GSM(Global System for Mobile)这个术语在几年前已有耳闻,但真正让自己有好奇心去了解该术语的含义还是去年.杭州是国内首批实行智能公交系统的城市.第一次看到杭州公交站的电子站台,觉得十分惊讶,发现等下一班公交车原来也可以做到心里有底,即可以知道下一班车还有多久可以到达.问了不少朋友关于该系统是怎么实现的,不少朋友回答说是:GPRS或者GSM.从那时开始,GSM引起了我的注意.去年年底意法半导体举行的嵌入式设计大赛,两个朋友参加了其中GSM设计组,中期调试时有幸见识到他们成功的那一刻.这样,我对GSM的关注更进了一步.
2．TC35特点
国内已开始使用的支持SMS的GSM模块有Falcom的A2D系列、Wavecom的WMO2系列、Siemens的TC35系列、爱立信的DM10/DM20系列、中兴的ZXGM18系列等.其中SiemensTC35系列的TC35I模块以体积小巧、功耗低,便于集成等特点成为目前比较流行的一个SMS模块.TC35I设计紧凑,与GSM 2/2+兼容,集射频电路和基带于一体,向用户提供标准的AT命令接口,为数据、语音、短消息提供陕速、可靠的传输.
TC35I的主要特点及技术指标主要有以下的几个方面:
(1) 支持GSM双频,即GSM900MHz和EGSM1800MHz;
(2) 支持数据、语音、短消息和传真等多种数据传输,其中短消息既支持PDU(Protocol Data Unit,协议数据单元)模式,也支持TEXT(文本)模式;
(3) 尺寸小、重量轻,其模块尺寸为54．5 x 36．0 x 3．6mm,质量仅9g;
(4) 单一电压供电,供电电压范围为3.3—4.8V;
(5) 可选波特率300bps一115kbps,动波特率4.8—115kbps;
(6) 工作电流:休眠状态为3．5mA,空闲状态为25mA,关机状态为50 uA,发射状态为300mA(平均),峰值电流为2.5A;
(7) 温度范围:正常工作温度范围为-20一 +55℃,存放温度为 -30℃一 +85℃;
(8) SIM 电压为3V或1.8V.
3．TC35的应用
GSM模块在无线监控系统中的应用无处不在.例如自动售货机无线监控系统的实现、灌区流量遥测系统的实现、家居安防系统、无人值守仓库监控系统、汽车报警监控系统等等.综合这些系统的实现方式,可以得到如下的基于GSM的无线监控系统结构框图.
其中监控计算机作为监控系统的上位机,上位机通过通讯控制软件向串口发送AT指令字符串,控制GSM模块进行短信息的接收和发送;MCU作为下位机,对检测电路采集的信息通过GSM模块及时向上位机反映.下位机部分电路如图2所示.上位机与GSM通讯模块连接.通信模块、电源、SIM接口电路、Sync引脚指示电路与下位机相同.TC35通过MAX3243与微机的串口进行标准连接进行数据交换.
TC35i有40个引脚,通过一个ZIF(Zero InsertionForce,零阻力插座)连接器引出.这40个引脚可以划分为5类,即电源、数据输 输出、SIM卡、音频接口和控制.其中第1—14脚为电源部分:1—5为电源电压输入端VBATT+,6—10为电源地GND,11、l2为充电引脚,l3为对外输出电压(供外电路使用),14为ACCU—TEMP接负温度系数的热敏电阻.24—29为SIM卡引脚,分别为CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND.33—40为语音接口,用来接电话手柄.l5、30、3l和32脚为控制部分:l5为点火线IGT,当TC35i通电后须给IGT一个大于100 ms的低电平,模块才启动;30为RTC backup,31为Power down,32为SYNC.16—23为数据输入/输出,分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0.TC35i的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器,符合ITU—TRS232接口标准.它有固定的参数:8位数据位和l位停止位,无校验位,波特率在300bps—l15kbps之间可选,硬件握手信号用RTS0/CTS0,软件流量控制用XON/XOFF,CMOS电平,支持标准的AT命令集.
GSM引擎模块提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07规范.GSM07.07中定义的ATCommand接口,提供了一种移动平台与数据终端设备之间的通用接口;GSM07.05对短消息作了详细的规定.在短消息模块收到网络发来的短消息时,能够通过串口发送指示消息,数据终端设备可以向GSM模块发送各种命令.
目前,发送短消息常用Text和PDU(Protocol Data Unit,协议数据单元)模式.使用Text模式收发短信代码简单,实现起来十分容易,但最大的缺点是不能收发中文短信;而PDU模式不仅支持中文短信,也能发送英文短信.PDU模式收发短信可以使用3种编码:7一bit、8一bit和UCS2编码.7一bit编码用于发送普通的ASCH字符,8一bit编码通常用于发送数据消息,UCS2编码用于发送Unicode字符.一般的PDU编码由A B C D E F G H I J K L M十三项组成.如表2.
表2:PDU编码格式
ABCDEFGHIJK L M
A:短信息中心地址长度,2位十六进制数(1字节).
B:短信息中心号码类型,2位十六进制数.
c:短信息中心号码,B+c的长度将由A中的数据决定.
D:文件头字节,2位十六进制数.
E:信息类型,2位十六进制数.
F:被叫号码长度,2位十六进制数.
G:被叫号码类型,2位十六进制数,取值同B.
H:被叫号码,长度由F中的数据决定.
I:协议标识,2位十六进制数.
J:数据编码方案,2位十六进制数.
K:有效期,2位十六进制数.
L:用户数据长度,2位十六进制数.
M:用户数据,其长度由L中的数据决定.J中设定采用UCS2编码,这里是中英文的Unicode字符.
下面举例说明PDU格式的组成.例如要把“有人动车!”五个字发送到13808460649,则PDU数据为:
0001030D91683108480646F932080A67094EBA52A88F-66FF01
(1)00表示省略短信中心号码;
(2)0l表示文件头字节;
(3)03表示信息类型(TP-Message-Reference);
(4)0D表示被叫号码长度;
(5)91表示被叫号码类型;
(6)683108480646F9表示被叫号码,经过了位移处理;
(7)32表示协议标识TP-PID;
(8)08表示数据编码方案TP-DCS,因为要发送U-NICODE内码,所以使用USC2(16bit)编码;
(9)0A表示用户数据长度TP-UDL(以8位码为单位(octet));
(10)67094EBA52A88F66FF01表示用户数据.
