کند. برای کارکرد این ماژول با شبکه فعلی خود کافیست سیم کارت خود را بر روی 2G تنظیم کنید. 

تغذیه ماژول SIM800L

روشی که ماژول SIM800L تغذیه می شود در اینجا بسیار مهم است. تراشه SIM800L در محدوده ولتاژ 3.7 تا 4.2 ولت کار می کرد. ولتاژ کاری بهینه نزدیک به 4 ولت است. برای ماژول SIM800L، باید خروجی 12 ولت 2 آمپر آداپتور را به 4 ولت کاهش دهیم. بنابراین، ما از یک مبدل Buck LM2596 استفاده کردیم. سیم‌های ضخیم‌تر و کوتاه‌تر هنگام اتصال قطعه باک به SIM800L ترجیح داده می‌شوند تا ماژول بتواند به راحتی جریان بالا را تحمل کند. هنگام روشن شدن، اگر عنصر اتصالات برق نامناسب را تشخیص دهد، بازنشانی می‌کند و داده‌های نامعتبر را از طریق پورت سریال ارسال می‌کند. برای تغذیه ماژول SIM800L به یک آداپتور 12 ولت 2 آمپر نیاز دارید و باید از سیم های حجیم فقط برای انتقال جریان زیاد بدون ایجاد مقاومت زیاد استفاده کنید. اتصال یک باتری لیتیومی از طریق پین های Vcc و Ground ماژول SIM800L باید مشکلات برق را برطرف کند.

نحوه اتصال SIM800 به ماژول آردوینو به صورت زیر نمایش داده شده است:

کاربردهای پزشکی برای سیستم های مبتنی بر GSM

بیمار دچار آسیب یا بیماری تهدید کننده زندگی شده است و نیاز به مراقبت های پزشکی اورژانسی دارد. تلفن همراه تنها چیزی است که او (یا همراهش) دارد.

پس از مرخص شدن از بیمارستان، بیمار قصد دارد در خانه استراحت کند، اما به او یادآوری می شود که باید برای معاینات معمول برگردد. ممکن است یک تلفن همراه و شاید برخی ابزارهای نظارت بر سلامت یا سایر ابزارهای حسگر پزشکی در اختیار او باشد.

تنها راه حل هر دو مشکل از طریق یک سیستم ارتباطی سیار است. به عبارت دیگر، سناریوهای فوق با فناوری ارتباطات امروزی به راحتی قابل مدیریت هستند، زیرا تنها کاری که باید انجام شود ارسال اطلاعات بیمار در یک شبکه و پردازش آن در انتهای دریافت کننده، که ممکن است بیمارستان یا مطب پزشک باشد، است.

در سناریوی اول، پزشک اطلاعات بیمار را بررسی می‌کند و دستورالعمل‌ها را به او برمی‌گرداند تا بتواند قبل از رسیدن به بیمارستان اقدامات احتیاطی را انجام دهد. در سناریوی دوم، پزشک نتایج آزمایش بیمار را زیر نظر می گیرد و در صورت لزوم درمان را ادامه می دهد.

خدمات پزشکی از راه دور نیروی محرکه این عملیات هستند. سیستم پزشکی از راه دور دارای سه کاربرد مختلف است.

ویدئو کنفرانس به بیماران در یک مکان اجازه می دهد تا با پزشکان و پرستاران خود تماس چهره به چهره داشته باشند و روند بهبودی را تسریع کند.

با کمک سنسورهایی که به طور مداوم وضعیت بیمار را گزارش می دهند و کارکنان پزشکی را در مورد نحوه ادامه درمان راهنمایی می کنند.

یک روش ارتباط بی سیم برای سه گزینه ذکر شده در بالا استفاده می شود. هنگام ارائه مراقبت های بهداشتی، لازم است مکانیسم های بازیابی داده های زیادی وجود داشته باشد. اینها می توانند پایگاه داده های پزشکی آنلاین یا میزبان هایی با تجهیزاتی باشند که به بهبود و نظارت بر سلامت کمک می کنند. شبکه‌های باند پهن، رسانه‌های با توان متوسط و دسترسی GSM باند باریک همگی امکان‌های قابل اجرا هستند.

استفاده از فناوری GSM در راه اندازی پزشکی از راه دور مزایای متعددی دارد.

صرفه جویی در هزینه و در دسترس بودن گسترده گیرنده های GSM (از جمله تلفن های همراه و مودم)

می تواند داده ها را به سرعت انتقال دهد.

زیرساخت های تله مدیکال معمولی

چهار جزء که یک سیستم استاندارد پزشکی از راه دور را تشکیل می دهند به شرح زیر است:

واحد بیمار: داده ها را به صورت آنالوگ اصلی یا پس از تبدیل به فرمت دیجیتال از بیمار می گیرد و سپس جریان داده را قبل از ارسال مدیریت می کند. این سنسور از چندین نوع مختلف از حسگرهای پزشکی ساخته شده است، مانند حسگرهایی که برای ردیابی ضربان قلب، فشار خون، دمای بدن، اسپیرومتری و غیره استفاده می‌شوند، که هر کدام یک سیگنال الکتریکی تولید می‌کنند که برای تجزیه و تحلیل به یک پردازنده یا کنترل‌کننده ارسال می‌شود. از طریق یک شبکه بی سیم منتقل می شود.

شبکه ارتباطی: به این ترتیب، هم برای انتقال داده و هم برای امنیت استفاده می شود. شبکه‌ها، ایستگاه‌های سیار و ایستگاه‌های پایه همگی اجزای سیستم جهانی ارتباطات سیار (GSM) هستند. ایستگاه تلفن همراه، همچنین به عنوان تلفن همراه یا نقطه دسترسی اولیه تلفن همراه شناخته می شود، دستگاهی است که مسئول اتصال دستگاه های تلفن همراه به شبکه جهانی ارتباطات سیار (GSM) است.

دریافت / سمت سرور: این یک سیستم مراقبت بهداشتی است که یک مودم GSM برای دریافت، رمزگشایی و ارسال سیگنال ها به دستگاه ارائه کننده نصب شده است.

واحد ارائه: این واحد مغز عملیات است. پردازنده داده ها را در قالبی استاندارد برای بازیابی و تجزیه و تحلیل بعدی توسط پزشکان ذخیره می کند و در صورت لزوم می توانند پیام های متنی را برای مشتری ارسال کنند.

برای نشان دادن اصول پزشکی از راه دور، یک مدل ابتدایی کافی است. دارای یک فرستنده و یک گیرنده است که هر دو جزء مجزا هستند. ورودی سنسور توسط فرستنده ارسال می شود و توسط واحد گیرنده برای پردازش دریافت می شود.

برای یک سیستم پزشکی از راه دور ساده شده برای ردیابی ضربان قلب بیمار و اعمال نتایج در صورت نیاز به زیر مراجعه کنید.

داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط آشکارساز ضربان قلب (یک دستگاه ساطع کننده نور که نور آن هنگام عبور از خون انسان تغییر می‌کند) به پالس‌های الکتریکی در واحد فرستنده تبدیل می‌شود. هنگامی که میکروکنترلر این پالس ها را دریافت می کند، ضربان قلب را محاسبه می کند و اطلاعات و سایر داده های جمع آوری شده را از طریق یک شبکه Gsm به تیم پزشکی منتقل می کند. یک آی سی به نام Max 232 میکروکنترلر را به مودم GSM متصل می کند.

مودم GSM در انتهای دریافت کننده اطلاعات را می گیرد و به میکروکنترلر ارسال می کند. سپس میکروکنترلر با استفاده از ورودی رایانه شخصی تجزیه و تحلیل را انجام می دهد و نتیجه را روی LCD نمایش می دهد. متخصصان پزشکی می توانند بیمار را تحت نظر داشته باشند و پس از بررسی نتایج روی صفحه، درمان لازم را آغاز کنند.

کاربردهای پزشکی سیستم های جهانی برای ارتباطات سیار

در زیر برخی از کاربردهای دنیای واقعی برای فناوری GSM آورده شده است.

چعبه داروی هشدار دهنده

این بطری های قرص ساده به عنوان یک هشدار به بیمار برای مصرف داروهای تجویز شده عمل می کند. از فناوری GSM برای تماس با بیمار از طریق تلفن همراه در زمان مصرف قرص مشخص شده استفاده می‌کند، در این زمان درپوش روشن می‌شود، زنگ هشدار به صدا در می‌آید و به بیمار یادآوری می‌شود که داروی خود را مصرف کند. هر بار که یک بطری بدون چوب پنبه می شود، ثبت می شود.

فناوری اولتراسوند

با کمک یک مبدل اولتراسوند قابل حمل که به تلفن هوشمند متصل می شود، می توان تصاویر اولتراسوند گرفته شده با یک دستگاه دستی را با استفاده از یک سیستم جهانی برای ارتباطات سیار (GSM) به مکان های دور ارسال کرد.

مانیتور مداوم گلوکز (CGM)

سطح قند خون بیمار را می توان پیگیری کرد و به پزشک گزارش داد. یک حسگر در زیر پوست کاشته می شود و سطح گلوکز خون را کنترل می کند و داده ها را در فواصل زمانی معین به گیرنده (تلفن همراه) ارسال می کند.