close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
Городская конференция школьников
«Шаг в будущее, Юниор!»
Сотовые телефоны.
История развития и устройство.
Автор:
Герасимов Дмитрий,
МОУ «СОШ №5»,
6 «А» класс
Руководитель:
Пищалёв
Фёдор Александрович,
учитель информатики
МОУ «СОШ №5»
Усть-Илимск, 2009 г.
2
Содержание:
Страница:
1. Введение
3
2. Цель и задачи работы
3
3. Краткая история возникновения мобильной связи
3
4. Современный сотовый телефон
6
5. Исследовательская часть
8
6. Заключение
9
7. Список литературы
9
3
1. Введение
Сотовый телефон – устройство, которое есть, наверное, в каждой семье. И он стал просто
необходимой вещью в нашей жизни. Но большинство людей просто пользуются сотовой
связью, не задумываясь о том, как она устроена. А ведь это интересно! По крайней мере,
неплохо знать историю возникновения, вид первых мобильных телефонов, как устроен
обыкновенный «сотик» и можно ли самому устранить его мелкие поломки?
2. Цель работы
Я поставил себе цель – познакомиться с историей возникновения мобильной связи и
устройством сотовых телефонов для того, чтобы восстановить имеющийся сотовый телефон
модели Motorola C550 и добавить к нему модуль Bluetooth от сотового телефона Motorola
RAZR V3.
Задачи
1. Найти сведения об истории возникновения мобильной связи.
2. Найти сведения об устройстве сотовых телефонов.
3. Аккуратно разобрать сотовые телефоны и понять назначение различных частей.
4. Попытаться найти и устранить поломку в Motorola C550.
5. Проверить возможность перестановки модуля Bluetooth из одного телефона в другой
3. Краткая история возникновения мобильной связи
Сотовый телефон — вид мобильного телефона предназначенный для работы в сетях
сотовой связи. В настоящее время сотовая связь — самая распространённая из всех видов
мобильной связи, поэтому обычно мобильным телефоном называют сотовый телефон, хотя
мобильными телефонами помимо сотовых являются также спутниковые телефоны,
радиотелефоны. Самый первый мобильный телефон был установлен в 1910 году в
автомобиле Ларса Магнуса Эрикссона, великого телефонного промышленника. Звучит
фантастично, но, тем не менее, это известный факт. К тому времени Эрикссон отошел от дел.
Он посвятил остаток жизни фермерству и путешествиям и часто разъезжал с супругой
Хильдой по живописным местам родной Швеции, прихватив с собой телефонный аппарат,
провода от которого были присоединены к двум длинным шестам. Компания требовала
присмотра, да и просто приятно было пообщаться с коллегами, друзьями и родней, сидя в
авто во чистом поле. Сеанс общения происходил следующим образом. Хильда подходила к
столбам телефонных линий, протянутых вдоль дороги, и дотягивалась шестами до разных
4
пар, а Ларс слушал трубку телефона. Когда находилась свободная пара, Эрикссон крутил
ручку вызова и заказывал телефонному оператору нужный разговор. В Швеции его персона к
тому времени считалась живой легендой, и телефонная станция любого города с радостью
обслуживала патриарха связи. Такой способ и раньше использовался для армейских
переговоров и, если честно, еще и для хулиганства. Однако именно Эрикссон был первым
обладателем гражданского и полностью легального мобильного телефона. Ведь телефон
стоял в машине, а чета Эрикссонов путешествовала. Так что, как ни крути, а — мобильный!
Хотя и не сотовый.
Конечно, такой телефон не был по-настоящему мобильным. Все-таки для сеанса связи
требовались телефонные провода. Чтобы «отвязать» разговор от провода, понадобилось
радио. Однако радиостанции, созданные Поповым и Маркони, умели передавать лишь
телеграфную азбуку. Мобильный телеграф — вещь, несомненно, удобная, но пользователь,
избалованный проводной телефонией, вряд ли бы перешел в массе на общение посредством
азбуки Морзе, пусть даже аппарат для общения стоит в авто. [1]
Передачу голоса по радио впервые осуществил канадский профессор Реджинальд
Фессенден. Он интересовался разработками в области радио и предпочитал «искровой»
системе Маркони собственное изобретение — передачу с помощью высокоскоростного
мотора. Такие моторы были громоздкими и шумными, зато делали передачу более надежной.
А самое главное — они позволяли передавать голос. В рождественскую ночь 1906 года
Фессенден играл на скрипке, и его слушали радисты морских кораблей — такой была первая
музыкальная радиопередача.
В
начале
голосовая
система
Фессендена
была
несовершенной
и
мало
кого
заинтересовала. Большинству перспективных пользователей голосовой связи хватало
«морзянки». К тому же в 1914 году разразилась Первая мировая война. Зашифрованные
радиопередачи азбукой Морзе немало делали для армий и флотов всех сторон, и любая
модернизация отработанной системы могла привести к поражению. Война — не самое
подходящее время для реорганизаций, если они напрямую не касаются боевых действий.
А вскоре после войны стало ясно, что голосовое радио — замечательное средство
массовой информации, «говорящая газета», которая к тому же доставляется мгновенно почти
на любые расстояния. В мире появлялось все больше радиостанций — а для каждой станции
требовалось здоровенное устройство на радиолампах и высокая антенна. Дикторов или
музыку каждой такой станции можно было услышать на сотнях приемников
Создание радиотелефона подтолкнули, как ни странно, американские преступники. В
Америке 20-х годов их было настолько много, что полиция крупных городов готова была
5
сложить оружие и признать свое поражение. Или перейти в полном составе в бандиты.
Капитала в стране было много, и любители его перераспределить чувствовали себя в
крупных городах просто превосходно. Грабители, планируя нападение на банк, в первую
очередь выясняли, далеко ли от здания банка расположен полицейский участок. Пока
дежурная часть получала сигнал тревоги, пока полицейские машины добирались до места,
предприимчивые доны успевали не только вычистить все сейфы, но и преспокойно убыть в
менее нервозные края. Полиции оставалось изучать следы и тосковать над очередным
«глухарем»
В 1917 году в городе Детройт, который почему-то особо страдал от таких преступлений,
появились «полицейские будки» с автомобилями и телефонами. Теперь патруль мог
приехать от ближайшей «будки». Не панацея, понятно, но уже какой-никакой, а прогресс...
Но как только автомобиль отъезжал на вызов, связаться с ним было уже нельзя. И второй
банк в этом же районе можно было грабить беспрепятственно. Чем доны налетчики и
пользовались: первое ограбление было отвлекающим, а второе — основным. Естественным
выходом была радиосвязь, и в 1921 году в Детройте начались первые эксперименты. О
двусторонней связи, впрочем, не приходилось даже мечтать — запихнуть тогдашний
передатчик в автомобиль было невозможно. Поэтому на машинах были только приемники, а
задания передавались с полицейской радиостанции. Разумеется, чтобы подтвердить
получение, приходилось звонить в участок из ближайшей телефонной будки. Но наличие
приемника все-таки позволяло перевести машины на постоянное патрулирование, и скорость
реагирования повышалась многократно.
Но не все поначалу было радужно. Систему далеко не сразу удалось заставить работать.
Радиолампы в приемниках норовили разбиться от тряски в машине. Батарей хватало
ненадолго, а собственные генераторы автомобилей были слишком слабыми для приемников.
Да и Федеральная комиссия по радио (FRC) чуть не отняла у радиостанции лицензию — она
официально считалась развлекательной и потому должна была для соблюдения правил в
перерывах между сообщениями о преступлениях и пропавших людях передавать музыку и
новости! К тому же сначала город не хотел выделять денег, но вскоре благодаря радио был
найден пропавший мальчик — и отношение к новой технике улучшилось. К 1928 году все
проблемы были решены и началось регулярное патрулирование улиц нарядами на машинах с
радиоприемниками. За первый год такой работы благодаря радио полиция смогла провести
551 арест. Господа налетчики во множестве поспешили переквалифицироваться в
управдомы, а полиция и в самом деле начала беречь покой своих сограждан.
Тем временем разрабатывались все более легкие и прочные передатчики. И с 1933 года
американская полиция стала внедрять уже двухстороннюю связь — полноценный
6
радиотелефон с приемом и передачей на разных длинах волн. Иногда от радиостанции к
машинам передача шла на средних волнах (так мощнее и дальше), а вот в другую сторону —
на ультракоротких, потому что только такой передатчик влезал в машину. Из-за того, что
передача и прием шли на разных волнах, полицейские машины не могли напрямую связаться
друг с другом. Но иногда это было необходимо для координации действий. И на некоторых
полицейских радиостанциях можно было включить режим замыкания приема на передачу —
тогда все полицейские машины могли слышать друг друга. Таким и был первый коммутатор
мобильной телефонной связи.
Еще один толчок развитию голосовой связи дала Вторая мировая война. Появились
относительно компактные рации, способные напрямую «слышать» друг друга. Они
устанавливались, в частности, на танках и в самолетах. И после войны электроника оказалась
достаточно совершенной для появления первых гражданских мобильных телефонов. [2]
В 1947 году исследовательская лаборатория Bell Laboratories (принадлежащая компании
AT&T) выступила с предложением создать мобильный телефон.
В 1957 году Л.И. Куприянович (СССР) создал экспериментальный образец мобильного
телефона ЛК-1 весом 3 кг и базовую станцию к нему, связанную с ГТС. В последующих
образцах 1958 года вес мобильных телефонов был снижен до 0,5 кг., запущено их серийное
производство и под названием «Алтай» в течение долгого времени это было единственным
средством мобильной связи в стране.
В 1973 году был выпущен первый прототип портативного сотового телефона — Motorola
DynaTAC. Считается, что первый звонок по этому телефону был сделан 3 апреля 1973 г.,
когда его изобретатель, сотрудник Motorola Мартин Купер (en:Martin Cooper) позвонил
конкуренту из AT&T Джоэлю Энгелю (en:Joel Engel). DynaTAC весил около 1.15 кг и имел
размер 22.5х12.5х3.75 см. На его передней панели было расположено 12 клавиш, из них 10
цифровых и две для отправки вызова и прекращения разговора. У DynaTAC-а отсутствовал
дисплей и не было никаких дополнительных функций. В режиме ожидания он мог работать
до восьми часов, в режиме разговора около часа (по другим данным 35 минут), заряжать его
приходилось чуть более 10 часов. До 1983 года, было создано 5 прототипов DynaTac
В 1981 в качестве единого стандарта для Швеции, Финляндии, Норвегии, Дании, Исландии и
Саудовской Аравии был принят NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) с рабочей частотой 450
МГц.
В 1984 году в продаже появилась итоговая модель DynaTAC 8000X. Потребителей настолько
поразила возможность всегда оставаться на связи при помощи портативного телефона, что в
очередь на приобретение DynaTAC 8000X записывались тысячи человек: и все это несмотря
на внушительную первоначальную цену новинки — 3995 долларов!
7
9 сентября 1991 в России появился первый оператор сотовой связи на базе технологии NMT450 — ЗАО «Дельта Телеком». Цена телефона Mobira - MD 59 NB2 (весом около 3 кг) с
подключением составляла около $4000. Минута разговора стоила около $1. За первые четыре
года работы «Дельта Телеком» подключила 10 000 абонентов.
В 1992 в Германии запущена в коммерческую эксплуатацию система связи на основе
технологии GSM.
В 1994 в России начал работу GSM-оператор — «Северо-Западный GSM».
В 1996 году был выпущен первый сотовый телефон в форм-факторе «раскладушка» —
Motorola StarTAC, и Nokia Communicator включающий в себя широчайший спектр функций,
среди которых факс и электронная почта.
В 1999 году произведены сотовый телефон с возможностью использования двух SIM-карт
Benefon Twin+ и первый сотовый телефон в форм-факторе слайдер Siemens SL10.
В 2000 году выпущены: первый сотовый телефон, имеющий GPS-приёмник — Benefon ESC,
японская компания SHARP совместно с оператором сотовой связи J-Phone выпустила первые
сотовые телефоны со встроенной фотокамерой, первый сотовый телефон c MP3-плеером и
поддержкой карт памяти MultiMediaCard Siemens SL45.
В 2002 году компания Ericsson выпустила первый мобильный телефон с поддержкой
технологии Bluetooth (по радиоканалу)
4. Современный сотовый телефон
Он способен не только обеспечивать человека связью, но и служит ему
фотоаппаратом,
видеокамерой,
радиоприёмником,
записной
книжкой,
будильником,
секундомером, переводчиком, средством доступа в Интернет, позволяет читать электронную
почту, заменяет игровые приставки к телевизору и многое другое.
Значит, это всё-таки сложное устройство? Любой сотовый телефон, по сути - миниатюрный
компьютер, умещающийся на ладони, но имеющий те же функции, что и его «взрослые»
братья, которые стоят на столах и используются для работы или для развлечений. Его
сердцем является микроконтроллер, который получает нужную информацию от внутренних
источников данных – микрофона, клавиатуры, карточки памяти, фотоаппарата или
наружных
–
через
Интернет,
электронную
почту,
SMS
или
MMS
сообщения.
Микроконтроллер принимает эту информацию, обрабатывает, передаёт или запоминает в
понятном для него виде. Результат обработки информации мы видим на экране и слышим
через динамики. Как и в любом другом компьютере, в нём есть постоянная память, не
зависящая от питания и оперативная (временная). Но они очень небольшой ёмкости и
«прячутся» там же, в микроконтроллере. Поэтому на главной плате, называемой системной
8
(см. приложение V), обязательно есть и микросхема постоянной памяти гораздо большей
ёмкости – флэш-память, содержимое которой пользователь может менять, наполняя её
играми, переводчиками, календарём личных событий и другими «полезностями». Часто к
ней можно добавить и дополнительную наружную карточку флэш-памяти для хранения в
ней огромных количеств музыки, фотографий и другой информации. Из общих черт с
полноценным компьютером можно найти наличие клавиатуры, экрана и нескольких
способов связи с внешним миром – так называемых интерфейсов (от англ. «interface») типа
USB (по проводам), Bluetooth (по радио), IR (инфракрасными лучами). В последние годы
появилось
и
существенное
отличие
–
большие
компьютеры
никогда
не
могли
фотографировать и снимать видеосюжеты, а сейчас почти любой «сотик» делает это
запросто, имея на борту всё необходимое. Отличие и в том, что обязательной частью
является приёмно-передающий радиотракт, без которого просто невозможно иметь связь.
Для того, чтобы «сотик» стал уникальной «личностью», которую можно распознать и
отличить от тысяч точно таких же, выпущенных на том же заводе и может быть, даже в тот
же день и час – в него необходимо вставить отдельно купленный владельцем маленький
кусочек пластика - SIM-ку, в которой тоже есть микросхема флэш-памяти с записанным туда
номером, принадлежащим владельцу. [3] Конечно, ни одно устройство в мире не может
работать без энергии, которую в нашем случае выдаёт аккумулятор, подключаемый
к
отдельным контактам на системной плате.
5. Исследовательская часть
Все
описанные
самостоятельной
составные
разборке
части
теперь
сотового
уже
телефона
неработающего
были
мною
образца
увидены
Motorola
при
C550,
сфотографированы и приведены на страницах приложений I (взято из [4]), II, III, IV и V.
Очень хотелось отремонтировать его и добавить к нему
модуль приёма – передачи
Bluetooth, вынутый из неработающего телефона Motorola RAZR V3. Но при исследовании
оказалось, что это невозможно, так как, во-первых, они совершенно разные по конструкции и
в Motorola C550 нет готового разъёма, к которому можно было бы подключить или припаять
этот модуль, а во-вторых, для этого необходимо сначала отремонтировать его. Ремонт моими
силами оказался невозможен, поскольку, почитав журнал «Ремонт и Сервис» [4], я понял,
что для этого нужно перепрограммировать («перепрошить») микроконтроллер управления
сотиком, а это, оказывается, непростая
задача даже для подготовленного взрослого
радиоинженера-профессионала!
Зато теперь я знаю в общих чертах, что у них внутри и даже смогу в будущем ремонтировать
простые неполадки, например, почистить изнутри грязный экран или заменить его,
9
протереть спиртом токопроводящие резиновые контакты плохо работающих кнопок,
возможно заменить клавиатуру или поцарапанный, потрескавшийся корпус (это всё
частенько продаётся в салонах сотовой связи).
Если в моё распоряжение попадётся не
вполне работающий аппарат (например, с разбитым экраном), то можно попробовать сделать
с его помощью игрушку-сюрприз или устроить розыгрыш друзей и родных, используя
записанную в его память мелодию или голос, скрытую камеру для охраны квартиры,
радиоуправление для игрушек или моделей или просто в качестве «флэшки» для хранения
различной полезной информации.
6. Заключение
Настоящая персональная мобильная сотовая связь с множеством дополнительных
удобств стала возможной только в последние годы, в связи с бурным прогрессом в
микроэлектронике, цифровой технике и огромным финансам, вложенным самыми крупными
в мире корпорациями, такими, как Nokia, SonyEricsson, Motorola, Samsung, LG и другими.
Оставаться в лидерах им удаётся благодаря наличию собственных исследовательских
лабораторий, большому количеству конструкторов и необходимого высокотехнологичного
оборудования и в первую очередь – отличному образованию, полученному в самых
престижных учебных заведениях мира. И поэтому сотовые телефоны являются очень
сложной продукцией, которая не всегда поддаётся ремонту или модернизации в домашних
или любительских условиях, т.е. без соответствующих знаний, служебных сервисных
программ и специализированного оборудования.
7. Список литературы
1. Интернет–издание «Википедия – свободная энциклопедия», на русском языке,
http://ru.wikipedia.org, © 1997-2009.
2. Интернет–издание «Daily Digital Digest», еженедельное обозрение на русском
языке, http://www.3dnews.ru/phone/history_phones © 1996-2009 .
3. Ежемесячный журнал Mobi – сотовые телефоны, КПК, ноутбуки, цифровые фотои видеокамеры. (http://www.mobimag.ru), тираж 70 000 зкз., © 1995-2009.
4. Ежемесячный журнал «Ремонт & Сервис электронной техники», г. Москва, изд.
«Ремонт и Сервис 21», № 12(111), 2008г., http://www.remserv.ru, © 2008.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа