畢業(yè)設(shè)計---gsm手機(jī)控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　GSM手機(jī)控制系統(tǒng)</b></p><p><b>　　序 言</b></p><p>　　進(jìn)入二一十一世紀(jì)以來，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)、自動化技術(shù)、遙感技術(shù)、傳感器技術(shù)以及大規(guī)模集成電路無不飛速發(fā)展，而其中最為引人矚目的當(dāng)是無線通信技術(shù)及無線通信網(wǎng)絡(luò)飛速普及和應(yīng)用?，F(xiàn)今，無論國外還是國內(nèi)通用的、覆蓋廣泛的無線網(wǎng)絡(luò)已

2、基本建設(shè)完成，例如中國移動的GSM網(wǎng)可實現(xiàn)全國及全球漫游，使手機(jī)等無線終端設(shè)備得以快速普及，可以說世界已經(jīng)進(jìn)入無線時代。而無線通信不僅僅可以傳輸話音信號，從本質(zhì)講，它是數(shù)據(jù)通信技術(shù)與移動通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，數(shù)據(jù)通信才是無線傳輸?shù)暮诵膬?nèi)容。近年來，移動通信的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)獲得了迅猛發(fā)展，其年增長率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電話業(yè)務(wù)，廣闊的市場前景使得各大通信制造業(yè)巨頭們紛紛投入到移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的競爭之中。作為數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的典范，GSM系統(tǒng)已在全球獲得了巨大的成功，

3、其廣闊的覆蓋范圍和良好的漫游性、安全性，再加上各種基于GSM的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展，使得在GSM上進(jìn)行數(shù)據(jù)通信成為在3G(第三代移動通信的簡稱)到來之前最好的一種手段。</p><p>　　隨著GSM無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，可用于實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、獨(dú)立、經(jīng)濟(jì)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、讀取、控制遠(yuǎn)方的調(diào)控測量儀器，例如無人值守加油站、家用電力用表、水表、煤氣表等，正在被越來越廣泛應(yīng)用到各種新的系統(tǒng)，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

4、</p><p>　　本課題是借助公共移動通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸，比使用專門無線電波段及設(shè)備、或者架設(shè)專線進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸，都有非常大的優(yōu)勢。本課題把GSM模塊作為信息傳遞的載體，使其與單片機(jī)和PC機(jī)結(jié)合起來構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)有著強(qiáng)大的生命力和廣闊的應(yīng)用空間，特別是在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域更是受到人們的關(guān)注。并且具有造價低、可靠性高、不受地域限制、實現(xiàn)方便快捷、運(yùn)行費(fèi)用低廉等特點(diǎn)。</p>

5、;<p>　　我借助于本地手機(jī)和遠(yuǎn)端設(shè)備的GSM模塊、利用移動通信公司的服務(wù)，通過本地手機(jī)對遠(yuǎn)端設(shè)備發(fā)送指令進(jìn)行控制、數(shù)據(jù)采集。遠(yuǎn)端設(shè)備是以單片機(jī)為核心，單片機(jī)對GSM模塊和被控設(shè)備進(jìn)行控制，并在上位機(jī)顯示接收到的號碼等數(shù)據(jù)。</p><p>　　本課題研究主要包括以下幾方面的內(nèi)容：</p><p>　　1. GSM網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)、SMS短消息協(xié)議和傳輸過程的簡單介紹。<

6、;/p><p>　　2.基于GSM網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計方案。主要包括數(shù)據(jù)發(fā)送終端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和原理和GSM MODEM的設(shè)計。</p><p>　　3.數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的上下位機(jī)GSM通信接口部分，實現(xiàn)對被控對象實行監(jiān)控。</p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p><b>　　1.1 概述<

7、;/b></p><p>　　我的課題主要由監(jiān)控中心計算機(jī)、GSM（全球移動通信系統(tǒng)）模塊、遠(yuǎn)端單片機(jī)控制板等部分構(gòu)成。該系統(tǒng)應(yīng)用了計算機(jī)軟件編程技術(shù)、硬件接口技術(shù)、移動通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等。</p><p>　　系統(tǒng)借助于控制中心和遠(yuǎn)端設(shè)備的GSM模塊、利用移動通信公司的服務(wù)，通過本地手機(jī)對遠(yuǎn)端設(shè)備發(fā)送短信指令進(jìn)行控制。遠(yuǎn)端設(shè)備是以單片機(jī)為核心，單片機(jī)對GSM模塊和被控設(shè)備進(jìn)行控

8、制，并在監(jiān)控中心計算機(jī)上顯示接收的數(shù)據(jù)。</p><p>　　該系統(tǒng)是借助于公共移動通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸，比使用專門無線電波段及設(shè)備、或者架設(shè)專線進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸，都有非常大的優(yōu)勢，具有造價低、可靠性高、不受地域限制、實現(xiàn)方便快捷、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。</p><p><b>　　1.2 硬件設(shè)計</b></p><p>　　硬件

9、設(shè)計其核心是西門子公司的TC35模塊，該模塊功能強(qiáng)大，能夠進(jìn)行語音傳輸、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，并且獲得有我們國家的通信入網(wǎng)證。</p><p>　　硬件主要由單片機(jī)、RS232、TC35模塊、SIM卡、接口電路、天線、被控對象等組成。其電路框圖如下圖1-1所示。</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p><b>　　1.3

10、軟件設(shè)計</b></p><p>　　軟件編程實現(xiàn)主要是以下幾個方面：</p><p>　?。?）主程序開始要對模塊進(jìn)行初始化，并且設(shè)置異步串口通信方式，設(shè)置波特率9600bps，無校驗位，8個數(shù)據(jù)位。</p><p>　?。?）通過串行口發(fā)送相應(yīng)的AT指令進(jìn)行操作。</p><p>　?。?）對PDU數(shù)據(jù)包的解碼以及通過串行口發(fā)

11、送到上位機(jī)。</p><p>　　1.4 主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　該設(shè)計可以遠(yuǎn)程控制燈的亮滅以及電機(jī)的開啟和停止，GSM相關(guān)的AT命令，GSM模塊的使用。計算機(jī)以及單片機(jī)串口通信技術(shù)等。</p><p><b>　　1.5 應(yīng)用</b></p><p>　　我的課題具有很廣泛的應(yīng)用?？梢詰?yīng)用于工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集

12、系統(tǒng)；電信基站自動測量監(jiān)控系統(tǒng)；高速公路收費(fèi)系統(tǒng)、鐵路系統(tǒng)；降雨量遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)、地下水遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)；電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)、變電站數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)；各類量度表遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)；河道水位自動監(jiān)測系統(tǒng)；油井在線生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)；家庭所有設(shè)備的控制等，應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛。因此該項目有非常好的推廣應(yīng)用前景，并且能夠產(chǎn)生極好的經(jīng)效益。</p><p>　　第2章 GSM系統(tǒng)的設(shè)計</p><p&

13、gt;　　2.1 GSM系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)</p><p>　　GSM是以加入窄帶綜合數(shù)字業(yè)務(wù)網(wǎng)（ISDN），向其用戶提供ISDN業(yè)務(wù)為目標(biāo)的，它所支持的業(yè)務(wù)主要有三大類：</p><p>　　1.基本電信業(yè)務(wù)：包括電話、短消息、緊急呼叫、傳真、話音信箱、智能用戶電報等，可以與PSTN（公共電話網(wǎng)）, ISDN等互通。</p><p>　　2.數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)：包括300b

14、/s和1200b/s異頻雙工數(shù)據(jù)傳輸，1200b/s，2400b/s, 4800b/s, 9600b/s同步雙工數(shù)據(jù)傳輸，以及它們的分組式傳輸?shù)?，并與PSTN, ISDN和PDS（綜合布線系統(tǒng)，Premises Distributed System）等互通。</p><p>　　3.補(bǔ)充業(yè)務(wù)：包括3方通話、會議電話、呼叫轉(zhuǎn)移等。</p><p><b>　　2.2 SIM卡<

15、;/b></p><p>　　2.2.1 SIM卡的功能</p><p>　　用戶識別模塊(Subscriber Identity Module)是一種帶微處理器的封裝在塑料中的智能IC卡，它是GSM系統(tǒng)中不可缺少的一個重要部分，是用戶進(jìn)入GSM網(wǎng)絡(luò)的登記憑證。在SIM卡中，包含有用戶識別信息，輔助業(yè)務(wù)信息、短消息、移動性信息和無線電資源信息等。在GSM系統(tǒng)中，通過對SIM卡的物理接

16、口、邏輯接口的明確定義，來完成與移動終端的連接和信息交換，同時在SIM卡內(nèi)進(jìn)行用戶信息存儲、執(zhí)行鑒權(quán)算法和產(chǎn)生加密密鑰等工作。只有插入SIM卡，移動終端才能接入網(wǎng)絡(luò)。它由CPU(8位)、程序存儲器(3-8bit )、工作存儲器(6-16bit )、數(shù)據(jù)存儲器(128-256kbit )和串行通信單元五部分組成。</p><p>　　SIM卡分為3V和5V兩種。手機(jī)最初使用的是5V的SIM卡；1998年后陸續(xù)使用3

17、V的SIM卡；5V的SIM卡容量小且功耗大，容量一般在3K左右，能存儲30個電話號碼，3V的SIM卡容量大且省電，容量為8K，能存儲100個電話號碼及其對應(yīng)的姓名文字，15組短消息等。</p><p>　　SIM卡正面圖上有20值數(shù)碼。前面6位(898600)是中國的代號；第7位是業(yè)務(wù)接入號，在135, 136, 137, 138, 139中分別為5, 6, 7, 8, 9；第8位是SIM卡的功能位，一般為0，現(xiàn)

18、在的預(yù)付費(fèi)SIM卡為1；第9, 10位是各省的編碼；第11, 12位是年號；第13位是供應(yīng)商代碼；第14～19位則是用戶識別碼；第20位是校驗位。SIM卡正面圖如圖2-1。</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　2.2.2 SIM卡的存儲內(nèi)容</p><p>　　SIM卡是GSM的用戶資料卡，它存儲著用戶的個人電話資

19、料和保密算法、密鑰等，下面就SIM卡中所存儲的主要內(nèi)容加以說明：</p><p>　　1.國際移動用戶識別碼(IMSI)</p><p>　　IMSI是全球統(tǒng)一編碼的唯一能識別移動用戶的號碼，一般由3個部分組成：移動臺國家識別碼+長途區(qū)號+移動用戶號碼，其中移動國家識別碼3位數(shù)，我國為460，后兩項共7-12位數(shù)。IMSI被存在SIM卡中，且IMSI與用戶電話號碼又一一對應(yīng)地存儲于網(wǎng)絡(luò)的歸

20、屬用戶數(shù)據(jù)庫里。當(dāng)移動臺用戶在歸屬地或漫游地進(jìn)入系統(tǒng)時，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)均能首先從用戶的SIM卡中獲取用戶識別碼，從而識別用戶歸屬于哪個國家，哪個電信部門，甚至哪一個移動業(yè)務(wù)服務(wù)區(qū)。</p><p>　　2.個人識別碼((PIN)和SIM卡解鎖密碼(PUK)</p><p>　　PIN碼是SIM卡上的個人密碼，主要用來驗證SIM卡使用者的身份是否有效。為了防止他人擅用SIM卡，在移動臺接通電源，將

21、SIM卡插入移動臺時，就會被要求輸入4-8位的PIN碼，否則將不能正常通信。如果用戶連續(xù)三次輸入錯誤的PIN碼，移動臺就會提示用戶卡己被鎖住，這時用戶需輸入PUK碼才能解開。如果連續(xù)十次輸錯PUK碼，SIM卡就將永久報廢，無法再使用。</p><p>　　3.用戶使用的存儲空間</p><p>　　SIM卡中大部分信息是經(jīng)營者或制卡者所輸入且不能更改。但SIM卡中也可存儲部分個人信息，如固

22、定的短消息、號碼簿等，用戶可以用移動臺的鍵盤來完成個人情息的存儲和讀出。這就是所謂SIM卡中的個人存儲空間。</p><p>　　2.2.3 SIM卡的物理結(jié)構(gòu)</p><p>　　SIM卡的物理結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。SIM卡共有8個觸點(diǎn)，通過這些觸點(diǎn)與移動終端接口，進(jìn)行相互間的信息傳輸，并提供SIM卡電路工作時所需的電源。</p><p>　　SIM卡各觸點(diǎn)的定義如

23、下：</p><p>　　C1：Vcc電源電壓（3V），TC35模塊提供過來的電壓。</p><p>　　C2：RST復(fù)位端。</p><p>　　C3：CLK時鐘，時鐘速率通常由移動終端提供，SIM卡支持1～5MHz時鐘，它在指定時間內(nèi)運(yùn)行監(jiān)權(quán)過程時至少需要13/4MHz的時鐘頻率，其它情況下使用13/8MHz的時鐘頻率。</p><p>

24、　　C4：無定義，為將來使用保留。</p><p><b>　　C5：GND地。</b></p><p>　　C6：Vpp編程電壓。</p><p>　　C7：I/O輸入輸出。</p><p>　　C8：無定義，為將來使用保留。</p><p><b>　　圖2-2</b>&

25、lt;/p><p>　　SIM卡的電性能要求為使SIM卡能正常工作。各觸點(diǎn)的電性能以及電源開/關(guān)時的電性能都是有所要求的。SIM卡開啟電源期間，各觸點(diǎn)的激活順序為：RST為低電平狀態(tài)；Vcc加電；I/O處于接收狀態(tài)；Vpp加電，提供穩(wěn)定的時鐘信號。SIM卡關(guān)閉電源時，各觸點(diǎn)的去活順序為：RST為低電平狀態(tài)，CLK為低電平狀態(tài)，Vpp去電；I/O為低電平狀態(tài)；Vcc去電。電源開啟時，SIM卡有兩種工作方式，即工作方式和

26、空閑方式。在工作方式時完成與移動終端之間的信息傳輸，在空閑方式時SIM卡將保留所有相關(guān)數(shù)據(jù)，并支持內(nèi)部全休眠、指令休眠和時鐘休眠三種休眠方式。 </p><p><b>　　2.3 短消息業(yè)務(wù)</b></p><p>　　SMS短消息是Short Message Service的英文縮寫，是通過移動網(wǎng)絡(luò)用手機(jī)接收和發(fā)送有限長度文本信息的一種通信體制。文本信息可以是漢字

27、，數(shù)字，字母或符號以及它們的組合。GSM的協(xié)議規(guī)范規(guī)定，一條短消息最多可以包含160個英文字母的7-bit編碼或是70個漢字等Unicode編碼。</p><p>　　世界上第一條短消息是在1992年12月從英國沃達(dá)豐(Vodafone)公司的GSM網(wǎng)絡(luò)由電腦發(fā)送到一部手機(jī)上的，此后幾年內(nèi)短消息并未得到廣泛應(yīng)用。直到1998年，歐洲的語音業(yè)務(wù)漸趨飽和，移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場廣大，運(yùn)營商開始注意到短消息市場，Sonera

28、, Vodafone, Mannesmann等公司大力發(fā)展短消息業(yè)務(wù)，使歐洲的短消息迅速火爆。隨著手機(jī)在中國的普及，2000年開始，中國移動和中國聯(lián)通開始開發(fā)中國的短消息市場，在中國掀起短消息的熱潮。</p><p>　　2.3.1短消息業(yè)務(wù)的特點(diǎn)</p><p>　　·短消息采用存儲一轉(zhuǎn)發(fā)的模式，防止了短消息的丟失。短消息先發(fā)送并存儲到短消息服務(wù)中心，然后由短消息服務(wù)中心轉(zhuǎn)發(fā)給

29、接收方。如果接收方不在服務(wù)區(qū)內(nèi)或是關(guān)機(jī)，則短消息服務(wù)中心先保存該短消息，等接收方處于服務(wù)區(qū)內(nèi)再轉(zhuǎn)發(fā)給他。</p><p>　　·短消息的收費(fèi)十分低廉，這是短消息風(fēng)靡的決定性因素。無論距離的遠(yuǎn)近，接收方免費(fèi)接收短消息，發(fā)送一條短消息網(wǎng)內(nèi)收費(fèi)0.1元，網(wǎng)間收費(fèi)0.15元。并且發(fā)送一定量的短消息運(yùn)營商會給出一定的優(yōu)惠政策，這對某些消費(fèi)群體具有很大的吸引力。</p><p>　　

30、3;短消息的升級版本EMS和MMS能夠承載多種數(shù)據(jù)。它們的內(nèi)容可以是文本、聲音、圖像等，更大程度的滿足人們交流的方式。</p><p>　　·手機(jī)中的SIM卡可以對發(fā)送短消息進(jìn)行加密，接收方的手機(jī)將信息解密，實現(xiàn)了傳輸中的安全可靠行。</p><p>　　·短消息可以與話音、數(shù)據(jù)、傳真等業(yè)務(wù)同步傳輸。短消息使用S7信令傳輸數(shù)據(jù)分組，是非對稱業(yè)務(wù)，即使在業(yè)務(wù)信道處于高峰期

31、時，仍然可以進(jìn)行順利通信。</p><p>　　2.3.2短消息業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀和前景</p><p>　　1.短消息業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀</p><p>　　短消息業(yè)務(wù)的廣泛發(fā)展給各地的運(yùn)營上帶來了豐厚的利潤，同時它方便了人們的生活，成為我們生活中必不可少的一部分。但是它也帶來了一些負(fù)面影響，例如現(xiàn)在的一些垃圾短信經(jīng)常充斥我們的手機(jī)，嚴(yán)重防礙了我們的正常生活；再如一些不明不白的收

32、費(fèi)讓很多人大傷腦筋。</p><p>　　2.短消息業(yè)務(wù)的前景</p><p>　　·SMS的升級版EMS：Enhanced Message Service (EMS)增強(qiáng)消息業(yè)務(wù)是愛立信公司向ETSI/3GPP委員會提交的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)手機(jī)制造商支持EMS經(jīng)過穩(wěn)步發(fā)展，EMS已成為3GPP技術(shù)規(guī)范的一個完整部分。EMS和SMS的實現(xiàn)原理基本相同，也是存儲一轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，使用信令信

33、道，因此不用對基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)升級。EMS能夠支持格式化文本、黑白圖片、聲音、簡單的動畫等媒體。</p><p>　　·SMS的下一代版本MMS：Multimedia Message Service (MMS)多媒體信息服務(wù)支持移動圖像、卡通、交互式視頻等多媒體信息，可以把文本、聲音、圖像、視頻等集成在一起，通過手機(jī)發(fā)送電子賀卡、屏保等。從2002年開始，很多手機(jī)廠家推出了支持MMS的手機(jī)，更多的運(yùn)營服務(wù)商參與

34、MMS的研發(fā)。到目前為止，MMS已有了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　2.3.3短消息業(yè)務(wù)的主要應(yīng)用</p><p>　　短消息業(yè)務(wù)的應(yīng)用十分廣泛，總結(jié)如下：</p><p>　　1.最基本的手機(jī)用戶之間的相互交流信息的功能。</p><p>　　2.資訊服務(wù)。包括新聞、天氣預(yù)報、股市行情、話費(fèi)查詢、火車、航班時刻查詢等。</p>

35、;<p>　　3.移動商務(wù)。移動證券交易、移動銀行、預(yù)訂車票等。</p><p>　　4. E-mail應(yīng)用。E-mail主要信息提示和全部信息瀏覽、回復(fù)簡單的E-mail。</p><p>　　5.娛樂。鈴聲圖片下載、智力問答、手機(jī)游戲。</p><p>　　6.遠(yuǎn)程監(jiān)控。對工業(yè)、地質(zhì)、水文等數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程控制。</p><p&g

36、t;　　7.企業(yè)服務(wù)。對企業(yè)內(nèi)部信息進(jìn)行交流和管理。</p><p>　　2.4 GSM 模塊介紹及應(yīng)用方法</p><p>　　2.4.1 GSM模塊的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)</p><p>　　隨著GSM應(yīng)用的不斷推廣和深化，GSM無線技術(shù)和實現(xiàn)手段也在不斷提高：各種GSM無線終端模塊的不斷涌現(xiàn)，簡化了用戶端儀器的開發(fā)，同時也大大擴(kuò)展了無線應(yīng)用領(lǐng)域。GSM模塊基于GSM底層

37、協(xié)議，實現(xiàn)了移動臺所有功能。這些模塊不僅按照GSM移動臺與終端設(shè)備(TE)的連接規(guī)則，提供相應(yīng)引腳，同時按照上層應(yīng)用協(xié)議規(guī)定，提供標(biāo)準(zhǔn)AT指令支持。它們大多還集成了語音信號處理和編碼，以及鍵盤、顯示、天線、聲音等接口，極大的降低了用戶終端的開發(fā)難度和開發(fā)周期。現(xiàn)在，許多大型通信公司都生產(chǎn)GSM模塊，例如MOTOROLA公司的D10/D15, SIMENS公司的TC35/37, WAVECOM公司的WISMO2B/2C等等，支持不同等級要

38、求的應(yīng)用。本系統(tǒng)采用的是SIMENS公司的TC35模塊。</p><p>　　SIMENS公司的TC35模塊。它是西門子公司最新推出的無線通訊模塊，可以快速安全的實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音等的傳輸，短信息服務(wù)SMS和傳真，可以工作在GSM 900kHz和1800kHz兩個頻段，RS232數(shù)據(jù)口符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)GSM0707 和GSM0705，且易于升級為GPRS 模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT 命令

39、接口，為數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)及設(shè)計。</p><p>　　1.主要功能和參數(shù)如下：</p><p>　　·可以快速、安全、可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(wù)(Short Message Service)和傳真。TC35模塊的工作電壓為3.3—4.8V,可以工作在900MHz和1800MHz兩個頻段,所在頻段功耗分別為

40、2w(900M)和1w(1800M)。</p><p>　　·通過一個ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)連接器引出40個引腳。</p><p>　　·短信息服務(wù)功能（GSM或GPRS狀態(tài)）：支持中英文字及PDU，點(diǎn)對點(diǎn)（MT/MO），小區(qū)廣播。</p><p>　　·可選波特率300bps~115kbps，支

41、持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短消息和傳真</p><p>　　·電流消耗——休眠狀態(tài)為3.5mA，空閑狀態(tài)為25mA，發(fā)射狀態(tài)為300mA(平均)，2.5A峰值。</p><p>　　2.4.2 AT指令</p><p>　　GSM模塊通過AT命令與單片機(jī)通信。所有的AT命令(除了重復(fù)命令A(yù)/以外)都由AT開頭，除了發(fā)送短消息最后是以<Ctrl>+<Z

42、>結(jié)束外，其余的都是以回車符<CR>結(jié)束的。響應(yīng)形式都是<CR><LF><response><CR><LF>。表2-1列出了AT命令的語法規(guī)則。</p><p>　　表2-1 AT命令的語法規(guī)則</p><p><b>　　1.常用初始化指令</b></p><p>

43、　　(1)設(shè)置單片機(jī)和GSM模塊的通信波特率AT+IPR=<rate><CR>, <CR>是回車符號。指令正確則模塊返回<CR><LF>OK<CR><LF>, <CR><LF>是回車換行符號。參數(shù)rate可以是300, 600, 1200, 2400, 4800,9600, 19200, 38400, 57600, 115200。

44、其中300至115200表示固定波特率的數(shù)值；當(dāng)通信波特率超過1200時，可設(shè)為0，表示自適應(yīng)波特率，模塊根據(jù)單片機(jī)的串口數(shù)據(jù)的波特率調(diào)整本身與之相同。本設(shè)計中參數(shù)rate設(shè)為0，單片機(jī)的串口的波特率為9600b/s。</p><p>　　(2)設(shè)置短消息中心號碼AT+CSCA= "+8613800519500"(常州市短消息中心)<CR>，設(shè)置正確則模塊返回<<CR&

45、gt;<LF>OK<CR><LF>。短消息中心號碼可能會因不同手機(jī)或不同區(qū)域而不同。如果讀取短消息服務(wù)中心則使用命令A(yù)T十CSCA=?<CR>，模塊應(yīng)該返回<CR><LF>+CSCA：“8613800519500" <CR><LF>。</p><p>　　(3)設(shè)置短消息發(fā)送格式AT+CMGF =0<C

46、R>，設(shè)置0代表PDU模式，指令正確則模塊返回<CR><LF>OK<CR><LF> 。</p><p>　　(4)保存當(dāng)前的設(shè)置AT&W。把前面設(shè)置的通信波特率、短消息中心號碼和短消息發(fā)送格式寫入模塊。</p><p>　　2.常用短消息操作指令</p><p>　　(1)發(fā)送短消息指令。PDU模式中，首

47、先發(fā)送短消息數(shù)據(jù)的長度。</p><p>　　AT+CMGS=<Length><CR>。等待GSM模塊返回ASCII字符“>”，則可將PDU數(shù)據(jù)輸入，PDU數(shù)據(jù)以<Ctrl>+<Z>作為結(jié)束符，短消息發(fā)送成功，模塊返回<CR><LF>OK<CR><LF> 。</p><p>　　(2)設(shè)置

48、短消息到達(dá)自動提示AT+CNMI=1, 1, 0, 0, 1<CR>，設(shè)置正確則模塊返回<CR><LF>OK<CR><LF>。錯誤則返回+CMS ERROR:<err>。設(shè)置此命令可使模塊在短消息到達(dá)后向單片機(jī)發(fā)送指令<CR><LF>+CMTI：" SM ", INDEX(信息在SIM中的存儲位置)<CR>&l

49、t;LF>。</p><p>　?。?）讀短消息指令。模塊接收到新的短消息時，向單片機(jī)發(fā)送字符串<CR><LF>+CMTI : " SM " ,INDEX<CR><LF>。于是讀取該短消息的AT命令為AT+CMGR=INDEX<CR><LF>，則模塊返回剛剛收到的PDU格式的短消息內(nèi)容。</p><

50、;p>　?。?）刪除短消息。由于SIM卡只能存儲有限條短消息，為防止SIM卡中短消息存滿而不再接收短消息，收到一條短消息后，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理后，將此消息立刻刪除，刪除短消息的指令為AT+CMGD=INDEX<CR>，刪除后模塊返回<CR><LF>OK<CR><LF>。</p><p>　　2.4.3短消息的模式與Unicode編碼方式</p

51、><p>　　ETSI制定短消息協(xié)議作為整個GSM標(biāo)準(zhǔn)中的一部分。該協(xié)議為在MT(移動終端，相當(dāng)于GSM MODEM)和TE(終端設(shè)備，相當(dāng)于單片機(jī)或微機(jī))之間傳送短消息定義了三種接口協(xié)議。分別為Block Mode(阻塞模式)、Text Mode(ASCII模式)、PDU Mode(二進(jìn)制模式)。</p><p>　　阻塞模式是用來封裝GSM3. 40中定義的SMS PDU的二進(jìn)制協(xié)議。該協(xié)

52、議包括差錯檢測，適合應(yīng)用于終端間的鏈路受差錯控制，連接不是非?？煽康那闆r。這種模式常見于需要對遠(yuǎn)方設(shè)備控制的情況。阻塞模式有著與另兩種模式完全不同特性的協(xié)議，當(dāng)進(jìn)入此種模式，此狀態(tài)就將一直保持下去，直到程序主動退出阻塞模式，退出阻塞模式以后將返回到V.25ter命令狀態(tài)，或者在線命令狀態(tài)。應(yīng)用部分組合的二進(jìn)制串應(yīng)包含報頭和短消息PDU。</p><p>　　ASCII模式是基于AT命令的接口協(xié)議，適用于非智能的終

53、端和仿真器，以及一些基于命令結(jié)構(gòu)的應(yīng)用軟件。在ASCII模式，所有的AT命令都是以ASCII碼的形式回答的。應(yīng)用將消息按簡單文本傳遞到MS組成TPDU。ASCII模式提供功能比阻塞模式和PDU模式少。ASCII模式不需支持或自動傳送到達(dá)消息給應(yīng)用，而僅僅是通知消息到達(dá)。</p><p>　　PDU模式是以16進(jìn)制編碼傳輸消息塊的接口協(xié)議，在此模式中，短消息(包括短消息的頭部分)都是經(jīng)過16進(jìn)制編碼的，也即，只有0

54、，1, 2, 3, 4, 5, 6,7, 8, 9, A, B, C, D, E, F這些字符是允許的。</p><p>　　西文字符一般是以7位一個字節(jié)來表示的，最多有128種組合方式，最常用的表示方法是ASCII碼。對應(yīng)ASCII碼表得到相對應(yīng)的字符為可見字符。如果使用8個位形成一個字節(jié)，那么可能的組合就是256種，也就是ASCII碼表上的256個字符。英文只需用到ASCII碼的前128個位置就足以表達(dá)全部的

55、字符。</p><p>　　用PDU模式收發(fā)短消息可以使用三種編碼：7-bit編碼、8-bit編碼和UCS2編碼。7-bit編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符；8-bit編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息，如圖片或鈴聲等；UCS2編碼用于發(fā)送Unicode字符。由于在本系統(tǒng)中要實現(xiàn)中文短消息的發(fā)送，所以選擇用UCS2編碼，即中文Unicode碼。</p><p>　　Unicode是一種統(tǒng)一字符編碼標(biāo)

56、準(zhǔn)，采用雙字節(jié)對字符進(jìn)行編碼。這是Apple和Xerox公司于1988年建立的一個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。Unicode提供了一種簡單而又一致的表示字符串的方法。由于Unicode用一個16位的值來表示每個字符串，因此總共可以得到65000個字符，這樣，它就能夠?qū)κ澜绺鲊臅嫖淖种械乃凶址M(jìn)行編碼，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了單字節(jié)字符集的256個字符的數(shù)目。這種Unicode的特點(diǎn)是所有的字符是以兩個字節(jié)表示、不僅中文使用兩個字節(jié)。而且英文也使用兩個字節(jié)表示。&

57、lt;/p><p>　　漢字的十六進(jìn)制PDU編碼直接采用漢字的Unicode編碼，由于漢字的編碼是十六位的，當(dāng)中英文出現(xiàn)在同一短消息的時候，中文每個漢字是十六位的，但是字母和數(shù)字是八位的編碼，這時統(tǒng)一采用十六位編碼，也就是在八位的ASCII碼前面補(bǔ)0。61H是“a"的ASCII碼，補(bǔ)齊十六位后的Unicode編碼為0061H。</p><p>　　本系統(tǒng)采用PDU模式進(jìn)行收發(fā)短消息，

58、統(tǒng)一使用Unicode的編碼形式。下而舉例說明PDU串的結(jié)構(gòu)和編排方式。</p><p>　　例如，需要發(fā)送信息“1號開”到手機(jī)13915027490，單片機(jī)首先通過串口向模塊發(fā)送數(shù)據(jù)串AT+CMGS=21 <CR>，然后單片機(jī)等待模塊返回ASCII字符“>”，然后輸入PDU數(shù)據(jù)“0891683108509105F011000D91683119057294F000080006003153F75F

59、00”。長度21不包括PDU數(shù)據(jù)中“0891683108509105F0”。對各個數(shù)據(jù)域進(jìn)行分析如表2-2所列。</p><p>　　表2-2發(fā)送短信格式</p><p>　　表2-3 發(fā)送信息的PDU串分析</p><p>　　單片機(jī)可以通過讀指令A(yù)T十CMGR=INDEX<CR><LF>來讀取SIM卡指定位置的短消息。例如讀取的短消息是由

60、手機(jī)號碼為13915027490的用戶發(fā)送的“1 "。則模塊返回給單片機(jī)的PDU串為0891683108509105F0040D91683119057294F0000808508051003301020031。對各個數(shù)據(jù)域進(jìn)行分析如表2-4和表2-5所列。</p><p>　　表2-4接收消息格式</p><p>　　表2-5 接收消息的PDU串分析 </p>&l

61、t;p>　　2.4.4 GSM模塊測試</p><p>　　GSM無線模塊可以通過RS232和計算機(jī)通信，為了測試連接是否成功，可以通過串口調(diào)試軟件來測試。此測試中使用COM4，端口參數(shù)設(shè)置如下：波特率為 “9600 bps”，數(shù)據(jù)位為“8”。奇偶校驗為“無”。停止位為“1”。</p><p>　　當(dāng)參數(shù)設(shè)置好后，進(jìn)入串口調(diào)試軟件，命令執(zhí)行如下：</p><p&g

62、t;<b>　　AT </b></p><p>　　OK 在接收區(qū)“OK”，表明設(shè)備連接成功，且設(shè)備能正常工作。</p><p>　　AT+CMGF=0 設(shè)置短消息輸入和輸出的格式，“0”表示PDU模式，“1”表示文本模式</p><p><b>　　OK </b></p>

63、;<p><b>　　AT+CSCA?</b></p><p>　　+CSCA: "+8613800577500",145 返回短消息中心，前面為“+”是為第2個參數(shù)為145，否則為129</p><p><b>　　OK</b></p><p>　　AT+CNMI=1,1,0,0,1

64、設(shè)置新消息指示，該設(shè)置可使模塊在短消息到達(dá)后向單片機(jī)發(fā)送指令+CMTI:”SM“，INDEX（信息在SIM卡中的存儲位置）</p><p><b>　　OK</b></p><p>　　AT+CMGR=3 讀取第3條短消息</p><p>　　+CMGR: 1,,30</p><p>　　089168310

65、8507705F0240D91683159786058F30008504022016035000A523054EA91CC4E86FF1F</p><p><b>　　OK</b></p><p>　　AT+CMGS=28 發(fā)送一條短信到手機(jī)13587679298</p><p>　　> 0011000B91318567979

66、2F80008A70E00500044005577ED4FE16D4B8BD5</p><p>　　+CMGS: 235</p><p><b>　　OK</b></p><p>　　AT+CMGD=1 刪除第一條短信</p><p><b>　　OK </b></p>

67、<p>　　以上面方式與上位機(jī)可以通信，證明TC35模塊是好的，然后就開始設(shè)計單片機(jī)電路與TC35接口電路了。</p><p>　　第3章 基于短消息業(yè)務(wù)的系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p><b>　　3.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　本系統(tǒng)共分兩個部分：由單片機(jī)控制的GSM終端數(shù)據(jù)發(fā)送接收部分和PC機(jī)端數(shù)據(jù)接收部分。系

68、統(tǒng)框圖如圖3-1所示：</p><p><b>　　圖3-1 系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　3.2 SIM卡通信接口的硬件設(shè)計</p><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　　TC35使用外接式SIM卡, 24～29為SIM卡引腳，如上圖3-2所示，SIM卡同TC35是這樣

69、連接的:SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通過SIM卡閱讀器與TC35的同名端直接相連，ZIF連接座的CCIN引腳用來檢測SIM卡是否插好，如果連接正確，則CCIN引腳輸出高電平，系統(tǒng)方可進(jìn)入正常工作。否則為低電平。</p><p><b>　　3.3單片機(jī)的選擇</b></p><p>　　現(xiàn)在市面上有PIC、AVR、51系列單片機(jī)，但

70、是考慮到在學(xué)校就學(xué)的是51系列單片機(jī)，所以就選擇了51單片機(jī)。</p><p>　　在51系列單片機(jī)中，STC是一款很出色的單片機(jī)，不光價格便宜，而且性能優(yōu)越，我在本設(shè)計中使用的是STC89LE58RD+，它是altera公司推出的新一代超強(qiáng)抗干擾/高速/低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)，采用 6 時鐘/機(jī)器周期，而且它具有倍頻功能，本方案采用了11.0592MHz的晶振，那么整個單片機(jī)的指

71、令周期為125ns，在以上的指令中是最小的，因此它傳送數(shù)據(jù)的速度是最快的！</p><p>　　它是可電擦除的ROM型單片機(jī)，數(shù)據(jù)存取器容量比較大，它為真正的看門狗，缺省為關(guān)閉（冷啟動），啟動后無法關(guān)閉，可放心省去外部看門狗。內(nèi)部 Flash 擦寫次數(shù)為 100,000 次以上，STC89C51RC/RD+ 系列單片機(jī)出廠時就已完全加密，無法解密。用戶程序是用 ISP/IAP 機(jī)制寫入，一邊校驗一邊寫，無讀出命令

72、，徹底無法解密。</p><p>　　STC89LE58RD+ 有四個典型特點(diǎn)：</p><p>　　1.增強(qiáng)型 6 時鐘/機(jī)器周期</p><p>　　2.工作電壓：5.5V-3.4V（5V單片機(jī)）　</p><p>　　3.工作頻率范圍：0-40MHz</p><p>　　4.片上集成1280字節(jié)RAM</p

73、><p>　　3.4單片機(jī)端系統(tǒng)串口設(shè)計</p><p>　　單片機(jī)端系統(tǒng)主要實現(xiàn)單片機(jī)通過AT指令操作GSM模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)編碼并進(jìn)行短消息的發(fā)送和接收。單片機(jī)要和TC35進(jìn)行串行通信，必須對在程序中對串口進(jìn)行設(shè)置，其設(shè)置如下：</p><p><b>　　（1）工作方式</b></p><p>　　由于GSM通信模塊的數(shù)據(jù)接

74、口配置為8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無校驗位，所以單片機(jī)的串行口工作在方式1。</p><p><b>　?。?）波特率設(shè)定</b></p><p>　　系統(tǒng)的晶振為11.0592MHZ，波特率為9600b/s，所以根據(jù)記數(shù)初值的計算公式：X=256-fose*1/384*波特率，TH1=OFCH。</p><p><b>　?。?）連線

75、</b></p><p>　　目前市場上可購得的GSM模塊都具有數(shù)據(jù)引出口，并基本上都支持與GSM短消息相關(guān)的AT控制指令（GSM-SMS-AT），GSM模塊通過數(shù)據(jù)口以串行方式接收指令并向外輸出數(shù)據(jù)。理論上講，在數(shù)據(jù)口中找出RXD、TXD和GND引腳與單片機(jī)的串口(P3.0,P3.1)對應(yīng)連接即完成了串口的硬件連接。然而，由于本設(shè)計所用GSM模塊為TTL電平，所以能直接與由4.2V供電的單片機(jī)串口直

76、接相連接，而單片機(jī)與上位機(jī)的連接需要通過RS232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。</p><p>　　RS- 232C是由美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)正式公布的在異步串行通信中應(yīng)用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線。它包括了按位串行傳輸?shù)碾姎夂蜋C(jī)械方面的規(guī)定。適合短距離或帶調(diào)制解調(diào)器的通信場合。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0—20000b/s范圍內(nèi)的通信。這個標(biāo)準(zhǔn)對串行通信接口的有關(guān)問題，如信號線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。由于通信設(shè)備廠商都生產(chǎn)與R

77、S-232C制式兼容的通信設(shè)備，因此，它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，目前已在微機(jī)和單片機(jī)系統(tǒng)中廣泛采用。本系統(tǒng)中MODEM與單片機(jī)的接口就是RS-232。</p><p>　　目前電腦上較為常用的串口有9針串口（DB9），DB9常用信號腳說明如表3-1 所示。</p><p>　　表3-1 DB9常用信號腳說明表</p><p>　　本設(shè)計單片機(jī)與上位機(jī)通信采用DB9作為通信接口

78、。它們通信過程只有三個腳有用，第一個是2腳接收數(shù)據(jù)，第二個是3腳發(fā)送數(shù)據(jù)，最后一個是5腳接地。其他的腳為無關(guān)腳，這里可以不需要考慮。RS-232的電平為-3～-15表示邏輯“1”，3～15表示邏輯“0”，所以必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，MAXIM公司生產(chǎn)的MAX232是性能比較優(yōu)秀轉(zhuǎn)換芯片，最終我們考慮的是用MAX232電平轉(zhuǎn)換專用芯片。</p><p>　　第4章 基于短消息業(yè)務(wù)的系統(tǒng)軟件設(shè)計</p>&l

79、t;p>　　4.1單片機(jī)端程序設(shè)計</p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)除了必要的硬件支持外，還需要進(jìn)行軟件設(shè)計。單片機(jī)端的軟件程序是用C語言編寫的。單片機(jī)與GSM模塊的軟件接口其實就是單片機(jī)通過與GSM短消息有關(guān)的AT指令控制GSM模塊的控制技術(shù)，主要是GSM模塊的一些本身的順序控制以及發(fā)送短消息和接收短信。然而，執(zhí)行一條指令，也并非如某些資料中介紹得那么簡單。事實上，指令的執(zhí)行過程需要單片機(jī)與GSM模塊交互應(yīng)

80、答完成，每一次發(fā)送或接收的字節(jié)數(shù)都有嚴(yán)格的規(guī)定，二者必須依據(jù)這些規(guī)定實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，否則，通信就是失敗的。</p><p>　　對幾個問題說明如下：</p><p>　　1.在給模塊上電之前需要給TC35的IGT腳約100ms的低電平脈沖，然后上電初始化。</p><p>　　2.所有AT指令的指令符號、常數(shù)、PDU數(shù)據(jù)包等都是以ASCII編碼形式傳送的，比如“A”的

81、ASCII編碼為41H，“T”的ASCII編碼為54H，數(shù)字“0”的ASCII編碼為30H等，具體詳細(xì)的ASCII編碼對照表見附錄。</p><p>　　3.單片機(jī)控制GSM模塊工作，必須把SIM卡的短信息工作模式設(shè)置為PDU格式，即通過指令A(yù)T+CMGF=0完成。</p><p>　　4.單片機(jī)向手機(jī)發(fā)送每一條指令后，必須以回車符作為該條指令的結(jié)束，回車的ASCII編碼為0DH。例如，單

82、片機(jī)向手機(jī)發(fā)送“AT+CMGF=0”這條指令，其ASCII編碼序列為“41H，54H，2BH，42H，4DH，47H，46H，3DH，30H，30H，0DH”，最后一個字節(jié)0DH就是回車符，表示該條指令結(jié)束，如果沒有這個回車符，GSM模塊將不識別這條指令。</p><p>　　4.1.1單片機(jī)端主程序設(shè)計</p><p>　　主程序是對單片機(jī)端系統(tǒng)框架的描述。本系統(tǒng)的主程序的功能是上電后，

83、完成系統(tǒng)的初始化，然后在主程序里循環(huán)判斷，如果有來電，就一次性把電話掛了，沒有就往執(zhí)行，判斷有無新短信，有就調(diào)用讀短信子程序，完成對外部的控制后回發(fā)一條短信出去以及把數(shù)據(jù)通過模擬串口發(fā)送到上位機(jī)。沒有新短信就返回繼續(xù)循環(huán)判斷。主程序流程圖如圖4-1所示。</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p&

84、gt;<p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p>　　圖6.1.1 主程</p><p&

85、gt;<b>　　圖4-1</b></p><p>　　4.1.2重要子程序流程圖</p><p>　　1．TC35完成SIM卡初始化子程序流程圖設(shè)計。</p><p>　　該子程序是完成SIM卡初始化工作，流程圖如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 SIM卡初始化子程序流圖</p><

86、p>　　2．模擬串口發(fā)送子程序流程圖設(shè)計。</p><p>　　該子程序是完成單片機(jī)與上位機(jī)通信，因為帶有雙串行口的單片機(jī)價格較昂貴，所以選擇了單串行口單片機(jī)，把它本身自帶的串行口與TC35相連接通信，在與上位機(jī)通信選擇了P3.3（TXD）、P3.4（RXD）作為模擬串行口的I/O端。</p><p>　　圖4-3 模擬串口流程圖</p><p>　　3．接收

87、短消息子程序設(shè)計。</p><p>　　接收短消息子程序是單片機(jī)控制系統(tǒng)程序的重要部分，當(dāng)有新短消息時，把接收到的PDU數(shù)據(jù)包接收放在存儲器中，然后把PDU進(jìn)行解碼，把對方手機(jī)號碼、日期時間、短信長度、內(nèi)容等信息取出。流程圖如圖4-4所示。</p><p><b>　　圖4-4</b></p><p>　　4. 發(fā)送短消息子程序設(shè)計。</

88、p><p>　　發(fā)送短消息子程序是整個單片機(jī)程序中的核心部分。初始短信息已經(jīng)經(jīng)過編碼后的PDU數(shù)據(jù)包存放在了存儲器中，所以當(dāng)需要發(fā)送時，可從內(nèi)存中直接提取出來，再通過單片機(jī)發(fā)送AT指令與TC35通信，把PDU數(shù)據(jù)包發(fā)送出去。流程圖如圖4-5所示。</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b>&

89、lt;/p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p>　　圖4-5 發(fā)送短消息子程序</p><p>　　4.2 單片機(jī)端短消息收發(fā)程序以及上位機(jī)通信的實現(xiàn)。</p><p>　　4.2.1短消息收發(fā)的實現(xiàn)模式。</p>

90、;<p>　　本設(shè)計是計算機(jī)串口通過模擬串口通過RS232和單片機(jī)串行通信，單片機(jī)再和GSM MODEM串行通信，用GSM MODEM接收短信，把PDU數(shù)據(jù)包傳給單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行解碼并分析實行控制電機(jī)和燈，單片機(jī)并且通過模擬串口把解碼出來的數(shù)據(jù)發(fā)到上位機(jī)的串口調(diào)試軟件里，本設(shè)計是比較適合于小型項目開發(fā)的一種實現(xiàn)模式。這種方法要求對AT指令集和串口編程比較熟悉。</p><p>　　4.2.2 短消

91、息發(fā)送和接收的功能實現(xiàn)。</p><p>　　打開串口調(diào)試軟件，選擇串口COM 1，9600波特率，無奇偶校驗，8位數(shù)據(jù)，一個停止位，等待接收GSM模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，當(dāng)有新短信時，TC35模塊會把SIM卡接受到的PDU數(shù)據(jù)包通過串行口發(fā)給單片機(jī)，單片機(jī)把對PDU數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼，并對解碼的內(nèi)容進(jìn)行分析，然后對被控對象進(jìn)行控制，再把短信的信息通過串口傳送到上位機(jī)的串口調(diào)試軟件里。</p><p&

92、gt;　　4.2.3 發(fā)送短消息的程序?qū)崿F(xiàn)。</p><p>　　前面已經(jīng)對發(fā)送PDU串的編制進(jìn)行了分析，對于編好的PDU串存儲在單片機(jī)內(nèi)部，通過相應(yīng)的AT指令來實現(xiàn)短消息的發(fā)送。用來實現(xiàn)消息發(fā)送的AT指令是:AT+CMGS。以前面用的發(fā)送PDU串為例，即發(fā)送內(nèi)容為“2號開”，接收方手機(jī)號為13915898557;需要說明的是，在此省去了對SMSC地址格式和SMSC地址這兩個分段的編寫，采用了SIM卡設(shè)置的SMS

93、C地址。即發(fā)送的PDU串為：0891683108509105F011000D91683119858955F700080006003253F75F00。</p><p><b>　　具體程序如下：</b></p><p>　　unsigned char sms_SendTc35SMS(unsigned char *pdu_str,unsigned int length)

94、</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　unsigned char idata at_cmd_str[15]; </p><p>　　sprintf(at_cmd_str,"AT+CMGS=%d\r",length); </p><p>　　tc3

95、5_SendAtCommand(at_cmd_str);</p><p>　　ES=0; </p><p>　　dt=100;while(dt)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while((RI==0)&&(dt!=0))</p>&l

96、t;p>　　FeedWatchdog(); </p><p><b>　　RI=0; </b></p><p>　　if(SBUF=='>') </p><p><b>　　break; </b></p><p><b>　　}<

97、;/b></p><p><b>　　if(dt==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　#ifdefDebug</p><p>　　PrintMessage("not wait >");</p><p>

98、<b>　　#endif</b></p><p>　　return(false);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　dt=2;while(dt)FeedWatchdog(); </p><p>　　tc35_SendAtCommand(pdu_str);<

99、/p><p>　　at_cmd_str[0]=Ctrl_Z;</p><p>　　at_cmd_str[1]='\0';</p><p>　　tc35_SendAtCommand(at_cmd_str); </p><p>　　tc35_WaitTc35Respond();</p><p>　　r

100、eturn(false); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　程序中定義了一個pdu_str指針，把指針指向PDU數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包，length為短信的長度21。</p><p>　　發(fā)送AT+CMGS=21\r，等待TC35回復(fù)“>”，打開串口把PDU數(shù)據(jù)發(fā)送出去，并以Ctrl_Z+’\0’結(jié)束。程序中的Feed

101、Watchdog是本人自定義的用來處理延時操作的函數(shù)，因為在連續(xù)的兩個AT指令之間需要設(shè)置一定的間隔時間(設(shè)為了1秒)，為每一條發(fā)送的指令提供響應(yīng)時間。</p><p>　　4.2.4 接收消息的程序?qū)崿F(xiàn)。</p><p>　　先介紹幾個相關(guān)的AT指令，(1)AT+CPMS，優(yōu)先信息存儲。該命令用來指定讀寫信息的存儲區(qū)域。在這里設(shè)置AT+CPMS="SM","

102、SM","SM"。使收到的短消息存儲在GSM模塊中的SIM卡上，不是存儲在模塊木身的內(nèi)存中。(2)AT&W，用來保存所做的設(shè)置.(3)AT+CNMI，新信息指示，可用于設(shè)定當(dāng)有某類短消息到達(dá)時，如何處置它。在此不對它的詳細(xì)指令語法多做介紹了，這里設(shè)置為AT+CNMI=3,1，這樣，當(dāng)收到一條新消息時，系統(tǒng)就會收到一個提示信息，格式如:+CMTI: "SM",1。</p>

103、;<p>　　在保存了上述設(shè)置后，當(dāng)軟件收到新消息到達(dá)的提示信息時，單片機(jī)把PDU數(shù)據(jù)包存放在一個字符串里面，接收到的PDU數(shù)據(jù)包如下：</p><p>　　0891683108100005F0040D91683119109991F20008404060313530230660A8597DFF01。</p><p>　　1. 部分程序?qū)崿F(xiàn)如下:</p><

104、p>　　void tc35_InitTc35(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　dt=4;while(dt)FeedWatchdog(); </p><p>　　tc35_SucceedTc35Command("AT+CMGF=0\r"); tc35_Succee

105、dTc35Command("AT+CNMI=2,1\r"); </p><p>　　dt=4;while(dt)FeedWatchdog(); tc35_SendAtCommand("AT+CPMS=\"SM\",\"SM\",\"SM\"\r");</p><p>　　t

106、c35_WaitTc35Respond();</p><p>　　dt=4;while(dt)FeedWatchdog(); </p><p>　　tc35_SucceedTc35Command("AT&W\r");</p><p><b>　　}</b></p><p>　　這段程序是選

107、擇短信格式（PDU）以及存儲的位置，最后保存退出。</p><p>　　2. 部分程序?qū)崿F(xiàn)如下：</p><p>　　if((es_buf[3]=='T')&&(es_buf[4]=='I'))</p><p><b>　　{</b></p><p>　　inSms

108、F=1;return;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　這段程序是單片機(jī)通過串口把GSM MODEM發(fā)送過來的數(shù)據(jù)存放在es_buf中，我上面的程序中判斷接收到數(shù)據(jù)中是否包含”T”、”I” ，有的話“inSmsF”新短信標(biāo)志位置高，返回。</p><p>　　3. 部分程序?qū)崿F(xiàn)如下：</p><

109、p>　　void sms_SetMenuBySMS(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char data index;</p><p>　　for(index=1;index<=SmsEntryMax;index++)</p><p><b>

110、　　{</b></p><p>　　if(sms_CheckTc35SMS()==0)return;</p><p>　　if(inCallF==1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　inCallF=0;</p><p>　　

111、tc35_HangupIncomeCall();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　FeedWatchdog(); </p><p>　　if(sms_ReadTc35SMS(index)==false)return; </p><p>　　sms_DeleteTc35S

112、MS(index);phone_sms(); </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　這段程序是調(diào)用了讀短信子程序sms_ReadTc35SMS，在sms_ReadTc35SMS中把短信讀出，再執(zhí)行刪除短信子程序sms_DeleteT

113、c35SMS。</p><p>　　第5章 課題的測試結(jié)果及分析</p><p><b>　　5.1 運(yùn)行結(jié)果</b></p><p>　　運(yùn)行程序結(jié)果如圖5-1所示：</p><p><b>　　圖5-1 運(yùn)行結(jié)果</b></p><p>　　在單片機(jī)以及TC35模塊上電，

114、接上RS232后打開串口調(diào)試軟件，選擇9600波特率選擇好端口。上圖中一開始出現(xiàn)GSM Modem Initial OK!說明初始化正常，已尋找到網(wǎng)絡(luò)。等待接收短信，在后面顯示的是發(fā)送短信過來的手機(jī)號碼+時間+內(nèi)容，在本地手機(jī)發(fā)送內(nèi)容“3”為控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，“2”為控制電機(jī)停止，在完成動作后自動回復(fù)一條動作完成短信到本地手機(jī)。</p><p>　　5.2 系統(tǒng)性能分析</p><p>　　5

115、.2.1 系統(tǒng)抗干擾</p><p>　　抗干擾設(shè)計是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的重要組成部分，沒有良好的抗干擾措施，系統(tǒng)就無法安全可靠的工作。當(dāng)然，我們只能通過系統(tǒng)軟件、硬件設(shè)計盡可能的減少干擾帶來的影響，而不可能完全消除干擾。本系統(tǒng)在抗干擾方面考慮了如下的問題。</p><p>　　·加寬地線和電源線，加寬后的地線和電源線是信號線的7倍。</p><p>　　

116、·所有芯片可靠接地，并且接地線構(gòu)成環(huán)路。</p><p>　　·手工布置元件和布線，連線盡可能短。</p><p>　　5.2.2 通信時延分析</p><p>　　任何網(wǎng)絡(luò)都存在時延，以短消息為載體、利用GSM無線數(shù)傳不可避免會遇到同樣問題。以兩個MS之間發(fā)送接收短消息為例，發(fā)送方要發(fā)送短消息，首先按照協(xié)議結(jié)構(gòu)將用戶數(shù)據(jù)自頂向下依次封裝，然后通