内置TCPIP协议的GPRS模块的应用[J]

1、内置tcp/ip协议的gprs模块的应用杜査,李波（武汉理工大学自动化学院，湖北 武汉430070）摘要：本文首先介绍了内置tcp/ip协议的sim100模块，并给出了 simi00的硬件组成的部分参考 电路以及如何通过at指令操作sim100接入gprsc在此基础上把sim100应用于远程家居电器的 控制系统，实践证明把sim100作为微处理器的辅助器件，可以更简单的实现无线互联网的接入。 关键词：gprs ； sim100 ； at指令中国分类号：文献标识码：a引g随着gprs技术在无线通信领域的发 展,gprs itkklem 作为 gprs 在 internet 的 pc机终端己取得了

2、越来越广泛的应用。相 应的，在单片机系统中运用gprs modem实 现internet接入也开始为人们所重视°gprs 可以发挥永远在线、快速沓录、按流量计费 等优势。如果无线传输的仅仅只是低速数 据，用成本较高的pc机來控制则成本过 高。现在，大部分都是使用不内置tcp/ip 协议的gprs模块（如西门子的mc35）, 这就需要在系统中另外加入tcp/ip协议， 一般的做法是口己编写，或者使用操作系统 再加入协议。木文使川的sim100是simcom公司 推出的内嵌tcp/ip协议gprs模块。比起 没有内置协议的模块，s1m100使用起來更 方便，并可以缩短开发周期。1sini

3、100模块的接口山sim100模块为川户提供了功能完备 的系统接口，在较短的研发周期内，就可集 成自己的应用系统。川户的工作主要集屮在 控制系统和人机界血方面。sim100模块与 应用系统的连接接口主要提供外部电源、 rs-232串口、sim 接口和音频接口。1.1电源接口sim100模块使用锂电池、银氢电池或 者其他外部直流电源供电，电源电压范围 为：3.3v4.6v,电源应该具有至少2a的峰 值电流输出能力。vdd_ext电压用于保证 模块与外部数字接口的电平匹配，vana 用于给音频电路提供电源。其电源参考电路图如2voo.cxn图1电源设计参考电路1.1串行接口sim100提供标准的r

4、s-232串行接 口，用户可以通过串行口使用at命令完成 对模块的操作。在应用设计中，当mcu需要通过串口 与模块进行通讯时，可以只用三个引脚： txd、rxd和gnd；但当需要通过模块上 网时，应该尽量使用全部的串口信号引脚， 包括：dtr、rts、dcd、cts、dcd、 txd、rxd、rl、gndo其中ri变化是表 示有来电呼入，可以连到mcu的中断引 脚，或者连到mcu的其他输入引脚供mcu 杳询其状态。当模块需要与pc通讯时需要电平转换，与pc类标准串行口的参考接 口电路如下：£cl5 二三三一亠一.亠一.八05imos009raout /onijxmip-图2与计算机的

5、参考串口电路图1.3 sim 卡接口模块支持外部sim卡，可以直接与3.0v sim 卡或者1.8v sim 卡连接,并自动 监测和适应sim卡类型sim卡接口如下表所示：针编号针名功能19sim_vddsim卡电源电压输出21simj/osim卡输入输出数据接口23sim_clksim卡时钟25sim_rstsim卡复位信号sim卡连接的参考电路如f: 1卜1-cl*i/o ehm mlrvni(s0a<vf«5图3 sim卡连接的参考电路另外，stm100还提供许多其它的接口， 用户可以根据系统的配置来增加功能，例如 输入输出接口和网络指示灯、spi lcd接口、 蜂鸣器、

6、音频通道、键盘等等。2. at指令控制sim100接入gprs2.1 at指令简介“at指令集”一般指专门川来控制 调制解调器的指令集。该指令集一开始山美 国hnyes公司推出，专门用于数据传输通信 领域，目前c成为全球通用的标准，任何与 hayes兼容的调制解调器都可使用这些指 令。at指令是以at开头，<cr>< lf>结尾 的特定字符串，at后跟的字母和数字表明 m指令的具体功能。m指令特点：(1) 几乎所有的at指令(除了 “a/”及 “+”两个指令除外)都以一个特定的“命令前缀”开始，以一个命令结束标志符结束。 命令前缀一般山at两个字符组成，命令结 束符通常

7、为<cr>< lf>o(2) 每一条at指令执行完后，调制解调 器都会返回一个结果，以对接收到的命令作 出应答。指令集分成标准at指令集(standard v.25ter at commands)、at 增强指令集(at commands for enhanced functions )、传真指 令集(at commands for fax)等，根据具体 的产品，不同的厂商还会设计特姝的指令集 供设置使川：如本系统中使丿i的无线gsm 模块，根据 etsi-gsm07.07 和 etsi-gsm07.05协议，给调制解调器增加了 -些扩充指令。2.2 建立gprs连接在

8、本系统中，需要利用tcp/udp协议 來完成gprs业务数据的装帧和拆帧。 simi00 gsm/gprs 模块内嵌有 tcp/udp 协议，微处理器向该模块直接发送at指令 可建立tcp/ip连接实现数据传输。下而是 模块的一些初使设置：1、置通信波特率。对以使用 at+ipr= 115200命令，把波特率设为 !15200b/s或者其他速率o s1mcom模块默 认为 115200b/so2、置接入网关。通过at+ cgdcont=1, “ip” , “cmnet”命令设置gprs接入网关为移动梦网。3、设置移动终端的类别。通过 at+cgclass二“b”设置移动终端的类别 为b类即同时

9、监控多种业务，但只能运 行一种业务，即在同一时间只能使用gprs 上网，或者使用gsm的语音通信。4、测试gprs服务是否开通。使用 at+cgact=1,1命令激活gprs功能。如 果返回ok,则gprs连接成功；如果返 回“error”，则意味着gprs失败。这 时应检查一下sim卡的gprs业务是否 已经开通，gprs模块天线是否安装止确等 问题。2.3 tcp/udp连接举例通过tcp的连接：命令 at+cipstart二 ” tcp", ”61.135.4&9”，° 2020 °(连接 server)返回ok连接成功返冋connect ok命令

10、at+cipsend>hcilo everyone!（向 server 发送数据” hello every one! ” ,ip=61.135.48.9,port=2020） 返回ok命令at+cipclose（关闭连接）返回ok命令at+cipshut（关闭移动场景）返回ok通过udp的连接：命令at+cipstart二 “ udp ” , “61.135.48.9 ”，“3030“（连接 server）返回 ok连接成功返冋udp connect ok 命令 at+cipsend>hello everyone! （向 server 发送数据"hello everyon

11、e!v,ip=61.135.4&9 port=2020）返回 ok命令 at+cipclose（关闭连接）返回 ok下血给出发送数据程序流程图：幵始结束图4发送数据程序流程图3 sim100的典型应用sim100模块可以应用于很多的远程监 控系统中，下而的例子是其在远程家居电器 控制中的应用。此系统的控制思路是客户机通过 sim100接受来自internet的控制数据，通过sim100at89c51串口传送给at89c51lm,单片机分析数据 来源，如果合法（包括来源合法数据结构合 法）就驱动执行机构来控制家中电器或反馈 电器的状态信息，其系统框图如下:典行图5关键部分的电路框图图6接

12、受执行的软件流程图发送数据的程序可以参考图4。整个系 统rh于采用了 sim10o模块，大大的减小了 系统资源的开销，因此町以根据应用的实际 耍求来构婕系统，而不必为实现tcp/ip协 议选用性能和价格都更高的微处理器英至 是存储器。软件部分的工作重心主要放在控 制部分，以缩短研发周期。4总结市场上有很多gprs模块可供选择, 有的适用于工业及车载高町靠场合，当然价 格也更高。但在一般的丄业及午载应用中， 如果用户对成本较敏感，则可以选用 simoom的sim100,其在功能，性能和价格 三方面都做了很好的折中，尤其是内置了 tcp/ip协议，使得软件部分的工作量减少, 对于不盂要操作系统的简

13、单应用十分适合， 可以有效的降低成本，缩短研发周期。参考文献：1 simcom,sim 100 user guide。20032 simcom , sim 100 at command seto 20033 王幸之，钟爱琴，王雷.at89系列单片 机原理与接口技术m.北京：北京航空 航天大学出版社，2004.4 王俊佳，杨建红.基于gprs的远程监 系统应用初探j.四川林业科技， 2005,8:75-77the application of gprs module embedded tcp/ip protocoldu yao, li boabstract: the sim 100 gprs module embedded tcp/ip protocol is introduced in this paper first, then part of the reference circuit of the hardware of the sim 100 and how to connect simkx） with the gprs by using at command are presented base on the above, using sim 100 in the control system of home electric equipments for long d