GSM-GPRS移动通信实验指导书.doc

移动通信移动通信 GSM 实验指导书实验指导书 浙江科技学院信息与电子工程学院 前言前言 为实现通信的理想目标五个 W：任何人（whoever）在任何时间（whenever）任 何地点(wherever)与任何他人(whomever)进行任何类型(whatever)的信息交换，则 至少通信网络的最后一段必须是移动通信系统。由此可见移动通信在现在及未 来通信中的重要地位。 最新开发的 GSM 控制器可开出基于 GSM 的移动通信的 6 个实验，覆盖了 移动通信课程 GSM 方面的许多重要内容。 通过实验，使学生对 GSM 移动通信原理及系统有全面直观的认识，加深对 移动通信理论知识的理解和掌握；又锻炼增强了研究问题解决问题的实际动手 能力。 完成全部实验需要 GSM 控制器一套和 PC 机一台。 本实验中使用的 GSM 控制器是我们在长期从事有关课程教学及科研的基 础上开发出来的。我们力图在飞速发展的移动通信技术与移动通信基本原理及 用有限经费在实验室内建立能让每个学生动手的实验系统之间找到平衡点。袁 炳洋、仇一费同学等人为实验设备、实验的验证和整理做了大量的工作，在此表 示感谢。 由于水平所限，本实验系统及实验指导书中难免有不妥之处，欢迎读者提出 宝贵意见。 叶林朋 2013 年 7 月 目 录 实验一 GSM 模块 AT 指令的使用.1 一、实验目的 .1 二、实验内容 .1 三、基本原理 .1 四、实验步骤 .5 五、实验报告内容 .7 实验二 GSM 模块用 AT 指令以文本和 PDU 格式发送和接收短消息.8 一、实验目的 .8 二、实验内容 .8 三、基本原理 .8 四、实验步骤 .12 五、实验报告内容 .16 实验三 GSM 模块用集成软件收/发短消息.17 一 实验目的.17 二 实验内容.17 三 基本原理.17 四 实验步骤.17 实验四 基于 GSM 控制器的无线遥测遥控系统.19 一、实验目的 .19 二、实验内容 .19 三、基本原理 .19 四、实验步骤 .21 五、实验报告内容 .21 实验五 基于 GSM 控制器的无线遥测遥控系统监控中心开发.22 一、实验目的 .22 二、实验内容 .22 三、基本原理 .22 四、实验步骤 .23 五、实验报告内容 .23 实验六 基于 GSM 控制器的无线遥测遥控系统监控终端开发.24 一、实验目的 .24 二、实验内容 .24 三、基本原理 .24 四、实验步骤 .24 五、实验报告内容 .25 附件 GSM 控制器介绍.26 实验一实验一 GSM 模块模块 AT 指令指令的使用的使用 一、实验目的一、实验目的 1 了解 GSM 基本原理； 2 掌握 GSM 调试工具的使用； 3 了解 AT 指令基本知识 4 掌握 GSM 控制器的使用； 二、实验内容二、实验内容 通过对 GSM/GPRS 模块输入 AT 指令实现 GSM/GPRS 模块的主叫通话 三、基本原理三、基本原理 1GSM 基础知识 移动通信是当前发展最快、应用最广和最前沿的通信领域之一。通常把移动通信分为 三代：第一代是模拟的无线网络（1G） ；第二代是窄带数字通信（2G） ，包括 GSM、CDMA（IS95）等；第三代是宽带数字通信（3G） ，包括 WCDMA、cdma2000 及 TD-DCDMA 等，支持分组型的业务。 GSM 是 Global System For Mobile Communications 的缩写，由欧洲电信标准组织 ETSI 制订的一个数字移动通信标准，GSM 是全球移动通信系统(Global System for Mobile communications) 的简称。它的空中接口采用时分多址技术。自 90 年代中期投入商用以来， 被全球超过 100 个国家采用。GSM 标准的设备占据当前全球蜂窝移动通信设备市场 80% 以上。 GSM 是一个蜂窝网络，也就是说移动电话要连接到它能搜索到的最近的蜂窝单元区 域。GSM 网络运行在多个不同的无线电频率上。 GSM 网络一共有 4 种不同的蜂窝单元尺寸：巨蜂窝，微蜂窝， 微微蜂窝和伞蜂窝。 覆盖面积因不同的环境而不同。巨蜂窝可以被看作那种基站天线安装在天线杆或者建筑物 顶上那种。微蜂窝则是那些天线高度低于平均建筑高度 的那些，一般用于市区内。微微 蜂窝则是那种很小的蜂窝只覆盖几十米的范围，主要用于室内。伞蜂窝则是用于覆盖更小 的蜂窝网的盲区，填补蜂窝之间的信号空白 区域。 蜂窝半径范围根据天线高度、增益和传播条件可以从百米以上至数十公里。实际使用的最 长距离 GSM 规范支持到 35 公里。还有个扩展蜂窝的概念，蜂窝半径可以增加一倍甚至更 多。 GSM 同样支持室内覆盖，通过功率分配器可以把室外天线的功率分配到室内天线分布 系统上。这是一种典型的配置方案，用于满足室内高密度通话要求，在购物中心和机场十 分常见。然而这并不是必须的，因为室内覆盖也可以通过无线信号穿越建筑物来实现，只 是这样可以提高信号质量减少干扰和回声。 GSM 系统有几项重要特点：防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清 晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低、机卡分离。 2GSM 调试工具使用说明 GSM 调试工具 采用上海龙兰新电子公司开发的 GSM 串口调试软件。该软件不需要 安装，可以直接运行。初始化如图 1-1 所示的界面。 首先要在调试工具中设置 PC 机的串口参数，需要设置的串口参数包括：串口号、串口 波特率并打开串口。 指令区用于手动输入 AT 指令，输入正确的 AT 指令后回车。输入 AT 指令，AT 指令 应答信息显示于接收区。短信区是用于编辑要发送的短信内容，接收区用于显示 AT 指令 的应答信息或者是接收短信内容。 另外软件还配备了一些常用的指令功能，如 SIM 卡、信号、网络、拨号、读来电、挂 机、接听电话、发送短信、读短信、删短信等自动功能。 图 1-1 GSM 调试软件界面图 5GSM-MCU 控制器介绍控制器介绍 GSM-MCU 控制器通过标准 RS232 串行接口与外界的微处理器、单片机、计算机等实 现命令及数据的交互，利用现成的 GSM 无线信道传输信息，不需要投资建设昂贵的无线 传输网络，具有体积小、功耗低、温度范围宽、便于二次开发与集成等特点，广泛用于 GPS-GSM 卫星导航监控系统、遥控遥测系统、无线公话、无线 POS 信用卡确认机、无线 售卖机等任何需要数据无线传输的产品中。 GSM 控制器是我们自己开发设计一款基于 TC35 和 STC 单片机设计的控制器。它具 备 GSM 通信功能和单片机开发板的双重功能，可以用于移动通信的 GSM 实验和单片机实 验。 GSM 通信模块采用 TC35，它是西门子公司出品的工业 GSM 模块，支持中文短信息，工 作在 EGSM900 和 GSM1800 双频段，电源范围为直流 3.34.8V ，电流消耗休眠状 态为 3.5mA，空闲状态为 25mA，发射状态为 300mA(平均)，2.5A 峰值；可传输语音和数 据信号, 功耗在 EGSM900(4 类)和 GSM1800(1 类)分别为 2W 和 1W ，通过接口连接器 和天线连接器分别连接 SIM 卡读卡器和天线。SIM 电压为 3V/1.8V，TC35i 的数据接口 (CMOS 电平)通过 AT 命令可双向传输指令和数据,可选波特率为 300b/s115kb/s，自动 波特率为 1.2kb/s115kb/s。它支持 Text 和 PDU 格式的 SMS(Short Message Service， 短消息)，可通过 AT 命令或关断信号实现重启和故障恢复。中文资料如下： TC35 模块由 供电模块(ASIC)、闪存、ZIF 连接器、天线接口等 6 部分组成。作为 TC35 的核心基带处 理器主要处理 GSM 终端内的语音和数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有模拟和数 字功能。 单片机采用 STC12C5A60S2 系列的 STC12C5A52S2，该系列单片机是宏晶科技生产的 单时钟/机器周（1T）的增强型 8051 单片机，指令代码完全兼容传统 8051，但速度快 8- 12 倍。STC12C5A52S2 内部集成专用复用电路，2 路 PWM，8 路高速 10 位 A/D 转换， 支持 ISP 下载编程，片上集成 1280 字节 RAM，用户应用程序空间达 52k，双串口等。 具体电路原理图和实物功能介绍参考附件。 6AT 指令指令 AT 即 Attention,AT 指令一般应用于终端设备与 PC 应用之间的连接与通信。AT 指令 集是从终端设备（Terminal Equipment，TE)或数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE)向终端适配器(Terminal Adapter，TA)或数据电路终端设备(Data Circuit Terminal Equipment，DCE)发送的。 其对所传输的数据包大小有定义：即对于 AT 指令的发送，除 AT 两个字符外，最多 可以接收 1056 个字符的长度（包括最后的空字符） 。 每个 AT 命令行中只能包含一条 AT 指令；对于由终端设备主动向 PC 端报告的 URC 指示 或者 response 响应，也要求一行最多有一个，不允许上报的一行中有多条指示或者响应。 AT 指令以回车作为结尾，响应或上报以回车换行为结尾。 AT 指令是以 AT 作首， 字符结束的字符串，AT 指令的响应数据包在 中。每个指令 执行成功与否都有相应的返回。其他的一些非预期的信息(如有人拨号进来、线路无信号等)， 模块将有对应的一些信息提示，接收端可做相应的处理。 四、实验步骤四、实验步骤 1. 硬件连接硬件连接 在操作之前需要进行硬件连接： 连接好 GSM 控制器天线； 在 GSM 控制器的 SIM 卡座上插入 GSM 手机 SIM 卡； 用 GSM 控制器专用串口电缆连接 GSM 控制器串口和计算机串口； 在 GSM 控制器上把 S2 拨到 ON ，JP3 跳线设为 1-3,2-4 短接； 检查连接无误后 GSM 控制器接上直流电源（电源适配器，输入 220VAC/50Hz；输 出 914VDC/300mA，内正） ，开启电源开关 S1，再按一下 TC35 模块启动开关 S6 模块开始搜索 GSM 网络，指示灯以 1 秒周期闪亮；搜索到网络后指示灯以 3 秒 周期闪亮； 在计算机上运行 GSM 调试工具，在其界面上选择正确的串口号，设置串口：波特 率（9600） ，并打开串口。 2. GSM 串口设备测试串口设备测试 AT 指令指令 调试工具运行后，在调试工具中输入如下命令测试串口通讯是否正常。 在 AT 指令输入区输入 AT 回车，再接收区返回 AT OK 应答表明串口通讯正常，如果 不能返回 OK 应答，则表明调试工具所设置的波特率和 GSM 模块的波特率不适应，此时 需要修改调试工具的波特率直到能够返回 OK 应答为止。 （1）输入 ATI，返回 GSM 模块的信息。 （2）输入AT+CPIN，返回AT+CPIN ERROR表示没有插入SIM卡，返回READY表示SIM 卡正常。也可以点击左边SIM按键。 （3）输入AT+CSQ，检查信号，+CREG 0，5或者+CREG 0，1才是联上网络。 或点击左边信号按键。 （4）输入AT+COPS，返回网络信息。或点击网络按键。 （5）如果以上都正常，就可以通话测试了。输入ATD号码（这里的号码是同学 实验的手机号码），返回OK说明电话打通了。或者在拨号测试下面的框中填入 你要拨打的号码，再点击拨号测试。 3. 练习测试其他练习测试其他 AT 指令指令 具体的AT指令含义信息请参阅文档资料“AT Command Set.pdf” ，自己试验其他AT指 令。 五、实验报告内容五、实验报告内容 1. 简述 GSM 基本原理以及特点； 2.简述 GSM 模块调试工具的 AT 指令操作方法； 实验二实验二 GSM 模块用模块用 AT 指令以文本和指令以文本和 PDU 格式格式发送和接收发送和接收 短消息短消息 一、实验目的一、实验目的 1了解 SMS 短消息服务的基本知识； 2掌握 PDU 编码的基本知识； 3掌握 AT 指令基本知识； 4掌握 GS 模块用 AT 指令以文本和 PDU 格式发送短消息的方法。 二、实验内容二、实验内容 通过 GSM/GPRS 模块用 AT 指令以文本和 PDU 格式发送短消息。 三、基本原理三、基本原理 1. 短消息业务短消息业务(SMS) 随着 GSM 移动通信网络的迅速普及和竞争的日益激烈，新技术和新业务的开发和应 用已提到十分重要的位置。短消息服务业务(SMS)作为 GSM 网络的一种基本业务，已得到 越来越多的系统运营商和系统开发商的重视，基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来。 短消息业务与话音传输及传真一样，同为 GSM 数字蜂窝移动通信网络提供的主要电 信业务，它通过无线控制信道进行传输，经短消息业务中心完成存储和转发，每个短消息 的信息量限制为 140 个字节。在短消息的可靠传递基础上，GSM 网络与互联网技术的结合 将给目前以提供话音服务为主的 GSM 移动通信网络带来新的生机。 短消息业务包括点对点短消息和小区广播。通常我们所说的短消息主要指的是点对点 短消息。 点对点短消息（Point to Point Short Message）是通过移动通信网的信令信道传送简短 文字信息的业务。有线是通过 7 号信令网，无线是通过 SDCCH（未通话时）或 SACCH（通话中）信道传送。最大消息长度为 140 个字节。 点对点的短消息服务可以实现双向计费性传送。它提供的服务方向可以是固定用户接 向移动用户，或者相反。固定用户不必关注移动用户所在的位置。短消息服务必然导致短 消息服务器的出现，它们是短消息服务中心 SMSC(Short Message Service Centre)或服务中 心 SC(Service Centre)。 GSM 网络中的短消息业务不占用话音通信的信道，费用低廉，对用户极具吸引力。短 消息业务的出现为目前以提供话音服务为主的 GSM 移动通信网络开辟了一个全新的服务 领域。 短消息业务具有以下特点： 短消息传输速率低，适合于简短信息的传送。它既是电信业务，也可以 通过短信中心与增值业务平台相连作为增值服务的载体。 短消息需要在短信中心存储转发，实时性较弱（即存在时延） 。 短消息的传送占用了控制信道，在业务量较高时，会受到无线信道的能 力限制。 短消息的技术最成熟，对网络改造较小，实现业务比较容易。 利用短信可以实现一些增值业务，如信息点播、交易服务（股票交易、手机 银行等） 、定位业务、话费催缴、查询业务及无线遥测遥控等。 2短消息编码短消息编码 对于 SMS 编码，ESTI 制定了详细的规范，即 GSM 03.40 和 GSM 03.38。有两种方式 来发送和接收 SMS 消息：文本(TEXT)模式或者 PDU（protocol description unit）模式。 文本模式只能发送普通的 ASCII 字符，而要发送图片、铃声、其它编码的字符（如中文） 就必须采用 PDU 模式。PDU 模式被所有手机支持，可以使用任何字符集，这也是手机默认 的编码方式。 PDU 模式中，可以采用三种编码方式来编码要发送的内容，分别是 7-bit 编码、8-bit 编码、16-bit 编码。7-bit 编码用于发送普通的 ASCII 字符，它将 7-bit 的 ASCII 字符编码成 8-bit 的数据，每 8 个 ASCII 字符可”压缩”成 7 个字节；8-bit 编码通常用于发送数据消息， 比如图片和铃声等；而 16-bit 编码用于发送 Unicode 字符。在这三种编码方式下，可以发 送的最大字符数分别是 160、 140、 70（这里将一个英文字母、一个数据字节和一个汉 字都视为一个字符） 。若要发送中文，必须采用 PDU 模式的 Unicode（UCS2）编码方式。 所谓 UCS2 编码，是将单个的字符(1-2 个字节)按 ISO/IEC10646 的规定，转变为 16 位的 Unicode 宽字符。即将单个的字符转换为由四位的0-9、 A-F的数字和字母组成的 字符串。通过 UCS2 编码我们得到中文 Unicode 码，接着就可以进行发送 PDU 串的编制 了。从表面上看，PDU 串是 ASCII 码串，同样由0-9、 A-F这些数字和字母组成。它 们是 8 位字节的十六进制数，或者 BCD 码十进制数。PDU 串除了包含所发送的消息本 身外，还包含很多其它参数信息，如服务中心号码、目标号码和编码方式等。 利用随系统提供的 Unicode 编码查询软件”unicode 代码查询.exe”查询汉字的 Unicode 编码如图 2-1 所示。 图 2-1 汉字转换工具 PDU 串不仅包含可显示的消息本身，还包含很多其它信息，如 SMS 服务中心 （SMSC）号码、目标号码、回复号码、编码方式和服务时间等。发送和接收的 PDU 串， 结构是不完全相同的。下面举例说明： 例例 1 发送英文短信：收方号码是消息内容是”Hello!”。 输入 AT+CMGS=,直接输入发送短消息内容 Hello!，回车收到 +CMGS：151，发送成功。 例例 2 发送中文短信：收方号码是消息内容是”你好”。 先进行 PDU 编码，如下图所示。输入 AT+CMGS=19，直接把 PDU 码复制到指令区 回车，等收到+CMGS：152。说明短信发送成功，152 是 SIM 卡里已经发了多少条短信， 值会变的。 图 2-2 汉字“你好”转换 3短消息相关短消息相关 AT 指令集指令集 与 SMS 有关的 GSM AT 指令（from GSM07.05）如表 1 所示： 表 1 相关的 GSM AT 指令 AT 指令指令说明说明AT 指令指令说明说明 AT+CMGCSend an SMS command（发出一条短 消息命令） AT+CMGDDelete SMS message（删除 SIM 卡 内存的短消息） AT+CMGFSelect SMS message formate（选择短消息信 息格式：0-PDU;1-文本） AT+CMGLList SMS message from preferred store（列出 SIM 卡中的短消息 PDU/text: 0/“REC UNREAD”-未读， 1/“REC READ”-已读，2/“STO UNSENT”-待发，3/“STO SENT”- 已发，4/“ALL”-全部的） AT+CMGRRead SMS message（读 短消息） AT+CMGSSend SMS message（发送短消息） AT+CMGWWrite SMS message to memory（向 SIM 内存中 写入待发的短消息） AT+CMSSSend SMS message from storage（从 SIN|M 内存中发送短 消息） AT+CNMINew SMS message indications（显示新收到 的短消息） AT+CPMSPreferred SMS message storage（选 择短消息内存） AT+CSCASMS service center address（短消息中心地 址） AT+CSCBSelect cell broadcast messages（选 择蜂窝广播消息） AT+CSMPSet SMS text mode parameters（设置短消息 文本模式参数） AT+CSMSSelect Message Service（选择短消 息服务） 注：更详细的 AT 指令可以参考随系统提供的的文档资料“AT Command Set.pdf” 。 四、实验步骤四、实验步骤 1. 硬件连接和测试串口 同实验一。 2. 以文本格式发送短消息 图 2-3 以文本格式发送短消息 测试串口 输入：AT ，点击”手动发送 AT 指令”按钮 返回：OK ，串口通讯正常 (2)设置短信中心号码 输入：AT+CSCA=+8613800270500 为 GSM/GPRS 模块所插入的 SIM 卡归属地短信中心号码，本例中为中国移 动武汉地区短信中心号码。各地短信中心号码不同，一般情况是将武汉短信中心号码中的 武汉长途区号 027 换成当地的长途区号，详情请咨询本地 10086。) 点击”手动发送 AT 指令” 按钮 返回：OK (3)设置为文本模式 输入：AT+CMGF=1 点击”手动发送 AT 指令” 按钮 返回：OK (4)输入对方手机号码 输入：AT+CMGS=对方手机号，点击”手动发送 AT 指令” 按钮 返回： (5)输入要发送的信息内容 在发送区输入：HELLO! 按”CtrlZ 发送短信”按钮发送短消息内容 返回：+CMGS:126 (126 为发送短消息序号，每次不同) OK 发送成功,对方手机收到”HELLO!”内容的短消息 PDU 格式发送短消息 图 2-4 以 PDU 格式发送内容为“你好！ ”的短消息 例 1.以 PDU 格式发送短消息”你好！”(Unicode 码为 4F60597D0021) (1) 测试串口 发送：AT 返回：OK (2) 设置短信中心号码 发送：AT+CSCA=+8613800270500 返回：OK (3) 设置短信格式为 PDU 格式 发送：AT+CMGF=0 返回：OK (4)发短信 发送：AT+CMGS=021 021（十进制数）表示 TPDU 的长度为 21 个字节，不包含下述 PDU 格式短信前面 SMSC 地址 返回： (5) 输入 PDU 格式的短信：有两种方式 在发送区输入： 0891683108200705F011000D91683178219578F8000800064F60597D0021 再点击”CtrlZ 发送短信”发送短消息。 在发送区输入： 0011000D91683178219578F8000800064F60597D0021 再点击”CtrlZ 发送短信”发送短消息。最前面两位 00 表示 SMSC 地址字节 长度为 0，则 SMSC 地址格式及地址都不再重发（第（2）步已发过） 。 (6) 短消息发送成功 等待短消息发送成功，发送成功后返回如下信息： +CMGS: 127 (127 为发送短消息序号，每次不同) OK 第种 PDU 格式的短信字符串解析如下： 08：SMSC 地址字节长度（包含 91） 91：SMSC 地址格式（国际格式：即号码前面有+） 683108200705F0：武汉移动 SMSC 地址（8613800270500） 11：基本参数 00：消息基准值 TP-MR 0D：目标地址数字个数（十六进制，不包含下述目标地址格式 91） 91：目标地址格式（国际格式：即号码前面有+） 683127309281F9 ：目标地址（8613720329189） 00：协议标示 TP-PID（普通 GSM 类型，点到点方式） 08：用户信息编码格式 TP-DCS（08 表示 UCS2 编码） 00：有效期 TP-VP 06：用户信息长度 TP-UDL (十六进制)，6 个字节 4F60597D0021 ：用户信息”你好！” SMSC 地址 TPDU 例 2.以 PDU 格式发送短消息”你好吗？”(Unicode 码为 4F60597D5417FF1F) (1)(3)同例 1。如果紧接着例 1 做实验，(1)(3)步不必重做 (4)发短信 发送：AT+CMGS=023 023（十进制数）表示 TPDU 的长度为 23 个字节，不包含下述 PDU 格式短信前面 SMSC 地址 返回： (7) 输入 PDU 格式的短信 在发送区输入： 0891683108200705F011000D91683178219578F8000800084F60597D5417FF1F 再点击”CtrlZ 发送短信”发送短消息； (8) 短消息发送成功 等待短消息发送成功，发送成功后返回如下信息： +CMGS: 128 (128 为发送短消息序号，每次不同) OK 3参考发送短消息的操作过程，请自己完成接收短消息的操作。 （1）输入合适的 AT 指令，测试串口。 （2）输入合适的 AT 指令，设置短信中心号码。 （3）输入合适的 AT 指令，设置以文本格式/PDU 格式接收短消息。 （4）输入合适的 AT 指令，设置短消息到达提示。 （5）输入合适的 AT 指令，设置短消息存储于 SIM 卡。 （6）解读收到的短信到达提示，然后输入合适的 AT 指令读短信息。 五、实验报告内容五、实验报告内容 1简述短消息业务基本原理 2简述短消息 PDU 编码格式 3简述短消息文本格式和 PDU 格式发送接收过程 实验三实验三 GSM 模块用集成软件收模块用集成软件收/发短消息发短消息 一一 实验目的实验目的 1. 了解 SMS 短消息服务的基本知识 2. 掌握 GSM/模块用集成软件收/发短消息的方法 二二 实验内容实验内容 通过 GSM 模块用中国移动随 e 行集成软件收/发短消息 三三 基本原理基本原理 见实验二。 四四 实验步骤实验步骤 GSM 模块的硬件连接同实验一。 许多集成软件可以实现收发短消息功能，集成软件将收发短信的 AT 指令封装在一起 通过点击相应的按钮实现便捷的操作。中国移动随 e 行软件是其中最具有代表性的一个。 用中国移动随 e 行收发短信的步骤如下。 关闭实验一及实验二中打开的 GMS 模块调试工具 V1.0 软件。 2运行中国移动随 e 行客户端软件，出现图 3-1 界面，再点击“短信” 。 图 3-1 中国移动随 e 行客户端 3. 串口设置 图 3-2 串口设置 4. 点击，在弹出的界面中写短信，然后点击”发送”按钮发送。 图 3-3 发送短信 5. 当模块接收到短消息时将出现图 3-4 所示到达提示，点击”是”接收新短消息。 图 3-4 新短信到达提示 五、实验报告内容 1简述短消息业务基本原理。 2简述通过 GSM 模块用中国移动随 e 行集成软件收/发短消息的过程。 实验四实验四 基于基于 GSM 控制器的无线遥测遥控系统控制器的无线遥测遥控系统 一、实验目的一、实验目的 了解基于 GSM 控制器的无线遥测遥控系统的构成及工作原理。 二、实验内容二、实验内容 1了解基于 GSM 控制器的无线遥测遥控系统的构成及工作原理。 2无线遥控：由监控中心发控制命令，控制监控终端的被控制对象完成相应动作， 实现远程无线遥控。 3无线遥测：监控终端将被监测对象的状态及参数，主动(被监测对象状态或参数变 化后)或被动(监控中心查询时)上传给监控中心，实现远程无线遥测。 三、基本原理三、基本原理 GSM 监 控 终 端 GSM 模 块 监 控 中 心 GSM 模 块 图 4-1 基于 GSM/GPRS 模块的无线遥测遥控系统 图 4-1 是基于 GSM/GPRS 模块的无线遥测遥控系统的方框图。用户监控终端(可以有多 个)及监控中心(一般只有一个)两端的 GSM/模块通过 GSM 系统的信令通道以短消息方式双 向传输数椐，实现监控中心对监控终端的无线遥测遥控。 GSM 模块以短消息方式双向传输数椐的原理见实验二及实验七。监控终端的框图见图 4-2。它是一个单片机系统，主要包括以下几部分： (1).单片机 MCU。 (2).人机介面：按钮及显示器。 (3).RS232 串行通行接口(接至 GSM 模块)。 (4).用户自定义数椐存储器。非易失性存储器(E2PROM 或 FLASH 存储器)，用来存储 用户定义的各输入/输出端口性质、参数及输入/输出数据，及其它用户定义数据。 (5).模拟量输入及 A/D 转换端口、D/A 转换及模拟量输出端口，开关量输入/输出端口。 监控中心可以是 PC 机，也可以是与监控终端类似的单片机系统，最简单的方式是采用 GSM 手机(包含了监控中心及 GSM/GPRS 模块二者功能)。 监控中心及监控终端各自通过 RS232 串口，与相连的 GSM 模块之间传输 AT 指令、 相关数椐及作为遥测遥控数椐的短消息数椐，再由 GSM 模块通过 GSM 网络短消息通道将 遥测遥控短消息数椐传到对方。监控终端收到监控中心的短消息后，首先核对短消息中包 含的发短信方的身份(号码)，确认对方为监控中心后再按短消息数椐的控制命令执行相应 控制操作，然后回复短消息给监控中心报告已收到并执行控制命令，实现远程无线遥控。 监控终端将被监测对象的状态及参数，主动(被监测对象的状态或参数变化后)或被动(监控 中心查询时)用短消息上传给监控中心，实现远程无线遥测。 本实验系统实际采用的设备是，用做实验同学自己的 GSM 手机作为监控中心(包含了 图 4-1 监控中心及 GSM 模块二者功能)；我们的 GSM 控制作为监控终端（包含监控终端 盒 GSM 模块） 。 模拟信号输出 LCD 显示器 MCU RS- 232 串行 通讯 接口 用户自定义数据 存储器 开关量输入/输出 现场操作按钮 模拟信号输入 图 4-2 监控终端方框图 四、实验步骤四、实验步骤 1. 选择一部 GSM 手机作为监控中心。建议用同学们自己的中国移动或者中国联通号 码。 2选择一个 GSM 控制器作为监控终端。插入 SIM 卡，连接好与计算机的串口线； 把 S2 拨到 12，JP3 跳线设为 3-5,4-6 短接（下载模式） ；开启电源，开启 GSM 网络。 3在计算机上运行 STC12C5A52S2 单片机下载软件 STC-ISP，在其界面上选择正确 的 MCU Type，打开程序文件（下载的 HEX 文件） ，选择串口号和波特率，点击 DOWNLOAD 下载。STC 单片机一般都是在上电的时候才能进入烧写状态，因此关闭电源 后再开启电源。 4烧写成功后将 S2 拨到 ON 状态，JP3 跳线不做任何短接（GSM-MCU 连接模式） ， 来测试单片机实现的功能。 5测试功能 （1）用手机给 GSM 控制器中的手机号发送短信息内容为“openjdq1”,则 GSM 控制 器上的第一个继电器 RY1 吸合; （2）用手机给 GSM 控制器中的手机号发送短信息内容为“openjdq2”,则 GSM 控制 器上的第一个继电器 RY2 吸合; （3）用手机给 GSM 控制器中的手机号发送短信息内容为“closejdq1”,则 GSM 控制 器上的第一个继电器 RY1 断开; （4）用手机给 GSM 控制器中的手机号发送短信息内容为“closejdq2”,则 GSM 控制 器上的第一个继电器 RY2 断开; （5）发送其他内容的短信息，GSM 控制器无任何响应。 （6）按下 S5，监控中心（手机）接收到监控终端发过来的当前温度信息。 五、实验报告内容五、实验报告内容 1列出实验结果，简述基于 GSM 控制器的无线遥测遥控系统工作原理。 实验五实验五 基于基于 GSM 控制器的无线遥测遥控系统控制器的无线遥测遥控系统监控中心开发监控中心开发 一、实验目的一、实验目的 了解基于 GSM 控制器的无线遥测遥控系统的工作原理及相关硬件及软件，熟悉该系 统监控中心 PC 机程序的设计及开发。 二、实验内容二、实验内容 设计开发基于 GSM 控制器的无线遥测遥控系统的监控中心 PC 机程序。 三、基本原理三、基本原理 图 5-1 是基于 GSM 控制器的无线遥测遥控系统的方框图。 用户监控终端(可以有多个)及监控中心(一般只有一个)两端的 GSM 模块通过 GSM 系 统的信令通道以短消息方式双向传输数椐，实现监控中心对监控终端的无线遥测遥控。 监控中心可以是 PC 机，也可以是与监控终端类似的单片机系统，最简单的方式是采 用 GSM 手机(包含了监控中心及 GSM/GPRS 模块二者功能)。 监控中心及监控终端各自通过 RS232 串口，与相连的 GSM 模块之间传输 AT 指令及 作为遥测遥控数椐的短消息数椐，再由 GSM 模块通过 GSM 网络短消息通道将遥测遥控短 消息数椐传到对方。监控终端收到监控中心的短消息后，首先核对短消息中包含的发短信 方的身份(号码)，确认对方为监控中心后再按短消息数椐的控制命令执行相应控制操作， 然后回复短消息给监控中心报告已收到并执行控制命令，实现远程无线遥控。监控终端将 被监测对象的状态及参数，主动(被监测对象的状态或参数变化后)或被动(监控中心查询时) 用短消息上传给监控中心，实现远程无线遥测。 实验四中采用 GSM 手机作为监控中心(包含了图 5-1 中监控中心及 GSM/GPRS 模块二 者功能)，本实验用 PC 机作为监控中心，用串口与 GSM 摸块相连，构成图 8-1 的无线遥 测遥控系统，由同学设计开发 PC 机程序实现实验四中所有的无线遥测遥控功能。 GSM 监控 终 端 GSM 模块模块 SWS 监控 中 心 GSM 模块模块 SWS 图 5-1.基于 GSM/GPRS 模块的无线遥测遥控系统 四、实验步骤四、实验步骤 1、由实验实验四熟悉由 PC 机控制 GSM 模块收发短信的常用 AT