【文章內(nèi)容簡介】 回 OK為例。調(diào)試界面如圖 3所示。 發(fā)送 ： AT 返回值 ： 0D 0A 4F 4B 0D 0A 分析上述串口偵聽過程可知 ， AT指令實質(zhì)是以字節(jié)發(fā)送，回車符代表指令的結(jié)束， 模塊接收到回車符后 開始執(zhí)行指令 ，指令發(fā)送過程中，字節(jié)間允許有任意間隔。模塊接收到指令字節(jié)后，會立即答復(fù)以相應(yīng)的握手信號。模塊執(zhí)行指令后的一切返回值（無論指令執(zhí)行后的 OK還是報錯信息）都是以不可打印字符“0D0A”開始和結(jié)束。為了保證通信的可靠性，默認(rèn)情況下模塊回復(fù)收到字符的握手信號又稱為回顯（ Echo），握手機制能確保指令收發(fā)的可靠性，但在實際的設(shè)計中，通過 MCU實現(xiàn)對模塊的控制，需接收執(zhí)行 AT指令的返回值，并需進行 必須的字符校驗 ，每發(fā)送一字節(jié)指令后模塊所返回的握手信號須程控濾除，頻繁的開關(guān)串口中斷， 降低了程序的可靠性 。為 簡化這一過程，需屏蔽模塊回顯。以下 AT指令可取消回顯 ： ATE0 圖 3 調(diào)試界面 OK ATE1//開啟回顯 OK 在指令后加 “； amp。W”，可保存設(shè)置，如： ATE0； amp。W//模塊掉電時能保存屏蔽回顯的設(shè)置。 通過前面對 AT指令內(nèi)容及格式的研究發(fā)現(xiàn)，通過以下簡要 AT指令即可實現(xiàn)終端系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸 ， 如表 1所示。 表 1 常用的 AT指令表 下位機軟件組成 程序主流程圖如圖 4所示。圖 4中的個人參數(shù)設(shè)置主要用來設(shè)定用戶用作報警AT 指令 功 能 AT+CMGC Send an SMS mend(發(fā)出一條短信息命令 ) AT+CMGD Delete SMS message (刪除 SIM 卡內(nèi)存的信息 ) AT+CMGF Select SMS message format(選擇短消息信息格式： 0PDU； 1文本 ) AT+CMGL List SMS message from preferred store(列出 SIM 卡中的短消息格式 PDU/TEXT： 0“REC UNREAD”為未讀， 1“REC READ”為已讀， 2“STOU NSENT”為待發(fā)， 3“STOSENT”為已發(fā)， 4“ALL”為全部 AT+CMGR Read SMS message (讀短消息 ) AT+CMGS Send SMS message (發(fā)短消息 ) AT+CNMI New SMS message storage(顯示新收到的短消息 ) AT+CSCA SMS service center address(短消息中心地址 ) 的電話、個性化報警短信文字等，既可以用計算機通過串口進行設(shè)置，也可以通過手機短信的方式設(shè)置。參數(shù)中有個人密碼項，一旦設(shè)定，整個系統(tǒng)只受密碼持有者控制。 軟件的一項重要工作是協(xié)議 轉(zhuǎn)換， GSM模塊以及手機支持的是 GSM協(xié)議，要想使得單片機能夠控制 GSM模塊的短信收發(fā)，必須將相應(yīng)的控制指令、報警狀態(tài)等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相關(guān)格式，例如，手機短信支持的 PDU或 Unicode碼格式。 終端系統(tǒng)設(shè)計的核心部分是單片機與 GSM無線 模塊 的通信，串口通信與 AT命令的設(shè)置和使用是程序設(shè)計的難點。 系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計思想，主要分為單片機系統(tǒng)初始化模塊、 通信模塊初始化模塊 、身份授權(quán)及驗證模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、 報警控制輸出模塊等組成 。 圖 4 程序流程圖 開 始 單片機初始化 成功 ？ GSM 模塊初始化 打開串口 與 GSM 通信建立 接收標(biāo)志為 1？ 接收數(shù)據(jù)并做出處理 發(fā)送反饋信息 成功 ？ 有報警信息 ？ 報警信息處理并發(fā)送 成功？ 3 秒？ 3 秒？ Y N Y Y Y Y Y N N N N N N Y 各模塊軟件設(shè)計 初始 化模塊 單片機初始化部分將 AT89S52串口設(shè)置為工作方式 1即 8位數(shù)據(jù)位和一位停止位；定時器選用定時器 1的工作方式 2即 8位自動重裝定時器、波特率設(shè)為19200bit（晶振頻率為 ），且 TMOD=20H， SMOD=1，所以定時器1初值分別為 TH1=0FDH， TL1=0FDH。程序如下： 。以下為主程序進行 CPU初始化設(shè)置 SETB IT0 。設(shè)定 INT0的觸發(fā)方式為脈沖負(fù)邊沿觸發(fā) MOV SCON， 50H 。設(shè)置成串口 1方式 MOV TMOD， 20H 。波特率發(fā)生器 T1工作在模式 2上 MOV TH1， 0FDH 。預(yù)置初值 (按照波特率 9600BPS預(yù)置初值 ) MOV TL1， 0FDH 。預(yù)置初值 (按照波特率 9600BPS預(yù)置初值 ) SETB TR1 。啟動定時器 T1 MOV PCON， 10000000B 。設(shè)定 SMOD為 1，波特率翻倍 ! GSM初始化模塊 LCALL YUSJ 。開機清除接收短消息手機號碼 CLR KGJ 。打開手機 MOV DPTR， 1000 。延時 1秒 LCALL DELAYXMS 。開機延時 SETB KGJ 。復(fù)位手機控制 MOV DPTR， 10000 。延時 10秒 LCALL DelayXmS 。開機延時 LCALL ATEOK 。開機發(fā)送 ATE指令 ! LCALL CNMI 。發(fā)送 (AT+CNMI=1， 1， 0， 0， 1)，短信到達 TE LCALL SCQBDX 。調(diào)用刪除 SIM卡中所有短信的子程序 。完成和手機通信握手，和 SIM卡刪除所有短消息初始化 START: LCALL XRDXZX 。調(diào)用詢問手機 SIM卡中短信中心號碼子程序 LCALL XRSJ 。讀出授權(quán)電話號碼及密碼，寫入內(nèi)存中 MOV 7FH， 46H LCALL MJCS 。蜂鳴器提示 LCALL MJCS CLR SX 。模塊上線 身份授權(quán)及驗證模塊 這部分包括以下幾個功能：授權(quán)用戶和密碼，更改用戶和密碼， 和系統(tǒng)的設(shè)防與解防狀態(tài)的切換與查詢等功能 。主要由以下幾個部分組成：（ 1）檢測到有電話或短信；（ 2）進行身份的認(rèn)證與判斷；（ 3）信息的回顯等幾部分。這一部分在調(diào)試過 程中是最容易出錯的地方，因為關(guān)系到安全級別的高低。本設(shè)計從兩個方面來增加安全性，一是通過對電話號碼的認(rèn)證，二是通過四位 ACSLL碼（ 16位的 UINCODE碼）認(rèn)證。詳細程序見附錄。 數(shù)據(jù)傳輸模塊 根據(jù)不同的要求 ，串口數(shù)據(jù)的發(fā)送是可以知道時間的，所以采用查詢方式，而接受是不確定的，所以接收采用中斷的方式。在與模塊握手連接成功后， 通過字符串發(fā)送函數(shù)就可將數(shù)據(jù)緩存區(qū)中欲發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送 。發(fā)送數(shù)據(jù)的原理與建立連接時的基本相同，但數(shù)據(jù)的接收是通過串口中斷接收函數(shù)完成的，同時將接收到的數(shù)據(jù)必須先放入接收緩存區(qū) 以便顯示。 需要指出的是串口中斷程序既要接收指令返回值又要接收模塊傳來的數(shù)據(jù) ，這兩種接收信息的處理方式不同，所以在中斷函數(shù)中應(yīng)通過設(shè)置兩個不同的標(biāo)志來解決這一問題。這樣也更合理一些。 上位機管理中心系統(tǒng)軟件設(shè)計 綜合管理系統(tǒng)（上位機軟件）是用 Visual C++結(jié)合數(shù)據(jù)庫來做， Visual C++提供了一個可視化編程的集成開發(fā)環(huán)境： Visual Studio(又名 Developer Studio)。Developer Studio是通用的應(yīng)用程序集成開發(fā)環(huán)境 ，它不僅支持 Visual C++，還支持 Vi sual Basic， Visual J++， Visual InterDev等 Microsoft系列開發(fā)工具。 Developer Studio包含了文本編輯器、資源編輯器、工程編譯工具、一個增量連接器、源代碼瀏覽器、集成調(diào)試工具，以及一套聯(lián)機文檔。使用 Developer Studio，可以完成創(chuàng)建、調(diào)試、修改應(yīng)用程序等的各種操作。 其綜合管理系統(tǒng)界面如圖 5所示 。 調(diào)試軟件的使用 初期階段的調(diào)試 主要是采用 AT指令調(diào)試精靈來調(diào)試 GSM模塊。主要先熟悉 AT指令的使用，AT指令調(diào)試精靈是方寸自主研 發(fā)的一款用于調(diào)試各個廠家 AT指令集的實用工具，該 軟件 功能強大，運行穩(wěn)定，支持市場上大部分 GSM/GPRS貓，通過它不僅可以測試 GSM貓上所支持的 AT指令，而且可以收發(fā)短信，發(fā)短信時可以看到需要運行的相關(guān) AT指令和 PDU編碼，當(dāng)有新短消息到時，系統(tǒng)會自動收短信并顯示在屏幕上，該安裝包包含 Nokia、 Siemens等 AT指令集以供用戶調(diào)試和熟悉 AT 指令，開放部分源代碼，可以在此平臺上開發(fā)出高性能的短信應(yīng)用程序。其界面如圖 6所示 。 圖 5 綜合管理系統(tǒng)界面 圖 6 AT指令調(diào)試精靈界面 程序設(shè)計階段 的調(diào)試 在 熟悉 了 AT指令的基礎(chǔ)上開始構(gòu)建 自己 的設(shè)計思路、設(shè)計方法、實現(xiàn)方法等一系列的問題需要去解決，這時候我主要采用串口調(diào)試助手和超級終端來把AT指令一步一步地轉(zhuǎn)化為 16進制的數(shù)據(jù)去代替，是最終用單片機來完成這些 AT指令操作的不可缺少的階段。其中超級終端與串口調(diào)試助手相比存在一些不足。 5 系統(tǒng)設(shè)計中出現(xiàn)的問題及解決辦法 排除仿真終端上出現(xiàn)亂碼的方法 設(shè)計 初期需在超級終端等串口調(diào)試軟件中進行 AT指令的調(diào)試，但經(jīng)常會遇到不能與 GSM MODEM進行正常通信或總是在仿真終端上出現(xiàn)亂碼，此時檢查串口是否 保證正常連接，計算機的串口引線與 GSM MODEM的串口引線應(yīng)是一一對應(yīng)的。 GPRS MODEM與仿真終端應(yīng)設(shè)置相同的通信速率。當(dāng)初次使用GPRS MODEM時，在仿真終端上設(shè)置為通信速率 19200bps、 8位數(shù)據(jù)位、無較驗位、 1位停止位。 排除調(diào)試階段出現(xiàn)無法監(jiān)視的方法 在調(diào)試過程中，很希望可以看到程序執(zhí)行到何處了，數(shù)據(jù)是結(jié)果如何？因為由于 GSM模塊要求的波特率非常的嚴(yán)格，一般是不可以使用仿真器進行仿真調(diào)試的。這時可以用電腦的串口調(diào)試助手并接在 GSM上，就可以方便地監(jiān)視到所發(fā)的數(shù)據(jù)和所收到的數(shù)據(jù)了 。也大大的增加也調(diào)試的效率。 區(qū)別接收返回值與傳輸數(shù)據(jù)的方法 在終端軟件設(shè)計時，通常采用串口中斷函數(shù)接收模塊返回值與傳輸數(shù)據(jù)，但接收到的模塊返回值與接收到的傳輸數(shù)據(jù)對應(yīng)不同的處理過程，所以在程序設(shè)計時應(yīng)通過在中斷接收函數(shù)中設(shè)置兩個不同的標(biāo)志來解決這一問題。 6 結(jié)束語 隨著 無線通信 技術(shù)的不斷提高 ，利用移動運營商提供的無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。特別是基于單片機的 GSM數(shù)據(jù)傳輸方案在 GSM車載終端、自動抄表系統(tǒng)等遠程遙測遙控系統(tǒng)中的應(yīng)用更是倍受關(guān)注。為單片機實現(xiàn) GSM的無線監(jiān) 控提供了一種通用的解決方案。 本設(shè)計主要完成了： （ 1）數(shù)據(jù)監(jiān)控終端的硬件電路的設(shè)計與制作。 （ 2）數(shù)據(jù)監(jiān)控終端的（下位機）軟件的設(shè)計與調(diào)試。 （ 3）車輛管理中心系統(tǒng)（上位機）軟件的設(shè)計 （ 4）整個系統(tǒng)的整體調(diào)試工作。 由于時間的原因，此系統(tǒng)設(shè)計還存在很多不足之處，今后將近一步拓展系統(tǒng)功能，增強系統(tǒng)的實用性。 致謝 本論文是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的，老師淵博的科學(xué)知識、遠見卓識的科學(xué)創(chuàng)新和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度都給了我深遠的影響。在設(shè)計階段李老師在資料搜集、程序調(diào)試、論文寫作等方面都給予我嚴(yán)格的要求和關(guān)鍵性的指導(dǎo)， 在此衷心感謝三個月來老師對我的關(guān)心和指導(dǎo)。 參考文獻 [1] 黃 濤 .單片機在汽車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].電子世界， 2020(5) [2] 王樹祥 .NLX230模糊單片機在汽車控制中的應(yīng)用 [J].機電一體化， 2020(7) [3] 宋長舟，韓建禮，毛新樂 .車輛遠程監(jiān)控通信軟件中信息接收的解決方案 [J].測控自動化， 2020(9) [4] 熊幸明 .基于 PC遠程監(jiān)控的行車控制系統(tǒng)設(shè)計 [J].電工技術(shù)雜志， 2020(5) [5] ，劉庚權(quán)，吳雅麗 .列車遠程監(jiān)控 [J].國外內(nèi)燃機車， 2020(6) [6] 張玉東，孫仁科 .嵌入式工程車輛監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) [J].涼山大學(xué)學(xué)報，2020(6) [7] 張勛勇，謝 輝，鮑振武 .車輛遠程監(jiān)控系統(tǒng) [J].電子測量技術(shù)， 2020(4) [8] 趙晶 .電路設(shè)計與制板 [M].北京：人民郵電出版社， 2020 [9] 吳金戌，沈慶陽，郭庭潔 .單片機實踐與應(yīng)用 [M].北京：清華大學(xué)出版， 2020 [10] 何立民 .單片機應(yīng)用技術(shù)選編 [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 [11] 陳杰，黃鴻 .傳感器與檢測技術(shù) [M].高等教育出版社， 2020(4) [12] 楊 日杰，何友，崔旭濤 .基于 SMS的遠程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計 [J ].電子工程師，2020 (2) [13] 馬潮 .嵌入式 GSM 短信息接口的軟硬件設(shè)計 [J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2020 (7) [14] 曹尉青，韓冰 .利用 GSM 短消息實現(xiàn)遠程監(jiān)控 [J].產(chǎn)品設(shè)計與應(yīng)用， 2020 (10) [15] 李鴻 .用單片 機控制手機收發(fā)短信息 [J ].電子技術(shù)應(yīng)用， 2020 (1) 附錄 1 英文 AT指令錯誤提示代碼