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GSM是Global System for Mobile Communications的縮寫，意為全球移動通信系統(tǒng)，是世界上主要的蜂窩系統(tǒng)之一。GSM是基于窄帶TDMA制式，允許在一個射頻同時進行8組通話。GSM80年代興起于歐洲，1991年投入使用。到1997年底，已經(jīng)在100多個國家運營，成為歐洲和亞洲實際上的標準，到了2001年，在全世界的162個國家已經(jīng)建設(shè)了400個GSM通信網(wǎng)絡(luò)。但GSM系統(tǒng)的容量是有限的，在網(wǎng)絡(luò)用戶過載時，就不得不構(gòu)建更多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。值得欣慰的是GSM在其他方面性能優(yōu)異，它除了提供標準化的列表和信令系統(tǒng)外，還開放了一些比較智能的業(yè)務(wù)如國際漫游等。GSM手機的方便之處在于它提供了一個智能卡，人們稱之為SIM卡，并且機卡可以分離，這樣用戶更換手機并且定制個人信息這方面都十分便利了。 GSM網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年的發(fā)展完善，現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟，盲區(qū)少，信號穩(wěn)定，自動漫游，并且通訊距離不受周圍環(huán)境影響。尤其是GSM短信息，靈活方便，可以跨市、跨省、甚至跨國傳送，而且每發(fā)送一條短信息只要1毛錢，非�？煽苛畠r。此外，目前手機SIM卡近年來可以0元申請辦理，某些套餐使用費用比固話還低。因此利用手機短信來實現(xiàn)報警、超遠程遙控工業(yè)設(shè)備、傳輸數(shù)據(jù)是一個非常不錯的選擇。 GSM模塊，是一個類似于手機的通訊模塊，集成了手機的若干功能于一塊小電路板上，它可以發(fā)送短消息，通話等等，模塊雖小，但它具備了很多手機的功能，擁有它等于就是擁有了手機的核心部分了，它在很多應(yīng)用領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用，GSM模塊通過使用AT指令才能控制它，模塊可以與電腦RS232串口相連，也可以用單片機來進行控制。下面我們例舉一些典型的應(yīng)用： 1、 手機控制的門禁系統(tǒng)： 用GSM控制門禁系統(tǒng)的電控鎖，如果你需要進門，只要用手機撥打GSM模塊內(nèi)手機卡號，門就會自動打開，并且只有你設(shè)置的手機號碼才能開門，而且沒有任何費用產(chǎn)生。 2、 三翻廣告牌的災(zāi)害天氣緊急關(guān)閉： 三翻廣告牌是通過電機實現(xiàn)不斷翻轉(zhuǎn)顯示多個廣告內(nèi)容，因為安裝在室外，當出現(xiàn)大風、冰雹等災(zāi)害天氣時，廣告牌很容易被吹壞或者卡死損壞，這時需要緊急關(guān)閉，你可以通過繼電器常閉接點來控制廣告牌的電源，這時你只要發(fā)送“關(guān)閉”控制短信后，廣告牌就會自動關(guān)閉，并且自動延時一定時間后自動恢復(fù)正常工作（一般災(zāi)害性天氣不會持續(xù)很長時間）如果你想提前打開廣告牌，可以發(fā)送“打開”控制短信。 3、 工程系統(tǒng)的余款催交： 一些工程都是安全完成后正常運行一段時間后才把余款結(jié)清，如果碰到客戶惡意拖欠貨款，往往安裝方非常頭疼，因為設(shè)備已經(jīng)安裝了，如果拆回來損失很大，尤其是外地客戶非常勞民傷財，這時可以在客戶系統(tǒng)中先安裝的GSM模塊，用它進行一路或多路控制系統(tǒng)的一些關(guān)鍵點，當客戶惡意拖欠貨款時可以通過短信關(guān)閉一些功能，迫使客戶付清貨款然后立即短信開通，如果已經(jīng)順利回收貨款還可以借系統(tǒng)維護的名義把GSM模塊從客戶系統(tǒng)中拆除。 4、 監(jiān)控系統(tǒng)或者網(wǎng)站服務(wù)器的報警及復(fù)位： 監(jiān)控系統(tǒng)或者網(wǎng)站服務(wù)器經(jīng)過長時間運行后可能會出錯死機，這時候斷電復(fù)位是唯一的解決方法，這時可以通過GSM模塊控制系統(tǒng)的電源，并設(shè)置成打開3秒后自動關(guān)閉模式，可以實現(xiàn)斷電復(fù)位，此外，GSM模塊在一些特殊應(yīng)用領(lǐng)域也起到了非常大的作用，如：主電源消失、內(nèi)存錯誤、散熱風扇停機、燃油耗盡、有人入侵等各種信息，是無人機房監(jiān)控的理想選擇。 5、 家電的遠程控制： 通過短信控制可以輕松實現(xiàn)遠程打開電飯煲、熱水器等家電，通過控制遙控器或切換到維修模式也能控制空調(diào)。 看完了GSM模塊的一些應(yīng)用舉例，相信你一定對它有了非常大的興趣了吧，由于當前市場上GSM模塊產(chǎn)品型號眾多，很多國外產(chǎn)品可用的資料卻比較少，特別是中文開發(fā)文檔比較少，所以，在此我們例舉一些技術(shù)成熟，文檔資料易找，購買起來方便的幾款GSM模塊產(chǎn)品。它們分別是西門子的TC35i，明基BENQ M22，傻瓜式GSM模塊JB35GD等，下面我們就一起來看一下市面上常見的幾款GSM模塊。 TC35i TC35i模塊是一款支持中文短信息的工業(yè)級的新版GSM模塊,工作在EGSM900和GSM1800雙頻段,電源范圍為直流3.3～4.8V ,休眠狀態(tài)電流消耗為3.5mA，空閑狀態(tài)為25mA，發(fā)射狀態(tài)為300mA(平均)，峰值為2.5A；可傳輸語音和數(shù)據(jù)信號, 功耗在EGSM900(4類)和GSM1800(1類)分別為2W和1W ,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/1.8V，TC35i通過AT命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù),可選波特率為300b/s～115kb/s , 自動波特率為1.2kb/s～115kb/s。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)斷信號實現(xiàn)重啟和故障恢復(fù)。 TC35i由供電模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口等6部分組成。作為TC35i的核心基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語音和數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有模擬和數(shù)字功能。 TC35i硬件設(shè)計： TC35i模塊有40個引腳，通過一個ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)連接器引出。這40個引腳可以劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。 TC35i的第1～5引腳是正電源輸入腳通常推薦值4.2V，第6～10引腳是電源地。11、12為充電引腳，可以外接鋰電池，13為對外輸出電壓(共外電路使用)，14為ACCU-TEMP接負溫度系數(shù)的熱敏電阻，用于鋰電池充電保護控制。 15腳是啟動腳IGT，系統(tǒng)加電后為使TC35i進入工作狀態(tài),必須給IGT加一個大于100ms的低脈沖,電平下降持續(xù)時間不可超過1ms。 16～23為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0 和DCD0。tc35i模塊的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實際上是一個串行異步收發(fā)器，符合ITU-T RS232接口標準。它有固定的參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無校驗位，波特率在300bps~115kbps之間可選，默認9600。硬件握手信號用RTS0/CTS0，軟件流量控制用XON/XOFF，CMOS電平，支持標準的AT命令集。 其中18腳RXD、19腳TXD為TTL的串口通訊腳，可以方便和單片機進行通訊。 TC35i使用外接式SIM卡, 24～29為SIM卡引腳，SIM卡同TC35i是這樣連接的:SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通過SIM卡閱讀器與TC35i的同名端直接相連，ZIF連接座的CCIN引腳用來檢測SIM卡是否插好，如果連接正確，則CCIN引腳輸出高電平，否則為低電平。 TC35i的第32腳SYNC引腳有兩種工作模式，一種是指示發(fā)射狀態(tài)時的功率增長情況，另一種是指示TC35i的工作狀態(tài)，可用AT命令A(yù)T+SYNC進行切換，本模塊使用的是后一種。當LED熄滅時,表明TC35i處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當LED為600 ms亮/600ms滅時，表明SIM卡沒有插入或TC35i正在進行網(wǎng)絡(luò)登錄；當LED為75 ms亮/3s熄時，表明TC35i已登錄進網(wǎng)絡(luò)，處于待機狀態(tài)。 30、31、32腳為控制腳，其中30為RTC backup，31為Power down，32 為SYNC。 35～38為語音接口，35、36接揚聲器放音。37、38可以直接接駐極體話筒來采集聲音（37是話筒正端，39是話筒負端） TC35I開發(fā)技巧： 模塊的供電電壓如果低于3.3V會自動關(guān)機。同時模塊在在發(fā)射時，電流峰值可高達2A。同時在此電流峰值時，電源電壓（送入模塊的電壓）下降值不能超過0.4V。所以該模塊對電源的要求較高，電源的內(nèi)阻+FFC聯(lián)接線的電阻必需小于200mΩ。 單片機通過兩根I/O口控制TC35的開關(guān)機、復(fù)位等，通過串口與TC35進行數(shù)據(jù)通信，通信速率為9600Kbps，采用8位異步通訊方式，1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位。 TC35模塊輸入輸出的TTL正電平邏輯不是+5V，而是+2.9V，因此必要時加端口保護。 BENQ M22 M22是BENQ推出的一款內(nèi)置TCP/IP over PPP的GPRS模塊，價錢比較便宜。在設(shè)計結(jié)構(gòu)上，它采用插槽代替排線，這樣就可以將其懸空放置，不占用PCB面積，它的下面可以放置SIM卡槽和其他芯片和電路。通過AT指令完成GPRS撥號，PPP連接，TCP/IP應(yīng)用，使用較方便。但是，它的缺點也很明顯：穩(wěn)定性不夠，麥克風和聽筒接口需要比較麻煩的濾波電路。TCP/IP部分功能有限，只能實現(xiàn)標準的TCP/UDP通信，只能作為客戶端，不支持偵聽，也就不能作服務(wù)器。但即使能提供偵聽功能模塊，在大多數(shù)GPRS環(huán)境下也不能使用，因為通常，中國移動分配給GPRS終端用戶的IP地址并非INTERNET上的公網(wǎng)IP，而是移動內(nèi)部地址，通過NAT方式訪問INTERNET。這樣，公網(wǎng)IP用戶就無法連接上移動內(nèi)部IP。這里多說幾句，需要實現(xiàn)類服務(wù)器功能的用戶，在這種情況下可以自己編寫代碼，通過識別特定短信號碼或內(nèi)容信息來主動連接到INTERNET公網(wǎng)IP地址用戶，從而實現(xiàn)類似的偽服務(wù)器的功能。如果采用某些DTU，甚至可以不用寫該短信識別程序，一般DTU都內(nèi)置短信-〉連上GPRS的功能，只需要簡單設(shè)置幾個參數(shù)。 關(guān)于撥號：如果您撥號后顯示的是PPP協(xié)議信息，請用 AT*97# 關(guān)于TCP/IP使用：撥號成功后，數(shù)據(jù)實現(xiàn)透明傳輸。發(fā)送+++后等待一段時間后返回AT指令模式，此時如果需要再次返回數(shù)據(jù)模式，使用ATO；需要斷開TCP（UDP不存在持續(xù)連接）持續(xù)連接，使用ATH。 一些關(guān)于M22的問題（主要談軟件方面，不涉及硬件特性問題）： 1、在使用TCP協(xié)議時，數(shù)據(jù)幀長度超過1200個字節(jié)，TCP連接會斷掉；在使用UDP協(xié)議時，數(shù)據(jù)幀長度超過1024，模塊會直接復(fù)位。 2、有時候提示連上GPRS之后，卻無法發(fā)送和接收任何數(shù)據(jù)。 3、有時候在撥號后，模塊會自動重新啟動，過程中不響應(yīng)任何AT指令，通常等待15秒后模塊重啟，此時可重新?lián)芴枴?/font> 4、發(fā)送數(shù)據(jù)長度超過1024后自動發(fā)送該1024部分；不及1024而需要發(fā)送，可以在向串口發(fā)送數(shù)據(jù)后，等待2-3秒，數(shù)據(jù)會自動發(fā)送出去。 5、有些時候，模塊一旦斷掉后，就無法自動重啟，而必須先手動斷開電源，再打開的方式重新啟動。察看硬件手冊，可以通過設(shè)置相關(guān)硬件引腳并且通過AT指令感應(yīng)該引腳電壓來實現(xiàn)軟件重啟功能，這樣也許可以解決我們遇到的問題，但因為條件限制，沒有最終測試。 JB35GD 常見的家庭防盜報警器都是通過電話線撥號報警的，然而固定電話配線箱一般都集中放置在居民樓的樓道里，如果小偷入室以前先打開配線箱把電話線破壞了，系統(tǒng)就不可能報警了。如果用JB35GD開發(fā)的家庭GSM防盜報警器，就完全可以避免被破壞的可能，大大增加了報警器的可靠性和安全性。 用JB35GD開發(fā)汽車GSM報警器,直接把車輛報警短信發(fā)到用戶的手機里，可以在全球任何一個角落監(jiān)控你的汽車，徹底解決你在高層住宅樓上或商場內(nèi)聽不到車輛報警聲音的矛盾。還能用手機遠程遙控被盜汽車斷油、斷電。利用手機SIM卡的基站定位功能還能大至確定被盜汽車的位置。利用JB35GD向外發(fā)短信或撥打電話報警，可以做到現(xiàn)場無任何聲音，徹底解決汽車停在住宅小區(qū)內(nèi)報警噪音擾民的問題，真正做到綠色環(huán)保。 JB35GD系列短信模塊有著以下一些特點： 1.模塊可以直接驅(qū)動8路繼電器。8路繼電器可以用短信遙控、短信定時遙控、DTMF遙控、振鈴遙控來控制。 2.具有短信遙控結(jié)果回傳功能。模塊在收到遙控短信后，能把控制結(jié)果仍以短信的形式回傳。 3.設(shè)有來電號碼過濾器，拒絕非法手機遙控模塊繼電器，使你的手機具有遙控“身份證”的作用。 4.模塊的設(shè)計思路以人性化為本，以直觀的中文作為短信遙控指令和報警短信內(nèi)容，且用戶可自定義。 5.模塊內(nèi)可以預(yù)先存入20條報警短信內(nèi)容和發(fā)送手機號，可以在有線或無線傳感器的觸發(fā)下對應(yīng)發(fā)送。 6.12個無線報警防區(qū)（需在JB35G的擴展管腳上增配315M解碼接收板）。 7.8個有線報警防區(qū)，采用上下沿跳變觸發(fā)報警，適合接任何形式的傳感器。 8.每路有線和無線報警防區(qū)觸發(fā)后，能同時向6個手機發(fā)送報警短信、向6個手機撥打報警電話。 9.報警短信內(nèi)容和號碼的設(shè)置可以用電腦軟件改寫，也可以用手機發(fā)短信來改寫。 10.設(shè)防/解防控制腳，通過外接高低電平來控制12個無線防區(qū)和8個有線防區(qū)的設(shè)防、解防。 11.可以通過手持遙控器對模塊進行設(shè)防、解防、半設(shè)防、禁止解防（需增配315M接收板和遙控器）。 12.可以通過短信和電話控制模塊進行設(shè)防、解防。 13.可以通過短信定時遙控功能，實現(xiàn)每天幾點幾分自動設(shè)防，幾點幾分自動解防。 14.支持語音通話功能，可以用模塊開發(fā)車載電話。 15.報警后可以監(jiān)聽環(huán)境聲音。 16.智能化RS232、TTL串口，既能傳送數(shù)據(jù)，又能把計算機文本發(fā)送給普通手機閱讀。 17.來電顯示號碼可以通過串口輸出。 18.工作電壓采用12V直流供電，兼容汽車供電系統(tǒng)。 19.具有免話費的振鈴遙控功能。通過撥打電話時的來電顯示和振鈴聲的觸發(fā)下，使繼電器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。 20.JB35GD增配了短信測量A/D轉(zhuǎn)換板，就能把現(xiàn)場采集測量到的5路溫度數(shù)據(jù)和8路電壓量數(shù)據(jù)以短信的形式發(fā)到你的手機上，實現(xiàn)遠程漫游監(jiān)測。 JB35GD短信模塊是一個由GSM模塊加上單片機組成的一個控制系統(tǒng)。GSM或CDMA手機模塊主要是用來建立無線信道，并接收和發(fā)出短消息。單片機系統(tǒng)用來控制手機模塊，并且對收到的短消息信息進行解釋并執(zhí)行。單片機控制板采用雙CPU模式，使系統(tǒng)能同時處理多項任務(wù)，采用獨立時鐘的看門狗電路，防止軟件死機。由MT8870負責雙音頻解碼，完成DTMF通話遙控，MAX232完成和計算機的RS232通訊，CD4094完成輸出串行轉(zhuǎn)并行的八路隔離驅(qū)動繼電器。 該模塊機體積非常小巧，沒有設(shè)計話筒插座，但是板上預(yù)留了接口，模塊上21～25引腳的含義是：21、22接駐極體話筒，23、24接32歐姆左右的喇叭，25是地。 管腳描述： 1腳: 接地 GND 2腳: 正電源 VCC +12V 3腳: 第八路三極管集電極開路輸出，可直接驅(qū)動繼電器。 4腳: 第七路三極管集電極開路輸出，可直接驅(qū)動繼電器。 5腳: 第六路三極管集電極開路輸出，可直接驅(qū)動繼電器。 6腳: 第五路三極管集電極開路輸出，可直接驅(qū)動繼電器。 7腳: 第四路三極管集電極開路輸出，可直接驅(qū)動繼電器。 8腳: 第三路三極管集電極開路輸出，可直接驅(qū)動繼電器。 9腳: 第二路三極管集電極開路輸出，可直接驅(qū)動繼電器。 10腳: 第一路三極管集電極開路輸出，可直接驅(qū)動繼電器。 11腳: 有線報警傳感器S1輸入，下降沿觸發(fā)，受20腳設(shè)防、解防控制。 12腳: 有線報警傳感器S2輸入，下降沿觸發(fā)，受20腳設(shè)防、解防控制，對應(yīng)報警設(shè)置（一）短信。 13腳: 忙閑狀態(tài)輸出（低電平0V：表示JB35GD處于空閑待機狀態(tài)；高電平5V：表示JB35GD處于忙的狀態(tài)） 14腳: 有線報警傳感器S3輸入，下降沿觸發(fā)，受20腳設(shè)防、解防控制。 15腳: 有線報警傳感器S4輸入，上升沿觸發(fā)，受20腳設(shè)防、解防控制。 16腳: 有線報警傳感器S5輸入，上升沿觸發(fā)，受20腳設(shè)防、解防控制。 17腳: 有線報警傳感器S6輸入，上升沿觸發(fā)，受20腳設(shè)防、解防控制。 18腳: 有線火災(zāi)煙霧傳感器S7輸入，下降沿觸發(fā)，24小時永遠設(shè)防。 19腳: 有線緊急按鈕S8輸入，下降沿觸發(fā)，24小時永遠設(shè)防。 20腳: 設(shè)防/解防控制腳，通過外接高低電平來控制系統(tǒng)的無線報警輸入和有線報警輸入的設(shè)防、解防。 JB35GD右側(cè)擴展管腳描述： 21腳: 連接315M解碼接收板上的PT2272的VT腳。 22腳: 連接315M解碼接收板上的PT2272的13腳。 23腳: 連接315M解碼接收板上的PT2272的12腳。 24腳: 連接315M解碼接收板上的PT2272的11腳。 25腳: 連接315M解碼接收板上的PT2272的10腳。 26腳: 給外部的315M解碼接收板提供+5V的工作電源。 27腳: 接地 GND，連接315M解碼接收板上的接地 GND。 使用時第一步，接通12V穩(wěn)壓直流電源。（如果驅(qū)動8只繼電器，則必須保證穩(wěn)壓電源的輸出電流≥1000mA，變壓器功率≥10W。） 如果是第一次接通電源，須等待20秒～10分鐘，LED光才亮，進入待機狀態(tài)。如果是第二次以后接通電源，則只須等待20～30秒，LED發(fā)光管亮，進入待機狀態(tài)。（在此等待時間內(nèi)JB35先進行GSM網(wǎng)絡(luò)搜尋，再進行SIM卡格式化過程。GSM網(wǎng)絡(luò)搜尋大約須要20～30秒時間。SIM卡格式化過程大約須要1秒～10分鐘不等。格式化SIM卡的目的是刪除SIM卡內(nèi)的電話簿和短信箱中的內(nèi)容，因為這些存儲空間是JB35以后用來存儲運行中一些重要數(shù)據(jù)的。格式化時間的長短取決于電話簿里的內(nèi)容多少，如果電話簿內(nèi)容本身為空，則只須10秒就完成格式化。）登陸網(wǎng)絡(luò)成功以后LED會變成常亮，而且手機模塊上的一個綠色貼片LED也會以0.5HZ的頻率閃光，表示網(wǎng)絡(luò)連接成功。 總結(jié) 除了上述幾款GSM模塊，我們還可以看到的模塊有：Wavecom 的GSM（Mo3、Mo2）,愛立信的DM10/DM20, GM22/GM25,GM47/48等，中興的ZXGM18,ZXGM28。Motorola 的d10、d15。有興趣的讀者，可以從網(wǎng)絡(luò)上了解一下相關(guān)信息。 BenQ是最便宜的GPRS模塊而且?guī)CP/IP協(xié)議棧。工業(yè)及車載的高可靠性應(yīng)用西門子是第一選擇，一般工業(yè)及車載應(yīng)用但對成本較敏感的話，可以用Wavecom的。普通環(huán)境及成本高度敏感的，建議用BenQ的。另外要清楚的是：在選擇GPRS數(shù)據(jù)通訊時要注意是否需要內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧，這亦影響品牌及型號的選擇GPRS外置Modem一般僅是GPRS模塊＋SIM卡＋電源變換＋RS232接口及簡單的控制電路組成，嵌入式應(yīng)用最好直接用模塊，桌面應(yīng)用可以考慮采用成品外“貓”，原裝進口價也就1千多。嵌入式應(yīng)用選模塊時，若僅使用SMS及語音的話，西門子的TC35i是不錯的選擇，若使用GPRS數(shù)據(jù)通訊的話，最好選帶協(xié)議棧的模塊，低端則可選BenQ的模塊如M22。
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