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隨著GPRS技術在無線通信領域中的發展，GPRSmodem作為GPRS在Internet上的PC機終端己獲得了越來越廣泛的應用。相應地，在單片機系統中運用GPRSmodem實現Internet接入也開始為人們所重視。GPRS具有永遠在線、快速登錄、按流量計費等優勢。如果無線傳輸的僅僅是低速數據，則用成本較高的PC機來控制成本過高。目前，大部分使用的都是沒有內置TCP/IP協議的GPRS模塊(如西門子公司的MC35)，這就需要在系統中另外加入TCP／IP協議。一般的做法是自己編寫，或者使用操作系統再加入協議。 本文使用的SIMl00是Simcom公司推出的內嵌TCP／IP協議的GPRS模塊。相對于沒有內置TCP/IP協議的模塊，SIMl00使用起來更方便，并且可以縮短開發周期。 1 SIMl00模塊的接口 SIMl00模塊為用戶提供了功能完備的系統接口，在較短的研發周期內，就可以集成自己的應用系統。用戶的工作主要集中在控制系統和人機界面方面。SIMl00模塊與應用系統的連接接口主要提供外部電源、RS-232串口、SIM接口和音頻接口。 1.1 電源接口 SIMl00模塊使用鋰電池、鎳氫電池或者其他外部直流電潭供電，電源電壓為3．3～4．6 V，電源應該具有至少2 A的峰值電流輸出能力。EXT電壓用于保證模塊與外部數字接口的電平匹配，VAVA則用于給音頻電路提供電源。其電源參考電路如圖1所示。 1．2 串行接口 SIMl00提供標準的RS-232串行接口，用戶可以通過串行口使用AT命令完成對模塊的操作。 在應用設計中，當MCU需要通過串口與模塊進行通信時，可以只用3個引腳：TXD、RXD和GND；但當需要通過模塊上網時，應該盡量使用全部的串口信號引腳，包括DTR、RTS、DCD、CTS、TXD、RXD、RI和GND。其中，RI變化表示有來電呼入，可以連到MCU的中斷引腳或者其他輸入引腳供MCU查詢其狀態。當模塊與PC通信時需要電平轉換，與PC機類標準串行口的參考接口電路如圖2所示。 1．3 SIM卡接口 模塊支持外部SIM卡，可以直接與3．0V SIM卡或者1．8V SIM仁連接，并自動監測和適應SIM卡類型。SIM卡引腳功能如表l所列。 SIM卡連接的參考電路如圖3所示。 另外，SIMl00還提供許多其他接口，用戶可以根據系統的配置來增加功能，如輸入／輸出接口、網絡指示燈、SPILCD接口、蜂鳴器、音頻通道和鍵盤等。 2 AT指令控制SIMl00接入GPRS 2．1 AT指令簡介 AT指令集一般指專門用來控制調制解調器的指令集。該指令集最初由美國Hayes公司推出，專門用于數據傳輸通信領域，目前己成為全球通用的標準，任何與Hayes兼容的調制解調器都可使用這些指令。 AT指令是以AT開頭、結尾的特定字符串，AT后面緊跟的字母和數字表明AT指令的具體功能。AT指令具有以下特點： ①幾乎所有的AT指令(除了“A/”及“+++”兩個指令外)都以一個特定的命令前綴開始，以一個命令結束標志符結束。命令前綴一般由AT兩個字符組成，命令結束符通常為。 ②每一條AT指令執行完后，調制解調器都會返回一個結果，以對接收到的命令作出應答。 指令集分成標準AT指令集(Standard V．25ter ATCommands)、AT增強指令集(AT Commands for En-hanced Functions)和傳真指令集(AT Commands forFAX)等。根據具體的產品，不同的廠商還會設計特殊的指令集供設置使用，例如奉系統中使用的無線GSM模塊，根據ETSI-GSM07．07和ETSI-GSM07．05協議，給調制解調器增加了一些擴充指令。 2.2 建立GPRS連接 在本系統中，需要利用TCP／UDP協議來完成GPRS業務數據的裝幀和拆幀。SIMl00 GSM／GPRS模塊內置TCP／UDP協議，微處理器向該模塊直接發送AT指令可建立TCP／IP連接實現數據傳輸。下面是模塊的一些初始設置。 ①置通信波特率。可以使用“AT+IPR=115200”命令，把波特率設為115 200 bps或者其他速率。SIMCOM模塊默認為ll5200 bps。 ②置接入網關。通過“AT+CGDCONT=1”、“IP”、“CMNET”命令，設置GPRS接入網關為移動夢網。 ③設置移動終端的類別。通過AT+CGCLASS=“B”設置移動終端的類別為B類，即同時監控多種業務，但只能運行一種業務。也就是說，在同一時間只能使用GPRS上網，或者使用GSM的語音通信。 ④測試GPRS服務是否開通。使用“AT+CGACT=1，1”命令激活GPRS功能。如果返回OK，則表示GPRS連接成功；如果返回ERROR，則意味著GPRS失敗，應檢查一下SIM卡的GPRS業務是否已開通，GPRS模塊天線是否安裝正確等問題。 2．3 TCP／UDP連接舉例 (1)通過TCP的連接 發送數據程序流程如圖4所示 3 SIMlD0的典型應用 SIMl00模塊可以應用于很多的遠程監控系統中，下面的例子是其在遠程家居電器控制中的應用。 此系統的控制思路是客戶機通過SIMl00接收來自Internet的控制數據，通過串口傳送給AT89C5；單片機分析數據來源，如果合法(包括來源合法和數據結構合法)，則驅動執行機構來控制家中電器或反饋電器的狀態信息。其系統結構框圖如圖5所示。 接收執行程序流程如圖6所示。 發送數據程序流程可以參考圖4。整個系統由于采用了SIMl00模塊，大大減小了系統資源的開銷，因此可以根據應用的實際要求來構建系統，而不必為實現TCP／IP協議選用性能和價格都更高的微處理器甚至是存儲器。軟件部分的工作重心主要放在控制部分，以縮短研發周期。 4 總 結 市場上有根多GPRS模塊可供選擇，有的適用于工業及車載高可靠場合，當然價格也更高；但在一般的工業及車載應用中，如果用戶對成本較敏感，則可以選用Simcom公司的SIMl00。其在功能、性能和價格三方面做了很好的折中。尤其是內置了TCP／IP協議，使得軟件部分的工作量減小；對于不需要操作系統的簡單應用十分適合，可以有效地降低成本，縮短研發周期。 |
