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单片机控制GSM手机的技术及应用.doc

单片机控制GSM手机的技术及应用

距离会产生美只有时间不要太长
2019-05-18 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《单片机控制GSM手机的技术及应用doc》,可适用于IT/计算机领域

单片机控制GSM手机的技术及应用随着科技的飞速发展和人民生活水平的不断提高手机的普及率越来越高更新也越来越快价格也越来越便宜。因为手机工作的无线网络覆盖范围广在信息传递方面性能稳定、可靠所以把手机作为信息传递的载体与单片机结合起来构成应用系统有着强大的生命力和广阔的应用空间特别是在远程数据传输、远程监控等领域更是受到电子设计应用工程师的关注。一些专业刊物也介绍了一些有关这方面的文章然而由于手机的控制指令复杂数据格式繁琐工程技术人员在进行单片机与手机的硬软件接口设计时经常会遇到很多困难有时还无资料可查。笔者在完成一个项目的开发过程中针对几种手机进行了大量的测试和实验在此基础上归纳出一些带规律性的结论对此结论工程设计人员可拿来即用大大缩短研发周期现在把它公布出来愿与广大电子设计人员共享。硬件接口技术方面 目前市场上流行的大部分手机几乎都具有数据引出口并基本上都支持与GsM短信息相关的AT控制指令(GSMSMSAT指令)手机通过数据口以串行方式接收指令并向外输出数据。理论上讲在数据口中找出RxD、TxD和GND引脚与单片机的串口对应连接即完成了硬件接口。然而实际上由于不同品牌不同型号手机的RxD、TxD和GND引脚并非一致找查这三根线有时也非易事况且手机数据口的电平既不是RS电平也不是TTL电平与由V供电的单片机串口还不能直接连接。最简单可靠的方法是使用手机的数据线建立单片机与手机的硬件连接。手机数据线是专为连接PC机针串口而设计的信号电平为标准的RS电平只要单片机的串口也转换为Rs电平就可方便连接。针串口引脚定义是固定的即脚为TxD(手机发送)脚为RxD(手机接收)、脚为GND。这样无论什么型号的手机与单片机的连接就成了固定连接不需要知道手机数据口信号的具体定义二者通过数据线的连接电路如图所示。 需要注意的是:不同手机数据线内部电平转换芯片的供电方式是不同的有的是通过手机直接供电有的是通过窃取PC机串口某些引脚(通常为、、、引脚)的电流经内部整流滤波稳压后提供。判断的方法是将数据线一端插到手机数据口测量另一端脚与脚之间的电压如果有一V左右的电压则为前者如果测不出电压则为后者对于后者则需要单片机为、、、引脚任意一引脚提供V电压即可如图中虚线所示。软件接口技术及控制原理 单片机与手机的软件接口其实就是单片机通过与GSM短信息有关的AT指令控制手机的控制技术如读取手机的短消息内容删除短消息内容列出手机中还未读的短消息等。关于AT指令的功能描述见参考文献的文章内容此处不再赘述。然而执行一条指令也并非某些资料中介绍得那么简单。事实上指令的执行过程需要单片机与手机交互应答完成每一次发送或接收的字节数有严格的规定二者必须依据这些规定实现数据交换否则通信就是失败的。笔者经过对几种手机反复测试总结出来一些规律如表所列。 对几个问题说明如下。 ①所有AT指令的指令符号、常数、PDu数据包等都是以ASCII编码形式传送的比如“A”的ASCII编码为H“T”的AscII编码为H数字“的AsCⅡ编码为H等。 ②单片机控制手机工作必须把手机的短信息工作模式设置为PDu格式即通过指令ATcMGF=O完成。 ③单片机向手机发送每一条指令后必须以回车符作为该条指令的结束回车的ASCII编码为DH。例如单片机向手机发送“ATCMGF=”这条指令其ASCII编码序列为“H、H、BH、H、DH、H、H、DH、H、DH”最后一个字节DH就是回车符表示该条指令结束如果没有这个回车符手机将不识别这条指令。 ④当手机接收到一条完整的AT指令后手机并不立即执行这条指令而是先把刚才接收到的AT指令的全部ASCII编码序列全部反发送出来(含DH)然后发送一个回车符和换行符的ASCII编码即DH和AH最后执行该条指令。 ⑤手机向单片机传送短信息内容时其PDu数据包的内容是以十六进制表示的数据但并不是直接向单片机传递十六进制数据而仍然是把每一位十六进制数以AscII编码来发送。这样二个字节的十六进制数就变成字节的ASCII码。但是PDU数据包中的数据字节长度部分仍然是实际字节长度而不是变成AscII码的字节长度这在编程时应特别注意否则接收的数据就不完整。单片机接收到PDU数据包数据后必须将其恢复成十六进制数据其算法如下:设a为接收的ASCII码b为转换后的十六进制数。如果a<H则b=aH如果a>H则b=aHH最后把前后两个数合并为一个字节。 ⑥手机向单片机应答PDU数据包的字节数不包括前字节数据(短信服务中心地址)但向单片机传送PDU数据包时包括这个字节的数据。例如如果手机应答的PDU数据长度为而实际向单片机传送的十六进制数据为字节ASCII码为×字节所以单片机必须按×字节接收PDU数据。应用实例 笔者利用上述原理和接口技术开发了一个项目:高速公路显示导引系统。安装在高速公路上的LED显示屏实时显示前方路段车辆通行态势和天气气候情况提醒并引导驾驶人员正确驾驶。该系统的使用一定程度上消除了许多交通事故隐患从而保障了道路的畅通和人民生命财产的安全。该系统由控制中心和若干个显示屏组成。控制中心实时将最新信息发送到各显示屏。构建控制中心与显示终端的通信链路传统的方法要么铺设光缆用有线方式实现要么构建专用无线网用无线方式实现。因为高速公路的特殊性控制中心与显示终端之间的距离通常很远两种方案都必须投入大量资金和巨大的施工工作量。如果采用GSM公众无线传输网络控制中心以短信息的形式把显示信息发送到显示终端的技术方案则具有投资小施工方便工作可靠运行费用低等诸多优点。 在控制中心微机编辑好短信息后通过手机这个载体发送出去。在显示终端单片机通过读取手机的短信息把它显示到LED显示屏上。项目的核心技术是单片机与手机的接口和PDU数据包中的汉字信息编码。因为短信息中的汉字仅仅是一个编码单片机应用系统将编码变为汉字点阵数据必须配置汉字字库。按GSM协议规定短信息中的汉字编码为Unicode编码如果构建一个Unicode编码的汉字字库确实是一件繁琐的工作因此在设计单片机应用系统时采用如下两点技术措施。 ①单片机系统配置的字库为GB编码的汉字库即区位码汉字库该汉字库在网上可免费下载固化到Flash存储芯片中即可。当然这样做的前提是PDU数据包中的汉字编码必须为汉字内码而非Unicode编码。 ②控制中心编辑PDU数据包数据时采用自定义数据方式其中代表汉字的数据直接取用汉字的机内码即可免去了把机内码再转换为Unicode编码之苦。实践证明这是可行的。 采用以上技术措施的优点一是省去了两种编码的相互转换二是保证了数据的保密性非系统内用户无法接收即使接收也无法显示。 该项目研制成功投入使用后因显示终端只接收不发送几乎没有运行成本。发送端(控制中心)可采用月租方式也能把运行费用降低到最低限度。因此该项目得到用户满意的评价。

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