单片机控制GSM模块通信
时间：2020-12-13 08:05:50 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
(内蒙古师范大学 物理与电子信息学院，内蒙古 呼和浩特 010022)
摘 要：文章 介绍了基于GSM(Global System for Mobile Communication)网络的短消息业务，采用wism0 2c GSM模块和AT89S52单片机组成 系统的工作原理，说明了单片机与GSM模块之间的通信以及利用AT指令控制GSM模块发送短消 息的具体方法。
关键词：GSM模块；
AT指令；
AT89c51；
短消息
中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2010)02—0087—02
传统的通信方式主 要有短波通信、卫星通信和超短波通信［1］。短波通信由于其固有缺 点且受气候的影响大，在实时采集数据传输系统用中很少采用。卫星通信的传输质量好，传 输距离不受限制，覆盖面积大，受地形、气候的影响小，组网灵活，但目前运行费用偏高。
超短波通信的信号传输比较稳定，质量较好，又具有一定的绕射能力，是我国目前应用最多 、技术上也比较成熟的通信方式，但属于视距传输，且受地形限制，在山地通信时需要设置 中继站，这样会增加成本。
实时采集数据传输频率较高，但数据信息量小。GSM(Global System for Mobile Commu nications)网络当中的短消息服务（SMS，Short Messaging Service）适合于实时采集数据 的传输。目前一条短消息的信息量限制为140个字节［2］，短消息业务可以被认为 是GSM 系统 中最为简单和方便的数据通讯方式，它无需附加庞大和昂贵的数据终端设备，仅使用GSM模 块就可以达到互相进行通信的目的。再一个优点就是由于利用了现有的网络，用户无需另外 组网，所以节省了昂贵的组建网费用和维护费用，同时，对用户的数量没有任何限制。
1 硬件电路及工作原理
GSM模块采用WAVECOM公司推出的wism02c，支持AT指令。单片机采用AT89C51。
GSM模块数据线是专为连接PC机9针串口而设计的，①信号电平为标准的RS232电平， 只要单片机的串口也转换为RS232电平，就可直接连接。②9针串口的引脚定义是固定的， 即2脚为TXD(GSM模块发送)、3脚为RXD(GSM模块接收)、5脚为GND。这样直接连接这几个线也 可以。单片机输出的是TTL电平，即0～+5v的电压，而RS232输出的是-20V～20V的电压。所 以不能直接连接，需要一个电压转换芯片MAX232。如图1所示。
单片机利用AT指令控制GSM模块，将数据传送出去。AT指令按照GSM模块支持的AT指令 格式书写，通过单片机的串口发送出去。
2 SMS
短消息(Short Message ,SM)是GSM网络系统的主要增值业务之一，短消息接收和发送的 业务代码分别为T21和T22。申请了短消息服务的用户，在手机上设置短消息中心号码后即可 发送短消息，接收短消息无需任何设置。一条短消息的最大长度可为160个英文字符(7位编 码)或70个汉字(16位编码)。短消息是通过控制信道传输的，不占业务信道，在通话的同时 也可以接收短消息。
按短消息发送的方式可分为：块模式（Block Mode）、文本模式（Text Mode）和pdu 模式。
2.1 块模式(BLOCK Mode)
块模式是一个二进制协议，用于移动台和SMSC之间的 短消息传输的PDU(Protocol Description Unit)封装。
2.2 文本模式(TEXT Mode)
文本模式是在为GSM修改的AT指令集的基础上定义的基于字符的 协议。适合非智能终端或终端仿真器。应用软件把纯文本消息传给GSM模块，由GSM模块来构 造TPDU（Transfer Protocol Data Unit ，传输协议数据单元）。文本模式提供的功能比块 模式和PDU模式提供的功能少。在文本模式下，短消息对扩展字符的能力是有限的。
2.3 PDU模式(PDU Mode)
PDU模式和文本模式很相似，主要的区别是它将组装短消息的任务 留给应用系统完成。该模式使AT指令集能方便地组构更多复杂的PDU，例如既可以传递二进 制数据又可以传送字符数据。这种模式给AT指令集带来了方便。
本系统可发送文本模式和pdu模式的短消息。
3 AT指令
AT命令集是从TE（Terminal Equipment，终端设备）或DTE（Data Terminal .Equipmen t，数据终端设备）向TA（Terminal Adapter，终端适配器 ）或DCE（Data Circuit Termin ating Equipment）发送的。通过TA、TE发送AT 命令来控制MS（Mobile Station，移动基 站）的功能与GSM网络业务进行交互［5］。短消息相关的主要AT指令有［6］：
* AT+CMGF：选择短消息信息格式：0-PDU;1-文本
* AT+CMGS：发送短消息
* AT+CMGD：删除SIM卡内存的短消息
* AT+CMGR：读短消息
以下是发送AT指令的步骤（发送的数据都应该采用ASCII码）：
3.1 选择短消息格式
AT+CMGF=1<CR><LF>
1为选择text mode；
0为选择PDU mode；
3.2 以文本模式发送短消息
AT+CMGS=<手机号码><CR><LF<短信内容><0X1A>；
例如：对方号码是13947178096，消息内容是：123
则AT指令串是："A","T","+","C","M","G","S","=",0X22,0X31,0X33,0X39,0X34,0X37 ,0X31,0X37,0X38,
0X30,0X39,0X36,0X22,0X0D,0X0A,0x31,0x32,0x33,0x1a
3.3 以pdu模式发送短消息
SMSC（短信中心）号码是+8613800471500，对方号码是13947178096，消息内容是：“ 水位”。则手机发送的PDU串是08 91 68 31 08 40 17 05 F0 11 00 0D 91 68 31 49 17 87 90 F6 00 08 00 06 6C344F4D。
4 软件仿真
4.1 keil c 与proteus的连接［4］
①检测TCP/IP（该协议一般没有问题，只要网络连接正确即可）。
②复制Proteus安装目录下MODELS文件夹里的vdm51.dll到keil c/c51/BIN目录下。
③修改Keil/c51/TOOLS中［c51］的内容，添加：TDRV4=BIN\ VDM51.DLL(“PROTEUS VSM MO NITOR 51 DRIVER”)。
④在keil c中选择proteus仿真器。
⑤在proteus中选择Debug下的Use Remote Debug Monitor。
4.2 单片机串口通信
单片机晶振频率为11.0592MHz,选择串行模式1，所以波特率为9600Kbit/s［7］。单片机 采用查询的方式发送数据，如果AT指令格式正确，GSM模块返回应答信息给单片机。将程序 绕录到单片机之前，可以利用超级终端和GSM模块的通信确定AT指令的格式。
4.3 发送短信仿真图
图3为用文本模式发送内容“123”到手机号码13947178096的仿真图。
图4为用pdu模式发送短信“水位”到手机号码13947178096的仿真图。
单片机与GSM之间的通信调试成功。
5 结束语
利用GSM网络的短消息业务实现实时采集数据的传输也存在一些不足之处。由于用户发 出的短消息经信令信道传输至短消息服务中心，再由短消息中心按照先后顺序发送出去，所 以遇到短消息高峰或覆盖站点的GSM基站分配的频点较小时，会产生测站信息不能及时发出 ，出现延迟现象。
［参考文献］
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