GSM_GPRS移动通信实验指导书1

1、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I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

2、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II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

3、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 .

4、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 .24III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.261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

5、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

6、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

7、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。2GSM 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

8、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。3图 1-1 GSM

9、 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4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

10、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/s115

11、kb/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 805

12、1，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 Cir

13、cuit 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5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

14、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 GS

15、M 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。6（2）输入AT+CPIN

16、，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7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。

17、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；8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

18、 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

19、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

20、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9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

21、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

22、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

23、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10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

24、 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

25、经发了多少条短信，值会变的。11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 prefer

26、red store（列出 SIM 卡中的短消息PDU/text: 0/“REC UNREAD”-未读，1/“REC READ”-已读，2/“STO 12UNSENT”-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 mess

27、age 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

28、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13 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

29、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14 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：A

30、T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=021021（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：15(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：0011000D91683178219578F

31、8000800064F60597D0021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-MR0D：目标地

32、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-VP06：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TPDU16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

33、，(1)(3)步不必重做(4)发短信发送：AT+CMGS=023023（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)OK3参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

34、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172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18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 GS

35、M/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1

36、9 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。202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。 21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

37、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

38、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：22(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

39、 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

40、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MCURS-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2324四、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-

41、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）

42、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

43、原理。25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。

44、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

45、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26四、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 指令的用法，掌握

46、PC 机与 GSM 通讯的原理。2、用 PC 机作为监控中心，用 GSM 控制器专用串口电缆（黑色，GSM/GPRS 模块端为 15 针挿头，另一端为 9 孔挿头）将 GSM 控制器串口与 PC 机的串口连接，构成图 8-1所示的无线遥测遥控系统的监控中心子系统。按实验一七的方法，运行 GPRS MODEM 调试工具 V1.0，用 AT 指令以文本格式收发表 5-1 所示短信，实现实验五中所有的无线遥测遥控功能。3、用 VB 语言设计开发 PC 机程序，实现实验五中所有的无线遥测遥控功能。五、实验报告内容五、实验报告内容给出设计开发的基于 GSM 控制器的无线遥测遥控系统的监控中心 PC 机程

47、序，包括可执行程序、源程序（带详细注释）及工作原理说明。27实验六实验六 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终端开发监控终端开发一、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，熟悉该系统监控终端的程序设计及开发。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终端程序。三、基本原理三、基本原理图 6-1 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

48、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

49、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。四、实验步骤四、实验步骤1、根据实验 5 的功能进行程序需求等前期设计；GSM监控终 端GSM 模块模块SWS监控中 心GSM 模块模块SWS图 6-1.基于 GSM/GPRS 模块的无线遥测遥控系统282、在 KEIL 环境下编程，建议采用 C 语言；3、参考实验 5，搭建测试平台，验证实现的功能。五、实验报告内容五、实验报告内容给出设计开发的基于 GSM 控制器的无线遥测遥控系统的监控中心 PC 机程序，包括可执行程序、源程序（带详细注释）及工作原理说明。29附件附件 GS

50、M 控制器介绍控制器介绍GN DGN DP201122334455667788991010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525262627272828292940403939383837373636353534343333323231313030B+B+B+B+B+GN DGN DGN DGN DGN DPO WER _IPO WER _IVD D_OAK U_TE MP_ IOIGT _IDS R_OMICN2MICP2MICN1MICP1EPN1EPP1EPN2EPP2Syn ohon izatio nPo

51、w er_D ownRT C_Baok upCC GNDCC VCC_ OCC CLK_ OCC IO_IOCC RST_ OCC IN_IDC D_ODT R_IRT S_ICT S_OTX D_IRX D_ORIN G_OJ8TC 35/GT M90 0-40PTX D2RX D2C_R ETC_IOC_C LKGN DsysnoGN DIGT162738495J7DB 9GN DRX D_PTX D_PGN DA0A1A2GN D SD ASCLWPVC CU4AT 24C0 1R41KR51KSCLDA TAEA /VP31X119X218RE SET9RD17WR16INT 012I

52、NT 113T014T115P10 /T1P11 /T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSE N29AL E/P30TX D11RX D10VC C40GN D20U3stcGN DR810KC1130pC1230pGN DGN DDA TASCLA0A1A2A3A4A5A6A7123456789J21k * 8RX D1GN DT1GN DHS KBE LLWRRDX2X1RE SETPSE NAL EDA TASC

53、LA7A6A5A4A3A2A1A0P20P21RSR/WC0C1C2ETX D1RX D1HS KBE LLIGTT1WRRDTX D1RX D1VC CU6BE LLBE LLC1+1V+2C1-3C2+4C2-5V-6T2O UT7R2IN8VC C16GN D15T1O UT14R1IN13R1O UT12T1IN11T2IN10R2O UT9U5MA X232TX D3RX D3TX D_PRX D_PR104k 7GN DC0GN DC1GN DC_IOC_R ETC_C LKC14224GN DR910KRX D1TX D3S9SW -PBS8SW -PBS7SW -PBRY 2R

54、151KGN DRSER/WGN D12345678910111213141516J9LC D_16 02A0A1A2A3A4A5A6A7GN DGN DGN D+5+5+5+5+5+5+5+5+5+5+5TX D2RX D2TX D1RX D1下下下232 下下下下+5+5GN DR1710KGN DC2+5RSR/WER1110kC101uFC81uFC91uFC61uFC71uFR124.7 k123J10DS 18B20T1C0C1C2P20P21123RY 1R141KGN D+5+5R1610K456P21123456J11下下下下下123456sysnoGN DR131KVin1

55、FB4Vo ut2GND5ON /OFF3U2LM 2576123J1PO WERS1GN DGN DGN DGN DGN DD2IN5 820L2100 uH+C1100 uF/25 V+C4100 0uF/2 5VC3104+5Vin1FB4Vo ut2GND5ON /OFF3U1LM 2576GN DGN DGN DGN DD1IN5 820L1100 uH+C5100 0uF/2 5VC2104+5R32K 4R11KVC CR21KD3LE DRX D3GN DS6IGTD4LE DIGTP10P11P12P13P14P15P10P11P12P13P14P15+C1310u FS5R

56、E SETY111.0592123456JP2SIMC_INC_IN12345678J3P112345678J4P312345678J5P012345678J6P21243S2MC U下GS M12345678910JP1ISP下下GN D+5RE SETDA TASCLP15EEbBCCQ1PN PQ2PN PQ3PN P123456JP3STC 下下 下下下下TX D1TX D1C_V CCC_V CC30该 GSM 控制器可以实现 GSM 通信，包括本地通信（GSM 模块与 PC 机的通信、GSM 模块与控制器上单片机的通信） 、远程通信（两个控制器之间的通信，控制器与手机通信） ；还具

57、备了单片机开发板的功能。具体资源介绍如下。1、GSM 模块选用西门子的 TC35 或者 TC35I，通过它实现 GSM 通信和 AT 指令的本地测试。31GN D1122334455667788991010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525262627272828292940403939383837373636353534343333323231313030B+B+B+B+B+GN DGN DGN DGN DGN DPO WER _IPO WER _IVD D_OAK U_TE MP_ IOIGT _IDS

58、R_OMICN2MICP2MICN1MICP1EPN1EPP1EPN2EPP2Syn ohon izationPow er_D ownRT C_Baok upCC GNDCC VCC_ OCC CLK_ OCC IO_IOCC RST_ OCC IN_IDC D_ODT R_IRT S_ICT S_OTX D_IRX D_ORIN G_OJ8TC 35/GT M900 -40PTX D2RX D2C_R ETC_IOC_C LKGN DsysnoGN DIGTVC CC_IOC_R ETC_C LKC14224GN DR910KsysnoGN DR131KS6IGTD4LE D123456JP

59、2SIMC_INC_INC_V CCC_V CC其中 J8 为接口，S6 是 GSM 启动按键，JP2 为 SIM 卡接口，D4 是 GSM 状态指示灯。322、串口电路实现 GSM 或者单片机与上位机（PC 机）的串口通信。162738495J7DB 9GN DRX D_PTX D_PGN DC1 +1V+2C1 -3C2 +4C2 -5V-6T2 OUT7R2 IN8VC C16GN D15T1 OUT14R1 IN13R1 OUT12T1 IN11T2 IN10R2 OUT9U5MA X23 2TX D3RX D3TX D_PRX D_P+5+5下下下232 下下下下GN DGN DC1

60、 01uFC81uFC91uFC61uFC71uF3、跳线接口电路，实现串口、GSM 模块、单片机直接的电路连接切换。RX D1RX D1TX D3TX D2RX D2TX D1RX D1RX D31243S2MC U下GS M123456JP3STC 下下 下下下下TX D1TX D1（）PC 机单独与单片机连结，将 JP3 的外面 5 与 3 短路，里面的 4 与 6 短路，通过串口连上 PC 就可以与单片机进行通信了，也就是两跳线短在下面的两对点上。 这样就可以做单片机与通信测试，或者 STC 单片机烧写程序。33（）PC 机与 GSM 模块单独通信，将 S2 拨到 ON 状态，JP3