【正文】 ............................... 19 前面板 .............................................................................................................. 19 程序框圖設計 ................................................................................................... 20 最終程序（函數(shù)面板部 分） .............................................................................. 25 程序調試方法 .............................................................................................................. 25 第三章 無線通訊模塊的設計與開發(fā) .......................................................................................... 27 硬件介紹及原理圖 ...................................................................................................... 27 硬件體系結構介紹 ............................................................................................ 27 硬件介紹 .......................................................................................................... 27 硬件接口設計 ............................................................................................................. 30 電源接口 .......................................................................................................... 31 串行接口 ......................................................................................................... 31 SIM 卡接口 ....................................................................................................... 32 硬件各模塊電路設計 .................................................................................................. 33 穩(wěn)壓模塊 ......................................................................................................... 33 單片機控制模塊 ............................................................................................... 34 MAX232 控制模塊 ............................................................................................ 35 硬件實物圖 ...................................................................................................... 37 第四章 AT 命令與系統(tǒng)調試 ....................................................................................................... 38 命令 ....................................................................................................................... 38 AT 命令簡介 ..................................................................................................... 38 本設計用到的 AT 命令 ...................................................................................... 39 程序運行步驟及結果 .................................................................................................. 40 系統(tǒng)流程 .......................................................................................................... 40 檢測串口 .......................................................................................................... 41 GSM 模塊測試 .................................................................................................. 41 無線通信平臺呼叫實現(xiàn) ..................................................................................... 42 第五章 總結 ............................................................................................................................. 43 參考文獻 .................................................................................................................................. 44 致謝 ......................................................................................................................................... 45 1 第一章 前言 課題的研究目的及其意義 本設計的研究背景：隨著 3G 的推出， GSM 逐漸 退出了市場主流，特別是對于 2020年來說，人們提到的關于通信的話題，絕大部分都是關于 3G 或者是 4G， 但是對于 GSM來說，它的優(yōu)點還是存在的，特別是現(xiàn)在 3G 還未成熟。 GSM 還依舊是市場的主流。對于研究 GSM 還是有必要性的，對于一個尚未完全了解 生 GSM 系統(tǒng)的學生而言，做一個完整的可以實現(xiàn)無線通信的平臺是最好的鍛煉。 本設計的目的：通過對實驗課題的研 究與設計，可以用 GSM 系統(tǒng)的理論知識用于解決實際問題，運用到實際，同時也了培養(yǎng)了我們硬件和軟件設計能力及其動手能力，可以看出該課題的研究具有重要的研究價值和應用價值。 本設計的意義：通過這個平臺可以讓更多的同學深入了解 GSM 系統(tǒng)，熟悉通信實現(xiàn)的具體過程， AT 命令的具體應用，無線通信模塊如何應用在系統(tǒng)中，了解具有強大功能通過圖形編程的語言 LabView。 GSM 系統(tǒng)歷史背景 GSM 數(shù)字移動通信系統(tǒng)是由歐洲主要電信運營者和制造廠家組成的標準化委員會設計出來的，它是在蜂窩系統(tǒng)的基礎上發(fā)展而成。 蜂窩移動 通信的出現(xiàn)可以說是移動通信的一次革命。其頻率復用大大提高了頻率利用率并增大系統(tǒng)容量，網(wǎng)絡的智能化實現(xiàn)了越區(qū)轉接和漫游功能，擴大了客戶的服務范圍，但上述模擬系統(tǒng)有四大缺點： （ 1）各系統(tǒng)間沒有公共接口； （ 2）很難開展數(shù)據(jù)承載業(yè)務； （ 3）頻譜利用率低 ,無法適應大容量的需求； （ 4）安全保密性差，易被竊聽，易做“假機”。尤其是在歐洲系統(tǒng)間沒有公共接口相互之間不能漫游，對客戶之間造成很大的不便。 蜂窩系統(tǒng)的概念和理論二十世紀六十年代就由美國貝爾實驗室等單位提了出來，但其復雜的控制系統(tǒng)，尤其是實現(xiàn)移動臺的控制 直到七十年代隨著半導體技術的成熟，大規(guī)模集成電路器件和微處理器技術的發(fā)展以及表面貼裝工藝的廣泛應用，才為蜂窩移動通信的 2 實現(xiàn)提供了技術基礎。直到 1979 年美國在芝加哥開通了第一個 AMPS(先進的移動電話業(yè)務 )模擬蜂窩系統(tǒng)，而北歐也于 1981 年 9 月在瑞典開通了 NMT(Nordic 移動電話 )系統(tǒng)，接著歐洲先后在英國開通 TACS 系統(tǒng)，德國開通 C－ 450 系統(tǒng)等。歐洲主要蜂窩系統(tǒng)見表 1。 表 1 1991 年歐洲主要蜂窩系統(tǒng) GSM 數(shù)字移動通信系統(tǒng)史源于歐 洲。早在 1982 年，歐洲已有幾大模擬蜂窩移動系統(tǒng)在運營，例如北歐多國的 NMT（ 北歐 移動電話 ）和英國的 TACS（全接入通信系統(tǒng)），西歐其它各國也提供移動業(yè)務。當時這些系統(tǒng)是國內系統(tǒng)，不可能在國外使用。為了方便全歐洲統(tǒng)一使用移動電話，需要一種公共的系統(tǒng) ， 1982 年北歐國 家向 CEPT（歐 洲郵電行政）提交了一份建議書，要求制定 900MHz 頻段的公共歐洲電信業(yè)務規(guī)范。在這次大會上就成立了一個在歐洲電信標準學會（ ETSI）技術委員會下的“移動特別小組 （ Group Special Mobile） ”簡稱 “ GSM” ，來制定 有關的標準和建議書。 1986 年在巴黎，該小組對歐洲各國及各公司經大量研究和實驗后所提出的 8 個建議系統(tǒng)進行了現(xiàn)場實驗。 1987 年 5 月 GSM 成員國就數(shù)字系統(tǒng)采用窄帶時分多 址 TDMA、規(guī) 則脈沖激勵線性預國家 系統(tǒng) 頻帶 建立日期 人數(shù)（千） 英國 TACS 900 1985 1200 瑞典 挪 威 芬蘭 丹麥 NMT 450 900 1981 1986 1300 法國 Radio2020 NMT 450,900 450 1985 1989 300 90 意大利 RTMS TACS 450 900 1985 1990 60 560 德國 C450 450 1985 600 瑞士 NMT 900 1987 180 荷蘭 NMT 450 900 1985 1989 130 奧地利 NMT TACS 450 900 1984 1990 60 60 3 測 RPE— LTP 話音編碼和高斯濾波最小移頻 鍵控 GMSK 調制方式達成一致意見。同年，歐洲 17 個國家的運營者和管理者簽署了諒解備忘錄（ MoU）， 相互達成履行規(guī)范的協(xié)議。與此同時還成立了 MoU 組織，致力于 GSM 標準的發(fā)展。 1990 年完成了 GSM900 的規(guī)范，共產生大約 130 項的全面建議書，不同建議書經分組而成 為一套 12 系列。 1991 年在歐洲開通了第一個系統(tǒng)，同時 MoU 組織為該系統(tǒng)設計和注冊了市場商標，將 GSM 更名為“全球移動通信系統(tǒng)”（ Globa1 system for Mobile munications）。從此移動通信跨入了第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)。同年，移動特別小組還完成了制定 1800MHz頻段的公共歐洲電信業(yè)務的規(guī)范，名為 DCSI800 系統(tǒng)。該系統(tǒng)與 GSM900 具有同樣的基本功能特性，因而該規(guī)范只占 GSM 建議的很小一部分，僅將 GSM900 和 DCSI800 之間的差別加以描述，絕大部分二者是通用的， 兩系統(tǒng)均可通稱為 GSM 系統(tǒng)。 1992 年大多數(shù)歐洲 GSM 運營者開始商用業(yè)務。到 1994 年 5 月已有 50 個 GSM 網(wǎng)在世界上運營， 10 月總客戶數(shù)已超過 400 萬，國際漫游客戶每月呼叫次數(shù)超過 500 萬，客戶平均增長超過 50％。 19