【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 進(jìn)行通信。 GPRS通信系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)采用華為公司的內(nèi)部嵌有TCP/IP協(xié)議棧的GPRS通信模塊GTM900C和STC89C51單片機(jī)，二者的串口均支持RS232通信標(biāo)準(zhǔn)。核心設(shè)計(jì)在于單片機(jī)與CTM900C的連接和軟件的編寫(xiě)。STC89C51單片機(jī)具有一個(gè)USBRT（通用異步串行接口），其中一個(gè)與CTM900C模塊相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)和AT命令的傳輸，另一個(gè)與終端芯片的串口相連，與終端進(jìn)行通信，CTM900C模塊外部需要安裝天線，如圖1所示。STC89C51單片機(jī)控制CTM900C模塊發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，在軟件中采用串行口的中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。GPRS模塊TCP/IP協(xié)議處理控制模塊單片機(jī)STC89C51串行接口 透明通道PC個(gè)人電腦移動(dòng)基站INTERNET 網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)硬件框圖 系統(tǒng)總體功能概述利用單片機(jī)控制的GPRS通信網(wǎng)絡(luò)，終端和主臺(tái)的所有交換信息通過(guò)中國(guó)移動(dòng)的數(shù)據(jù)通信服務(wù)中心，在移動(dòng)的數(shù)據(jù)服務(wù)中心和供電局配電中心之間申請(qǐng)VPN專網(wǎng)，并在電力局配電中心建立中心主站，所有終端設(shè)備通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)及移動(dòng)數(shù)據(jù)中心連至該中心主站，實(shí)現(xiàn)終端和主站的實(shí)時(shí)在線連接。該系統(tǒng)的主要功能：178。 全自動(dòng)數(shù)據(jù)抄收178。 故障信息主動(dòng)上報(bào)178。 實(shí)時(shí)巡檢表計(jì)參數(shù)178。 自動(dòng)電量平衡分析178。 及時(shí)發(fā)現(xiàn)表計(jì)被非法侵入及竊電行為當(dāng)然這個(gè)通信系統(tǒng)就會(huì)是這些方案實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)和核心?，F(xiàn)如今，這種基于單片機(jī)的GPRS通信系統(tǒng)大多都用在 單片機(jī)的用途和使用單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇?？梢哉f(shuō)，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過(guò)，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤(pán)、顯示器等組成。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制）。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開(kāi)發(fā)者搞出來(lái)的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡(jiǎn)單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)以前，有不少能工巧匠做出了不少精巧的機(jī)械。 進(jìn)入電器時(shí)代后，人們借助電氣技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制機(jī)械，自動(dòng)生 產(chǎn)線甚至自動(dòng)工廠，并且大大地發(fā)展了控制理論。然而，在一些大 中型系統(tǒng)中自動(dòng)化結(jié)果均不理想。只有在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后，人們才見(jiàn) 到了希望的曙光。如今借助計(jì)算機(jī)逐漸實(shí)現(xiàn)了人類的夢(mèng)想。但是， 計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，計(jì)算機(jī)作為科學(xué)武器，在科學(xué)的 神圣殿堂里默默地工作，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控領(lǐng)域并沒(méi)有得到真正的 應(yīng)用。只有在單片機(jī)（Microcontroller）出現(xiàn)后，計(jì)算機(jī)才真正 地從科學(xué)的神圣殿堂走入尋常百姓家，成為廣大工程技術(shù)人員現(xiàn)代 化技術(shù)革新，技術(shù)革命的有利武器。目前，單片機(jī)在民用和工業(yè)測(cè) 控領(lǐng)域得到最廣泛的應(yīng)用。彩電，冰箱，空調(diào)，錄像機(jī)，VCD，遙 控器，游戲機(jī)，電飯煲等無(wú)處不見(jiàn)單片機(jī)的影子，單片機(jī)早已深深 地溶入我們每個(gè)人的生活之中。單片機(jī)能大大地提高這些產(chǎn)品的智能性，易用性及節(jié)能性等主要性能指標(biāo)，給我們的生活帶來(lái)舒適和方便的同時(shí)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 上也極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 單片機(jī)按用途大體上可分為兩大類：通用型單片機(jī)專用型單片機(jī)專用型單片機(jī)是指用途比較專一，出廠時(shí)程序已經(jīng)一次性固化好， 不能再修改的單片機(jī)。例如電子表里的單片機(jī)就是其中的一種。 其生產(chǎn)成本很低。通用型單片機(jī)的用途很廣泛，使用不同的接口電路及編制不同的應(yīng)用程序就可完成不同的功能。小到家用電器儀器儀表，大到機(jī)器設(shè)備和整套生產(chǎn)線都可用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。 單片機(jī)STC89C51簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)采用的是STC89C51系列單片機(jī)。STC89C51系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾/高速/低功耗的單片機(jī)，是MCS51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品；它們?cè)谥噶钕到y(tǒng)中、硬件系統(tǒng)和片內(nèi)資源與標(biāo)準(zhǔn)的8052單片機(jī)完全兼容，DIP40封裝系列與8051為pintopin兼容，指令代碼是與8051完全兼容的單片機(jī)。STC89C51單片機(jī)具有增強(qiáng)型12時(shí)鐘/機(jī)器周期、6時(shí)鐘機(jī)器/周期任意選擇，（5V單片機(jī)）/（5V單片機(jī)）；工作頻率范圍：040MHZ，相當(dāng)于普通8051的080MHZ。實(shí)際頻率可達(dá)48MHZ。用戶應(yīng)用程序空間為4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字節(jié) ；片上集成1280字節(jié)/512字節(jié)RAM；有32/36個(gè)通用I/O口，P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口；集成ISP（在系統(tǒng)可編程）/IPA（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用的編程器/仿真器，可通過(guò)串行口（）直接下載用戶程序，8K程序3秒就可以完成一片，具備EEPROM功能，工作溫度范圍在0750，共有3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器T0還可以當(dāng)成2個(gè)8位定時(shí)器使用；封裝形式有DIP40，PLCC44，PQFP44等。 GPRS模塊簡(jiǎn)介及應(yīng)用基于GPRS的IP協(xié)議提供了與互聯(lián)網(wǎng)“永遠(yuǎn)在線”的可能性，使之成為一種節(jié)約成本的選擇。為了開(kāi)發(fā)基于IP協(xié)議的應(yīng)用，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師需要同時(shí)通曉無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和TCP/IP。各種各樣的接入技術(shù)被運(yùn)用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。在FDMA技術(shù)中，每個(gè)用戶被分配一個(gè)頻率，而TDMA技術(shù)則通過(guò)實(shí)踐分隔用戶。在CDMA技術(shù)中，所有用戶在痛一時(shí)間使用同一個(gè)頻段發(fā)送信號(hào)，分隔用戶通過(guò)各自被分配到的為一代嗎來(lái)實(shí)現(xiàn)。在2G系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸主要是通過(guò)電路交換，既一個(gè)被分配給用戶的傳輸信道，當(dāng)一個(gè)用戶完成傳輸任務(wù)，讓出信道后，該傳輸信道才被提供給其他用戶使用。由于促發(fā)性是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基本特征，當(dāng)一個(gè)用戶不在有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，寬帶就處于荒廢狀態(tài)中。在分組交換系統(tǒng)中，所有用戶分享同一個(gè)信道，用戶則可以實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用的功能。當(dāng)一個(gè)用戶沒(méi)有需要傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，信道就會(huì)被其他用戶所使用。信息包的傳輸方式可通過(guò)媒體存儲(chǔ)控制（MAC）協(xié)議被編排。在互聯(lián)網(wǎng)上的信息包傳輸全部基于IP協(xié)議。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將于互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，信息包通過(guò)無(wú)線媒介傳送至基于IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，在傳輸前，為了能直接到達(dá)指定的目的地，數(shù)據(jù)包必須根據(jù)TCP/IP協(xié)議封裝。在GPRS網(wǎng)絡(luò)中就是采用IP協(xié)議進(jìn)行傳輸。 CTM900CGPRS模塊簡(jiǎn)介CTM900C是華為公司生產(chǎn)的一款雙頻段EGSM900/GSM1800的通信模塊，它的最大發(fā)射功率為EGSM900 Class4（2W）和GSM1800 Class1（1W），它正常的工作溫度在20℃～+70℃之間，它支持的協(xié)議有GSM/GPRS Phase2/2+和華為GT800協(xié)議，在此模塊的基礎(chǔ)上，可進(jìn)行GPRS數(shù)據(jù)傳輸，具有支持短消息服務(wù)等功能，多外可提供多種接口，如天線接口、模擬音頻接口、異步串行接口、SIM卡接口等，也支持12C通信，內(nèi)部集成了TCO/IP協(xié)議棧，支持多鏈接，提供ACK應(yīng)答，提供打容量緩存，因此采用此芯片會(huì)大大降低低微控制器編程工作的難度。射頻天線開(kāi)關(guān)單元數(shù)字基帶處理單元AD/DA轉(zhuǎn)換單元 音頻處理單元 CPU中央 處理器單元 射頻收發(fā)單元模擬基帶處理單元 串口處理單元 電源管理單元 程序和數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)單元 射頻信號(hào) 功率放大單元 SIM卡處理單元 GTM900邏輯框圖 GPRS通信系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)軟件采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，在IAR環(huán)境下編譯。由于本系統(tǒng)是遠(yuǎn)程管理終端的一個(gè)模塊，因此在程序的編寫(xiě)中要遵守一定的協(xié)議，這樣才能保證正確通信。程序的主題是如何控制CTM900C的AT命令對(duì)CTM900C進(jìn)行初始設(shè)置和信息數(shù)據(jù)的處理。程序總體上可以分為以下兩個(gè)模塊，一是CPRS連接的出師設(shè)置，二就是判斷數(shù)據(jù)以及發(fā)送。主程序吧這些程序塊有機(jī)的結(jié)合到一起，相互控制。 連接的建立GPRS模塊連接到Internet和GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程如下：a） 單片機(jī)軟件控制GPRS模塊開(kāi)機(jī)，等待此模塊正常啟動(dòng)。b）通過(guò)單片機(jī)和CTM900C模塊連接的串口，向CTM900C模塊寫(xiě)入相應(yīng)的AT設(shè)置命令，進(jìn)行初始化，使模塊成功粘附在GPRS網(wǎng)絡(luò)上，獲取網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行商分配的動(dòng)態(tài)IP地址，與目的終端建立連接。其步驟如下；第一步：AT+CSQ 查詢網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量 查詢網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量圖第二步：AT+CPIN? 查詢SIM是否準(zhǔn)備好 查詢SIM是否準(zhǔn)備好圖第三步：AT+CGREG? 查詢是否注冊(cè)成功 查詢是否注冊(cè)成功圖以上三步主要是確認(rèn)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)和模塊的狀態(tài)。第四步：AT+CGDCONT=1，“IP”，“CMNET”設(shè)置APN無(wú)線接入點(diǎn) 設(shè)置APN無(wú)線接入點(diǎn)圖第五步：AT%ETCPIP=””，”” 進(jìn)行PPP撥號(hào) PPP撥號(hào)圖第六步： AT%ETCPIP? 查詢獲得本地IP地址，以用DNS服務(wù)器地址 查詢獲得本地IP圖第七步：AT%IPOPEN=”TCP”，””，1234 第八步：AT%IPSEND=”616263313233”發(fā)送內(nèi)容為abc123的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)。 發(fā)送數(shù)據(jù)圖 發(fā)送數(shù)據(jù)界面圖第九步：接收數(shù)據(jù) 接受數(shù)據(jù)界面圖 接受數(shù)據(jù)圖 第十步：AT%IPOPEN? 查詢鏈路狀態(tài) 查詢鏈路狀態(tài)圖第十一步：AT%IPCLOSE 和AT%IPCLOSE=5 關(guān)閉連接 關(guān)閉連接圖 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)包在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和GPRS服務(wù)器中的傳輸是基于IP數(shù)據(jù)包的，但明文傳送IP包不可取，因此太多選用PPP（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議）進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)通過(guò)GPRS模塊的數(shù)據(jù)和Internet網(wǎng)絡(luò)的透明傳輸。GTM900C內(nèi)部集成了TCP/IP協(xié)議棧，所以用戶對(duì)IP協(xié)議相關(guān)的程序就不必編寫(xiě)，可以直接通過(guò)GTM900C傳遞數(shù)據(jù)。模塊與Internet上PC機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸：要求PC機(jī)具有公網(wǎng)的IP地址和開(kāi)放的端口以及監(jiān)視傳輸報(bào)文的運(yùn)行軟件。這樣，模塊與Internet傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，報(bào)文就會(huì)顯示。在模塊成功連入網(wǎng)絡(luò)后，單片機(jī)只要將要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)給GTM900C，GTM900C就會(huì)把數(shù)據(jù)發(fā)給相應(yīng)的IP地址的PC機(jī)。 主程序流程主程序由模塊函數(shù)組成，模塊函數(shù)由基本函數(shù)嵌套組成。主程序流程大致如下，首先進(jìn)行單片機(jī)設(shè)置變量的初始化，一般均為0，進(jìn)行單片機(jī)相應(yīng)配置單元的初始化，比如設(shè)定端口方向、設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)、定時(shí)器初始化等，然后由單片機(jī)控制CTM900C的電源，以決定是否開(kāi)機(jī)，待開(kāi)機(jī)成功后，查詢網(wǎng)絡(luò)是否注冊(cè)成功，成功后即可建立模塊與PC機(jī)服務(wù)器的連接，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和短信息處理，根據(jù)需要發(fā)送一定格式的信息。52 開(kāi)始 串口初始化 GPRS初始化 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)發(fā)送 結(jié)束 主程序流程圖 系統(tǒng)程序include define CPU_F ((double)8000000) //mxlk16000Kdefine delay_us(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/))define delay_ms(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/))define RST 1define GPRS_APN_flag 2define GPRS_PPP_flag 3define GPRS_IP_DNS_flag 4define GPRS_TCPIP_flag 5define GPRS_SEND_OK_flag 6define GPRS_ACTIVE_flag 7define uchar unsigned char uchar i_TC35_RECE。 uchar i_receive。 uchar TC35_MAX。 uchar TC35