单片机控制gsm模块通信.docx

单片机控制 GSM 模块通信 (内蒙古师范大学 物理与电子信息学院，内蒙古 呼和 浩特 010022) 摘 要：文章 介绍了基于 GSM(Global System for Mobile Communication)网络的短消息业务，采用 wism0 2c GSM 模块和 AT89S52 单片机组成 系统的工作原理，说明了 单片机与 GSM 模块之间的通信以及利用 AT 指令控制 GSM 模 块发送短消 息的具体方法。 关键词：GSM 模块；AT 指令；AT89c51；短消息 中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1007 6921(XX)02008702 传统的通信方式主 要有短波通信、卫星通信和超短波 通信 1 。短波通信由于其固有缺 点且受气候的 影响大，在实时采集数据传输系统用中很少采用。卫星通 信的传输质量好，传 输距离不受限制，覆盖面积大，受地 形、气候的影响小，组网灵活，但目前运行费用偏高。 超 短波通信的信号传输比较稳定，质量较好，又具有一定的 绕射能力，是我国目前应用最多 、技术上也比较成熟的通 信方式，但属于视距传输，且受地形限制，在山地通信时 需要设置 中继站，这样会增加成本。 实时采集数据传输频率较高，但数据信息量小。 GSM(Global System for Mobile Commu nications)网络当 中的短消息服务适合于实时采集数据 的传输。目前一条短 消息的信息量限制为 140 个字节2，短消息业务可以被 认为 是 GSM 系统 中最为简单和方便的数据通讯方式，它 无需附加庞大和昂贵的数据终端设备，仅使用 GSM 模 块就 可以达到互相进行通信的目的。再一个优点就是由于利用 了现有的网络，用户无需另外 组网，所以节省了昂贵的组 建网费用和维护费用，同时，对用户的数量没有任何限制。 1 硬件电路及工作原理 GSM 模块采用 WAVECOM 公司推出的 wism02c，支持 AT 指令。单片机采用 AT89C51。 GSM 模块数据线是专为连接 PC 机 9 针串口而设计的， 信号电平为标准的 RS232 电平， 只要单片机的串口也转 换为 RS232 电平，就可直接连接。9 针串口的引脚定义是 固定的， 即 2 脚为 TXD(GSM 模块发送)、3 脚为 RXD(GSM 模 块接收)、5 脚为 GND。这样直接连接这几个线也 可以。单 片机输出的是 TTL 电平，即 0+5v 的电压，而 RS232 输出 的是-20V20V 的电压。所 以不能直接连接，需要一个电 压转换芯片 MAX232。如图 1 所示。 单片机利用 AT 指令控制 GSM 模块，将数据传送出去。 AT 指令按照 GSM 模块支持的 AT 指令 格式书写，通过单片 机的串口发送出去。 740)this.width=740“ border=undefined 2 SMS 短消息(Short Message ,SM)是 GSM 网络系统的主要增 值业务之一，短消息接收和发送的 业务代码分别为 T21 和 T22。申请了短消息服务的用户，在手机上设置短消息中心 号码后即可 发送短消息，接收短消息无需任何设置。一条 短消息的最大长度可为 160 个英文字符(7 位编 码)或 70 个 汉字(16 位编码)。短消息是通过控制信道传输的，不占业 务信道，在通话的同时 也可以接收短消息。 按短消息发送的方式可分为：块模式、文本模式和 pdu 模式。 2.1 块模式(BLOCK Mode) 块模式是一个二进制协议，用于移动台和 SMSC 之间的 短消息传输的 PDU(Protocol Description Unit)封装。 2.2 文本模式(TEXT Mode) 文本模式是在为 GSM 修改的 AT 指令集的基础上定义的 基于字符的 协议。适合非智能终端或终端仿真器。应用软 件把纯文本消息传给 GSM 模块，由 GSM 模块来构 造 TPDU。 文本模式提供的功能比块 模式和 PDU 模式提供的功能少。 在文本模式下，短消息对扩展字符的能力是有限的。 2.3 PDU 模式(PDU Mode) PDU 模式和文本模式很相似，主要的区别是它将组装短 消息的任务 留给应用系统完成。该模式使 AT 指令集能方 便地组构更多复杂的 PDU，例如既可以传递二进 制数据又 可以传送字符数据。这种模式给 AT 指令集带来了方便。 本系统可发送文本模式和 pdu 模式的短消息。 3 AT 指令 AT 命令集是从 TE 或 DTE 向 TA 或 DCE 发送的。通过 TA、TE 发送 AT 命令来控制 MS 的功能与 GSM 网络业务进行 交互5。短消息相关的主要 AT 指令有6： * AT+CMGF：选择短消息信息格式：0-PDU;1-文本 * AT+CMGS：发送短消息 * AT+CMGD：删除 SIM 卡内存的短消息 * AT+CMGR：读短消息 以下是发送 AT 指令的步骤： 3.1 选择短消息格式 AT+CMGF=1 1 为选择 text mode；0 为选择 PDU mode； 3.2 以文本模式发送短消息 AT+CMGS=； 例如：对方号码是消息内容是：123 则 AT 指令串是： A,T,+,C,M,G,S,=,0X22,0X31,0X33,0X39,0 X34,0X37 ,0X31,0X37,0X38, 0X30,0X39,0X36,0X22,0X0D,0X0A,0x31,0x32,0x33,0x1a 3.3 以 pdu 模式发送短消息 SMSC 号码是+8613800471500，对方号码是消息内容是：“ 水位”。则手机发送的 PDU 串是 08 91 68 31 08 40 17 05 F0 11 00 0D 91 68 31 49 17 87 90 F6 00 08 00 06 6C344F4D。 4 软件仿真 4.1 keil c 与 proteus 的连接 4 检测 TCP/IP。 复制 Proteus 安装目录下 MODELS 文件夹里的 vdm51.dll 到 keil c/c51/BIN 目录下。 修改 Keil/c51/TOOLS 中c51的内容，添加： TDRV4=BIN VDM51.DLL(“PROTEUS VSM MO NITOR 51 DRIVER”)。 在 keil c 中选择 proteus 仿真器。 在 proteus 中选择 Debug 下的 Use Remote Debug Monitor。 4.2 单片机串口通信 单片机晶振频率为 11.0592MHz,选择串行模式 1，所以 波特率为 9600Kbit/s7 。单片机 采用查询的方式发 送数据，如果 AT 指令格式正确，GSM 模块返回应答信息给 单片机。将程序 绕录到单片机之前，可以利用超级终端和 GSM 模块的通信确定 AT 指令的格式。 4.3 发送短信仿真图 图 3 为用文本模式发送内容“123”到手机号码的仿真图。 图 4 为用 pdu 模式发送短信“水位”到手机号码的仿真图。 740)this.width=740“ border=undefined 单片机与 GSM 之间的通信调试成功。 5 结束语 利用 GSM 网络的短消息业务实现实时采集数据的传输 也存在一些不足之处。由于用户发 出的短消息经信令信道 传输至短消息服务中心，再由短消息中心按照先后顺序发 送出去，所 以遇到短消息高峰或覆盖站点的 GSM 基站分配 的频点较小时，会产生测站信息不能及时发出 ，出现延迟 现象。 参考文献 1 李铁山GSM 短消息业务在水情自动测报系统中 的应用J云南水利发电， XX. 2 付强，赵捷基于 GSM 短消息业务的无线监控 系统的开发设计D山东师范 大学，XX. 3 车朝雄,赵彦敏基于串口的手机收发短信的设 计方法J福建电脑,XX ，(2):4950. 4 林志琦，郎建军，李会杰基于 Proteus 的单 片机可视化软硬件仿真M北 京：XX 航空航天大学出 版社，XX. 5 GSM AT 命令手册Z南京：南京傲屹电子有 限公司. 6 余锡存，曹国华等单片机原理及接口技术 M西安：西