【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 持從1200bps到57600bps的自動(dòng)波特率檢測(cè)功能圖46 GPRS的整體電路圖Fig. 46 the whole schedule of GPRS 如表42列出了SIM900A的引腳的各個(gè)功能。表42 SIM900A引腳描述Table 42 the description of SIM900A pin引腳名稱描述備注VBATl 模塊采用單電源供電，通過(guò)3個(gè)VBAT電源引腳供電，電壓范圍：~，電流≥2A。VRTCl 當(dāng)系統(tǒng)電源VBAT沒(méi)電時(shí)，給實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供電流輸入。當(dāng)VBAT有電而且后備電池電壓過(guò)低時(shí)給后備電池充電。需要接后備電池或電容VDD_EXTl 電源輸出如果不用保持懸空GDN l 接地PWRKEYl 通過(guò)拉低PWRKEY并保持至少1秒然后釋放，可以開(kāi)啟模塊。同樣，用戶可以通過(guò)拉低PWRKEY保持至少一秒然后釋放，就可以關(guān)閉模塊了。模塊內(nèi)部已經(jīng)上拉至3VnetLEDl 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示RXDl 數(shù)據(jù)接收DTR已經(jīng)內(nèi)部上拉到VDD_EXTRXD如果不用需要外部上拉到VDD_EXT.其他不用的引腳保持懸空。TXDl 數(shù)據(jù)發(fā)送RTSl 發(fā)送請(qǐng)求CTSl 發(fā)送清除RIl 振鈴提示DSRl 數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備DCDl 數(shù)據(jù)載波檢測(cè)DTRl 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備SIM900A模塊包括天線接口、電源接口、串口、LCD接口、音頻接口、SIM卡接口等。本設(shè)計(jì)中只用到天線接口，SIM卡接口，串口和電源接口。電源電路圖47為模塊的電源電路圖，vcc_4為4V的意思。，所以在輸入5v的時(shí)候。同時(shí)它還起到一個(gè)保護(hù)模塊防反接的作用和限制電流為1A的作用。圖47 SIM900A電源電路圖Fig. 47 the power schedule of SIM900A模塊啟動(dòng)電路圖48為模塊的啟動(dòng)電路圖，設(shè)置為上電啟動(dòng)。通過(guò)拉低PWRKEY并保持至少1秒然后釋放，可以開(kāi)啟模塊。圖48 GPRS啟動(dòng)電路原理圖Fig. 48 the starting schedule of GPRSSIM卡接口GPRS模塊要連接得上網(wǎng)絡(luò)要有SIM卡，而且SIM卡要有GPRS服務(wù)。模塊里面的SIM卡的引腳功能和電路圖如下所示。表43 SIM卡引腳描述Table 43 the description of SIM cart引腳描述備注SIM_VDDl SIM卡電源SIM卡的所有信號(hào)線都應(yīng)該通過(guò)TVS二極管來(lái)做靜電保護(hù)。SIM_DATAl SIM卡數(shù)據(jù)信號(hào)SIM_CLKl SIM卡時(shí)鐘信號(hào)SIM_RSTl SIM卡復(fù)位信號(hào)SIM_PRESENCEl SIM卡拔插檢測(cè)信號(hào)如果不用，保持懸空。圖49 SIM卡電路原理圖Fig. 49 the schedule of SIM cart③主控模塊與通信模塊的連接可以直接將STM32的串行口和SIM900A GPRS模塊串行口交叉相連，直接進(jìn)行串口通信，接口電路圖如圖410。圖410 STM32和SIM900A的接口Fig. 410 the interface between STM32 and SIM900A在上電啟動(dòng)GPRS模塊并初始化后可以通過(guò)觀察GPRS模塊上的D5和D6的閃爍快慢來(lái)了解，GPRS模塊的工作狀態(tài)，如表44。表44 GPRS工作狀態(tài)Table 44 the work status of GPRSD5D6模塊工作狀態(tài)長(zhǎng)亮亮一秒滅一秒（快閃）模塊正在搜索網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)亮亮一秒滅三秒（慢閃）模塊已搜索到網(wǎng)絡(luò)可以正常工作反復(fù)長(zhǎng)亮幾秒滅一秒亮一秒滅一秒（快閃）電源電流或電壓不能滿足要求熄滅亮一秒滅三秒（慢閃）有電話進(jìn)來(lái)了，模塊串口發(fā)出RING字符串滅一下后長(zhǎng)亮亮一秒滅三秒（慢閃）接收到一條信息④主控模塊與電梯控制器的連接主控模塊與電梯控制器數(shù)據(jù)的傳輸是通過(guò)RS232串口線來(lái)傳輸?shù)?。RS232是在1970年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25個(gè)腳的DB25連接器，對(duì)連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)內(nèi)容加以規(guī)定，還對(duì)各種信號(hào)的電平加以規(guī)定。后來(lái)IBM的PC機(jī)將RS232簡(jiǎn)化成了DB9連接器，從而成為事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。而工業(yè)控制的RS232口一般只使用RXD、TXD、GND三條線。RS232C 標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是 EIARS232C 標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA (Electronic Industry Association）代表美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)，RS（remended standard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)，C代表RS232的最新一次修改（1969），在這之前，有RS232B、RS232A。EIARS232C對(duì)電氣特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了規(guī)定。在TxD和RxD上：邏輯1(MARK)=3V～15V,邏輯0(SPACE)=+3～+15V。在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號(hào)有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）=+3V～+15V。信號(hào)無(wú)效（斷開(kāi)，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓）=3V～15V。因?yàn)镽S232與TTL系統(tǒng)不兼容，一般都用電平轉(zhuǎn)換芯片來(lái)轉(zhuǎn)換，常用MAX232，電路圖如圖411所示：圖411 MAX232電路圖Fig. 411 MAX232 schedule 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境①ARM開(kāi)發(fā)工具M(jìn)DK 即RealView MDK 或MDKARM（Microcontroller Development kit），是 ARM 公司收購(gòu)Keil公司以后，基于uVision界面推出的針對(duì)ARMARMCortexM0、CortexMCortexMCortexMCortexR4等ARM處理器的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)工具。MDKARM 集成了業(yè)內(nèi)最領(lǐng)先的技術(shù)，包括 uVision4 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境與 RealView 編譯器RVCT。支持 ARMARM9 和最新的CortexM3/M1/M0 核處理器，自動(dòng)配置啟動(dòng)代碼，集成 Flash 燒寫(xiě)模塊，強(qiáng)大的 Simulation 設(shè)備模擬，性能分析等功能，與 ARM 之前的工具包 ADS 等相比，RealView 編譯器的最新版本可將性能改善超過(guò) 20%。Keil公司開(kāi)發(fā)的ARM開(kāi)發(fā)工具M(jìn)DK，是用來(lái)開(kāi)發(fā)基于ARM核的系列微控制器的嵌入式應(yīng)用程序。它適合不同層次的開(kāi)發(fā)者使用，包括專業(yè)的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工程師和嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的入門者。MDK包含了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的Keil C編譯器、宏匯編器、調(diào)試器、實(shí)時(shí)內(nèi)核等組件，支持所有基于ARM的設(shè)備，專為微控制器應(yīng)用而設(shè)計(jì)，不僅易學(xué)易用，而且功能強(qiáng)大，能夠滿足大多數(shù)苛刻的嵌入式應(yīng)用。因此，本系統(tǒng)中用MDK來(lái)開(kāi)發(fā)。②AT指令在應(yīng)用中，控制器通過(guò)串口發(fā)送AT命令來(lái)控制GPRS模塊。AT指令是一個(gè)借口標(biāo)準(zhǔn)，其指令格式都比較固定。所有命令行必須以“AT”或“at”作為開(kāi)頭，以回車（CR）作為結(jié)尾。如果SIM900A的波特率和串口的波特率不一樣的話，要首先同步波特率，即發(fā)兩次”AT”指令就可以了，這是 因?yàn)镾IM900A具有自動(dòng)串口波特率識(shí)別功能（識(shí)別范圍：1200~115200）。、 ，以及SIMCOM自己開(kāi)發(fā)的指令。所有AT命令從語(yǔ)法上可以分為三類：“基礎(chǔ)類”，“S 參數(shù)類”以及“擴(kuò)展類”。常用的AT指令：AT+CPIN：該指令用于查詢SIM卡的狀態(tài)，主要是PIN碼，如果該指令返回：+CPIN:READY，則表明SIM卡狀態(tài)正常，返回其他值，則有可能是沒(méi)有SIM卡。AT+CSQ ：該指令用于查詢信號(hào)質(zhì)量，返回SIM900A模塊的接收信號(hào)強(qiáng)度，如返回：+CSQ:30,0，表示信號(hào)強(qiáng)度是30（最大有效值是31）。AT+COPS：該指令用于查詢當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商，該指令只有在連上網(wǎng)絡(luò)后，才返回運(yùn)營(yíng)商，否則返回空，如返回：+COPS:0,0,CHINAMOBILE，表示當(dāng)前選擇的運(yùn)營(yíng)商是中國(guó)移動(dòng)。AT+CGMI：該指令用于查詢模塊制造商，如返回：SIMCOM_Ltd，說(shuō)明SIM900A模塊是SIMCOM公司生產(chǎn)的。AT+CGMM：該指令用于查詢模塊型號(hào)，如返回：SIMCOM_SIM900A，說(shuō)明模塊型號(hào)是SIM900A。AT+CGSN：該指令用于查詢產(chǎn)品序列號(hào)（即IMEI號(hào)），每個(gè)模塊的IMEI號(hào)都是不一樣的，具有全球唯一性，如返回：869988012018905，說(shuō)明模塊的產(chǎn)品序列號(hào)是：869988012018905。TCP連接指令：AT+CGCLASS=B，設(shè)置移動(dòng)臺(tái)類別為B。即，模塊支持包交換和電路交換模式，但不能同時(shí)支持。AT+CGDCONT，用于設(shè)置PDP上下文。發(fā)送：AT+CGDCONT=1,IP,UNINET，設(shè)置PDP上下文標(biāo)志為1，采用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP），接入點(diǎn)為UNINET。AT+CGATT，用于設(shè)置附著和分離GPRS業(yè)務(wù)。發(fā)送：AT+CGATT=1，附著GPRS業(yè)務(wù)。AT+CIPCSGP，用于設(shè)置CSD或GPRS鏈接模式。發(fā)送：AT+CIPCSGP=1,UNINET，設(shè)置為GPRS連接，接入點(diǎn)為”UNINET”。AT+CLPORT，用于設(shè)置本地端口號(hào)。發(fā)送：AT+CLPORT=TCP,8888，即設(shè)置TCP連接本地端口號(hào)為8888。AT+CIPSTART，用于建立TCP連接或注冊(cè)UDP端口號(hào)。發(fā)送：AT+CIPSTART=TCP,8086，模塊將建立一個(gè)TCP連接，連接目標(biāo)地址為：，連接端口為8086，連接成功會(huì)返回：CONNECT OK。AT+CIPSEND，用于發(fā)送數(shù)據(jù)。在連接成功以后發(fā)送：AT+CIPSEND，模塊返回：，此時(shí)可以輸入要發(fā)送的數(shù)據(jù)，最大可以一次發(fā)送1352字節(jié)，數(shù)據(jù)輸入完后，同發(fā)短信一樣，輸入十六進(jìn)制的：1A（0X1A），啟動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，模塊返回：SEND OK，表示發(fā)送成功。AT+CIPSTATUS，用于查詢當(dāng)前連接狀態(tài)。發(fā)送：AT+CIPSTATUS，模塊即返回當(dāng)前連接狀態(tài)。AT+CIPCLOSE，用于關(guān)閉TCP/UDP連接。發(fā)送：AT+CIPCLOSE=1，即可快速關(guān)閉當(dāng)前TCP/UDP連接。AT+CIPSHUT，用于關(guān)閉移動(dòng)場(chǎng)景。發(fā)送：AT+CIPSHUT，則可以關(guān)閉移動(dòng)場(chǎng)景，關(guān)閉場(chǎng)景后連接狀態(tài)為：IPINITIAL，可以通過(guò)發(fā)送：AT+CIPSTATUS，查詢。另外，在連接建立后，如果收到：+PDP:DEACT，則必須發(fā)送：AT+CIPSHUT，關(guān)閉場(chǎng)景后，才能實(shí)現(xiàn)重連。 軟件程序設(shè)計(jì)軟件程序設(shè)計(jì)部分包括電梯運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸兩部分。① 數(shù)據(jù)采集終端機(jī)的數(shù)據(jù)采集通過(guò)RS232串口線來(lái)采集電梯控制器里面的數(shù)據(jù)，然后將采集到的數(shù)據(jù)按照協(xié)議來(lái)講數(shù)打成數(shù)據(jù)包，在通過(guò)主控芯片傳到GPRS模塊，然后上傳到系統(tǒng)的監(jiān)控中心。每個(gè)電梯里面都安裝有一個(gè)終端機(jī)，總的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖412所示：系統(tǒng)監(jiān)控中心終端機(jī)1終端機(jī)2終端機(jī)n圖 412 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig. 412 system structure將采集的數(shù)據(jù)封裝成數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)如圖413所示。0X1F是包頭，0XF1是包尾，這兩個(gè)是用來(lái)區(qū)分從終端機(jī)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)符。地址碼用終端的每個(gè)SIM卡的卡號(hào)來(lái)表示。0X1F地址碼信息域0XF1圖413 數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)圖Fig. 413 the packet structure權(quán)限碼在終端機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)候固定在終端機(jī)里面，而且每個(gè)不一樣，要修改的話只能通過(guò)終端機(jī)的輸入設(shè)備修改。監(jiān)控中心向終端機(jī)發(fā)送控制指令的時(shí)候，首先發(fā)送地址碼，然后發(fā)送權(quán)限碼，只有地址碼和權(quán)限碼都匹配的時(shí)候，終端機(jī)才能夠接受到監(jiān)控中心發(fā)送來(lái)的指令，然后進(jìn)行相應(yīng)的操作。數(shù)據(jù)采集的程序框圖如圖414所示。圖414 程序流程圖Fig. 414 program chart② 數(shù)據(jù)傳輸GPRS 技術(shù)是無(wú)線通信技術(shù)和 IP 技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，數(shù)據(jù)在傳送過(guò)程中要遵循 TCP/IP 協(xié)議，也就是要有源點(diǎn)和目的 IP 地址[11]。監(jiān)控中心跟INTERNET相連會(huì)被分配一個(gè)固定的公網(wǎng)IP地址。但是，終端機(jī)處于 GPRS 網(wǎng)絡(luò)中，而 GPRS 網(wǎng)絡(luò)的 IP 地址是動(dòng)態(tài)分配的。SIM900A內(nèi)嵌了PPP、TCP/IP協(xié)議棧，PPP 協(xié)議負(fù)責(zé)接入 GPRS 網(wǎng)絡(luò)，并申請(qǐng)動(dòng)態(tài) IP 地址。在傳輸過(guò)程中的協(xié)議有 PPP 協(xié)議、TCP/IP 協(xié)議和一些在這些協(xié)議之內(nèi)的協(xié)議。GPRS模塊是通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)接入到INTERNET 上，然后在通過(guò)INTERNET 上傳數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心的，所以GPRS模塊要連接上GPRS網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤帷PRS自動(dòng)撥號(hào)接入 Internet 的具體流程如圖 415 所示：圖415 SIM900A接入到INTERNET過(guò)程Fig. 415 the process of SIM900A to build with internet為了能夠進(jìn)行IP數(shù)據(jù)包的傳輸,就必須首先實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的PPP協(xié)議。因?yàn)镚PRS模塊已經(jīng)嵌入PPP協(xié)議，所以在主控芯片里沒(méi)有必要開(kāi)發(fā)PPP協(xié)議棧了。PPP協(xié)議的功能有：PPP具有動(dòng)態(tài)分配IP地址的能力，允許在連接時(shí)刻協(xié)商IP地址；PPP支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，比如TCP/IP、NetBEUI、NWLINK等； PPP具有錯(cuò)誤檢測(cè)以及糾錯(cuò)能力，支持?jǐn)?shù)據(jù)壓縮；PPP具有身份驗(yàn)證功能。PPP可以用于多種類型的物理介質(zhì)上，包括串口線、電話線、移動(dòng)電話和 光纖（例如SDH），PPP也用于Internet接入。PPP（點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議）是為在同等單元之間傳輸數(shù)據(jù)包這樣的簡(jiǎn)單鏈路設(shè)計(jì)的鏈路層協(xié)議。這種鏈