【正文】 五 、 結(jié)論及展望 本系統(tǒng)特別適用于需頻繁傳送小流量數(shù)據(jù)的應(yīng)用，以此為基礎(chǔ)，可以開發(fā)出多種前景極其樂觀的各類應(yīng)用，如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、 GPS/GSM（ SMS） 移動(dòng)車輛監(jiān)控定位系統(tǒng)、移動(dòng) POS 機(jī)、移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)、移動(dòng)性數(shù)據(jù)和 Inter 接入、機(jī)房監(jiān)控、遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)和信息查詢系統(tǒng)等。 XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 （ 四 ） DS18B20 模塊程序設(shè)計(jì) 數(shù)字溫度采集系統(tǒng)的 軟件設(shè)計(jì)流程如 圖 11。 （ 二 ）串行通行模塊程序設(shè)計(jì) 串行通行軟件設(shè)計(jì)流程 見附錄 一 ，詳細(xì)程序見附錄六 。 (4) 數(shù)據(jù)收發(fā)程序設(shè)計(jì) 自動(dòng)接收數(shù)據(jù)，就是在沒有人工干預(yù)的情況下， CPU 一直循環(huán)檢測串口數(shù)據(jù)區(qū)的狀態(tài)，如果有數(shù)據(jù)到達(dá)，則根據(jù)不同的數(shù)據(jù)信息采取不同的操作。采用這種方式是因?yàn)闊o論系統(tǒng)工作在何種情況下，都能接收上位機(jī)發(fā)來的包含控制指令的短信 ， 并予以響應(yīng)。然后狀態(tài)位SMS— AT_NO— STATUS=08H， 說明 SMS 初始化完畢 ， 可正常讀寫。 最后將 SIM 卡中的數(shù)據(jù)讀取一遍 ， 若有消息 ， 則讀出并通知主程序處理 ， 若處理完畢則刪除。 ③ 若讀取一條有內(nèi)容的消息 XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 發(fā)送： AT+CMGR=1 返回： AT+CMGR=1+CMGR： “ REC UNREAD” ， “ +8613811314845” ， “ 04／ 09／ 23， 23： 20： 07+32” abc OK ④ 刪除短消息 發(fā)送 AT+CMGD=1（ 41 54 2B 43 4D 47 44 3D 31 0D） 返回： AT+CMGD=1 OK（ 41 54 2B 43 4D 47 44 3D 31 0D 0D 0A 4F 4B 0D 0A） ⑤ 發(fā)送短消息命令 發(fā)送 AT+CMGS=I381 1314845（ 41 54 2B 43 4D 47 53 3D 31 33 38 31 31 33 31 34 38 34 35 0D） 其中 “ 13811314845” 為手機(jī)號(hào) 返回： （ 0D 0A 3E 20） 發(fā)送： testing（ 74 65 73 74 69 6E 67 1A 0D） 返回： +CMGS： 89 OK (2) 串口初始化及功能說明 在系統(tǒng)開始運(yùn)行前 ， 首先檢驗(yàn) CPU 與 GSM／ GPRS 模塊的連接是否正確 ， 這包括 AT指令測試 ， 信號(hào)檢查并設(shè)置新消息來提示功能 。若超過了范圍，則返回 ERROR。如無特殊說明， AT 指令都以 ODH 為發(fā)送結(jié)尾命令。 通常通信標(biāo)準(zhǔn)中給出的 AT 指令都是以 ASCII 字符提供的，事實(shí)上，采用單片機(jī)匯編語言編程，需要提供相關(guān)的十六進(jìn)制代碼。 (1) 通信命令處理 通信數(shù)據(jù)處理主要是針對(duì)需要發(fā)送的數(shù)據(jù)和接收到的信息進(jìn)行相關(guān)處理。為保證可靠的傳輸，在傳輸開始前，通過協(xié)議建立連接，在每一幀的傳輸中，采用發(fā)送／應(yīng)答／重連／失敗方式進(jìn)行。這種按照自定義的串口通信協(xié)議，簡稱為 SPCP （ Serial Port Communication Protoco1） 。 表 4 AT指令表 AT 指令 功 能 描 述 AT+OFF 關(guān)機(jī)并重新啟動(dòng) AT+CSDH=0 在 TEXT 模式下在返回值中不顯示詳細(xì)的頭信息 ATE0 關(guān)閉回顯 AT+CMGF=1 選擇短信格式為 TEXT 模式 AT+CMGS 發(fā)送短信息 設(shè)置發(fā)送方式及中心號(hào)碼 發(fā)送測試連接命令 設(shè)置輸出端口并啟 動(dòng) 串口初始化 發(fā)送相應(yīng)短信息 XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 續(xù)表 AT+CMGR 讀取短信息 AT+CMGD=0 刪除全部短信息 1. 系統(tǒng)通訊協(xié)議 TC35i 模塊有固定的傳輸參數(shù)： 8 位數(shù)據(jù)位和 1 位停止位，無校驗(yàn)位。 PDU Mode 被所有手機(jī)支持，可以使用任何字符集，這也是手機(jī)默認(rèn)的編碼方式。部分 AT 指令如表 4 所示。 圖 10 TC35i模塊 的運(yùn)行框圖 TC35i 模塊是采用 AT 指令集進(jìn)行控制的，采用 AT 指令可以實(shí)現(xiàn)模塊參數(shù)的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與 接收。當(dāng) TC35i 模塊 完成初始化后 ，發(fā)送相應(yīng)的短信息 。 XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 四、 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) （一） TC35i 模塊的初始化 監(jiān)控過程開始時(shí)，單片機(jī)通過 PIC16F877 的一個(gè)端口控制 MAX RS232 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn) 串行 通信 激活 TC35i 來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)短消息，完成與主控端的數(shù)據(jù)交換。 機(jī)房監(jiān)控和遠(yuǎn)程維護(hù)管理系統(tǒng) 金融證券行業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的機(jī)房監(jiān)控 ； 通信行業(yè)遠(yuǎn)端無人值守站機(jī)房監(jiān)控和遠(yuǎn)程維護(hù)（如移動(dòng)通信基站、微波站、光纖中繼站等）；其他無人值守點(diǎn)（如倉庫、辦公樓等）監(jiān)控 。 中間商管理和服務(wù)系統(tǒng) 中間商管理和服務(wù)應(yīng)用：如產(chǎn)品價(jià)格調(diào)整信息、新產(chǎn)品信息、業(yè)務(wù)結(jié)算信息等 。下面簡述其功能的覆蓋范圍：企業(yè)辦公系統(tǒng) 會(huì)議通知、自動(dòng)辦公處理流程中的信息通知、活動(dòng)通知、日程提醒等。該移動(dòng)終端結(jié)合 Rockwell 公司的 Jupiter GPS OEM 板，并由單片機(jī)控制而組成的車載移動(dòng)單元，可以很好的完成利用 GSM 短消息傳送車輛定位信息的工作。再進(jìn)行語音通話時(shí)，話音清晰?？紤]到設(shè)計(jì)中的電磁兼容和靜電保護(hù)等因素，為了達(dá)到最佳的通話效果，采用在 SIM 支架下，即印刷電路板的頂層敷設(shè)一層銅隔離網(wǎng)，該層敷銅與 SIM 卡的 CCGND 引腳相連， CCGND 和電路板的 GND 之間通過兩個(gè)并聯(lián)的電容和電感耦合。但是目前移動(dòng)運(yùn)營商所提供的 SIM 卡均無 CCIN 引腳， 所以在設(shè)計(jì)電路時(shí)將引腳 CCIN 與 CCVCC 相連。在 為 SIM 卡預(yù)留 5 個(gè)引腳的基礎(chǔ)上， TC35 在 ZIF 連接器上為 SIM 卡接口預(yù)留了 6 個(gè)引腳，所添加的 CCIN 引腳用來檢測 SIM 卡支架中是否插有 SIM 卡。 （ 3） SIM 卡電路 基帶處理器集成了一個(gè)與 ISO 78163 IC Card 標(biāo)準(zhǔn)兼容的 SIM 接口。信號(hào) RING0 用來向蜂窩設(shè)備指示接收到 URC。 TC35i模塊通過 RS232 接口各引腳輸出的信號(hào)有 RxD0、 CTS0、 DSR0、 DCD0、 RING0，輸入的信號(hào)為 TxD0、 RTS0、 DTR0。在 MAX3238 與 ZIF 連接器相應(yīng)引腳連接時(shí)，要注意發(fā)送、接收引腳連接正確。如果所有接收通道的輸入電壓位于 ～ 的時(shí)間大于 30uS，則 INVALID（ 15 腳 ） 引腳為低電平 （ 數(shù)據(jù)無效 ） 。在 AutoPower down Plus 功能有效的時(shí)，如果檢測到接收或發(fā)送引腳有信號(hào)輸入，該芯片自動(dòng)被激活，轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)。在正常運(yùn)行模式下，約 30 秒事件內(nèi)若芯片在接收和發(fā)送引腳沒有檢測到有效信號(hào)，將自動(dòng)進(jìn)入 Power down 模式，此時(shí)耗電 1uA。15KV 人體靜電保護(hù)措施，兼容 5V 邏輯輸入，內(nèi)含 3 路接收、 5 路發(fā)送串行通信接口，最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá) 250 kbps。 TI 公司的 MAX3238 芯片供電電壓為 3～ ，符合 TIA/EIA232F 和 ITU 標(biāo)準(zhǔn)。 TC35模塊還支持 RTS0/CTS0 的硬件握手和 XON/XOFF 的軟件流控制。 TC35i 的數(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā)，符合 ITUT RS232 接口電路標(biāo)準(zhǔn)，工作在 CMOS（ ） 。啟動(dòng)后， 15 腳的信號(hào)應(yīng)保持高電平。啟動(dòng)電路由開漏極三極管和上電復(fù)位電路組成。 TC35i 共有 40 個(gè)引腳，通過ZIF 連接器分別與電源電路、啟動(dòng)與關(guān)機(jī)電路、數(shù)據(jù)通信電路、語音通信電路、 SIM 卡電路、指示燈電路等連接。 硬件握手信號(hào)用 RTS0/CTS0， 軟件流量控制用 XON/XOFF， CMOS電平 ， 支持標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令集。 XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 TC35i 模塊的數(shù)據(jù)輸入 /輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合 ITUTRS232 接口標(biāo)準(zhǔn) 。第 1～ 14 腳為電源部分，其中 1～ 5 為電源電壓輸入端，6～ 10 引腳為電源地 GND， 1 12 引腳為充電引腳， 13 腳為對(duì)外輸出電壓（供外電路使用）， 14 腳為 ACCU/TEMP 接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻； 24～ 29 腳為 SIM 卡引腳，分別為 CCIN， CCRST， CCIO， CCCLK， CCVCC 和 CCGND； 33～ 40 腳為語音接口用來接電話手柄； 1 31 和 32 腳為控制部分， 15 引腳為啟動(dòng)線 IGT（ Ignition） ,當(dāng) TC35i通電后必須給 IGT 一個(gè)大于 100ms 低電平，模塊才啟動(dòng)， 30 引腳為 RTC back up， 31腳為 Power down， 32 腳位 SYNC， 16～ 23 腳為數(shù)據(jù)輸入 /輸出 ， 分別為 DSEO， RINGO，RXDO， TXDO， CTSO， RTSO， DTRO 和 DCDO。當(dāng)插入 SIM 卡，該引腳置為高電平時(shí)，系統(tǒng)方可進(jìn)入正常工作。為了適合外部的 SIM 接口，該接口連接到主接口 （ ZIF 連接器 ） 。在不需要額外硬件電路的前提下，可支持 FR、HR 和 EFR 語音信道編碼。 （ 3） TC35i 模塊結(jié)構(gòu) TC35i 模塊主要由 GSM 基帶處理器、 GSM 射頻模塊、供電模塊 (ASIC)、閃存、 ZIF連接 器、天線接口六部分組成。一種是指示發(fā)射狀態(tài)時(shí)的功率增長情況，另一種是指示 TC35i 的工作狀態(tài)。它支持 Text 和 PDU 格式的SMS (Short Message Service， 短消息 )， 可通過 AT 命令或關(guān)斷信號(hào)實(shí)現(xiàn)重啟和故障恢復(fù)。 TC35i 的數(shù)據(jù)接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合 ITUTRS232 標(biāo)準(zhǔn)。 1 31 和 32 腳為控制部分：15 為點(diǎn)火線 IGT(Ignition)， 當(dāng) TC35i 通電后必須給 IGT 一個(gè)大于 100ms 低電平，模塊才啟動(dòng)； 30 為 RTC backup， 31 為 Power down， 32 為 SYNC。 24～ 29 為 SIM 卡引腳，分別為 CCIN、 CCRST、 CCIO、 CCCLK、 CCVCC和 CCGND。這 40 個(gè)引腳可以劃分為 5 類，即電源、數(shù)據(jù)輸入 /輸出、 SIM 卡、音頻接口和控制。C。C,存放 30176。溫度范圍 正常操作 20176。工作在 EGSM900MHz 和 GSM1800MHz(phase 2/2+) 雙頻段 ,電源范圍為 ～ V ,為單一電壓，可傳輸語音和數(shù)據(jù)信號(hào) , 功耗在EGS900 (4 類 ) 和 GSM1800 (1 類 ) 分別為 2 W 和 1 W ,通過接口連接器和天線連接器分別連接 SIM 卡讀卡器和天線， SIM 電壓為 3V/。最初設(shè)計(jì) TC35i 模塊用于高速 M2M 系統(tǒng)（ MachinetoMachine00） ，現(xiàn)在正被應(yīng)用在更廣闊的領(lǐng)域，例如測量和遠(yuǎn)程維護(hù)，交通系統(tǒng)，倉儲(chǔ)運(yùn)輸，保安系統(tǒng)，無線網(wǎng)關(guān)及接入設(shè) 備，自動(dòng)售貨機(jī)，衛(wèi)生保健和建筑技術(shù)等。所以本課題就是選用西門子 GSM 通信模塊 TC35 系列的蜂窩通信引擎 TC35i。 （ 1） TC35i 無線模塊 目前 ,國內(nèi)常用的 GSM 模塊有 Wavee 的 WMO2 系列、 Fal 的 A2D 系列、愛立信的 DM10/DM20 系列、中興的 ZXGM18 系列和西門子公司的 TC35 系列等，這些模塊的功能和用法差別不大 ,但各有所長。這一章將詳細(xì)介紹 Siemens 公司的 GSM 模塊 TC35i、 TI 公司的電平轉(zhuǎn)換芯 片MAX3238 等器件，及其構(gòu)成的移動(dòng)終端的硬件電路。蜂鳴器 與 PIC16F877 單片機(jī)的電路連接原理圖 如圖 7 所示 。 圖 6 MAX232與 PIC16F877外圍電路原理圖 XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 （五）接收電路中的報(bào)警電路設(shè)計(jì) 由單片機(jī)的 RB2 端口的輸出的電平來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，但是由于 RB2 端口輸出的電壓比較微弱，為了保證蜂鳴器在特定的情況下能正常發(fā)出報(bào)警信號(hào)，因此在信號(hào)輸入前增加了一個(gè)放大器。 表 3 DS18B20的各個(gè) 管腳對(duì)應(yīng)功 能 引腳名 引腳序號(hào) 引腳類型 功能說明 續(xù)表 GND 1 P 接地端 XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 DQ 2 I /O 數(shù)據(jù)的輸出端，為單總線結(jié)構(gòu)控制 VDD 3 P 正電 源端 圖 5 DS18B20與 PIC16F877外圍電路原理圖 （四）單片機(jī)與 MXA232 串行通信電路的設(shè)計(jì) 采用 MAX232 作為 串行通信的 電平轉(zhuǎn)換電路， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行通信功能，不但硬件電路簡單，而且 PIC16F877 對(duì)其的控制也易于實(shí)現(xiàn)，符合設(shè)計(jì)要求。 表 2 LCD1602的各個(gè) 管腳