用TC35iGSM模块实现测控仪器数据远传

[摘 要]：文在描述基于TC35IGSM模块的无线数据传输系统的原理,构成和功能,同时简单分析这种数据传输方式的优缺点和应用领域,对其无线通讯模块及硬件设计和软件设计部分进行详细介绍。 0 引言 测控仪器的数据采集与远程传输是近年来发展很快的一门技术。有线远程数据传输需要通讯电缆，受环境限制，组态不够灵活等。随着移动通讯市场的迅速扩大，GSM无线数字蜂窝通讯网络在我国得到了高速的发展，不但扔拥有较高的覆盖率，而且相继放了SMS（短消息），FAX（传真），DATA（数据）等业务，为选择高效，廉价的数据传输提供了新的思路。 德国西门子公司所研发的TC35iGSM无线通讯核心模块，集成了数据采集，数据传输及简讯服务等功能。利用TC35iGSM模块开发的无线远程临界控系统可以监控几十里甚至几千公里以外的现场设备，不必去现场巡视检查，从而节省大量的人力和物力。 1 系统原理 无线远程数据传输系统可分为数据采集系统信息通讯系统及操作显示系统等分系统。系统由测量站和主控站组成。其结构如图1所示： 测量站主要完成对现场 信号的采集，存储，操作界面及仪器参数等的显示，接收遥控指令，并发送遥控指令，接收数据信息，进行数据处理等。 测量站通过单片机控制数据采集与处理模块，对测控仪器的检测对象进行数据采集，经过A／D转换后发送给无线通讯模块，完成实时监测。正常情况下测量站只需以SMS方式定时向主控中心发送采集到的被检测对象的各种数据，在有异常现象时立即发送SMS报警信息。测量站的组成结构如图2所示。 主控站接收到测量站发送的数据后，由PC机进行存储等处理，主控站也可以定期地以SMS信息的形式向远端的测控仪器发送反馈信息。主控站的组成结构如图3所示。 系统中的无线通讯模块以GSM网络为平台，完成SMS信息的发送与接收，它的核心是TC35iGSM模块。系统的工作过程如下：在主控站上运行 的主控程序的指令经编码形成短消息，通过无线通讯模块向测量站发送指令。测量站接收到主控站的短消息后，经过解码，提取控制命令，执行相应的操作。然后把操作结果编码成短消息传回主控站。主控站接收到发回来的短消息经过解码就可以获得测量站的测控仪器的各种状态信息及参数信息。 2 无线通讯模块的硬件设 无线通讯模块由TC35iGSM模块、SIM卡（包括卡座）、AT89C51单片机和电平转换电路等部分组成。TC35i是GSM无线双频调制解调器，为语音传输、短消息发送和数据业务提供无线接口，集成了完整的射频电路和GSM的基带处理器，特别适合于开发GSM的无线应用产品，如监控、调度、车载和遥控等系统，也可以直接作为终端产品进行语音和数据的传输，使用范围十分广泛。TC35i的结构框图如图4所示： TC35iGSM由射频天线、内部Flash ROM、GSM基带处理器、匹配电源和一个40脚的ZIF插座组成。 单片机与TC35i之间通过串口进行通讯，通讯速率为9600bps，采用8位异步通讯方式TCC35i的串行输人口TxD0需要CMOS电平，而89C51TXD输出的是TTL。电平，因此采用电阻分压的方式来实现电平转换。TC35i内部没有SIM卡座，需要外接，与SIM卡座相连的有5个引脚（CCIN为SIM卡到位检测，可不用），分别为CCVCC（电源，2．9V）、CCGND（地）、CCRST（复位）、CCCLK（时钟）和CCIO（数据）.TC35i 的SYNC引脚有两种工作模式，—种是指示发射状态时的功率增长，另—种是指示TC35i的工作状态，可以用命令ATSSYNC进行切换。TC35i的LED熄灭时，表示TC35i处于关闭或睡眠状态，LED为600ms亮／600ms熄时，表示SIM卡没有插入或TC35i正在进行网络登陆，LED为75ms亮／3s熄时，表明TC35i已登陆进网络，处于待机状态。 AT89C5l单片机是美国Atmel公司生产的一种低功耗、高性能的、片内含有4KB Flash ROM的8位CMOS单片机，工作电压范围为2.7~6V。它有一个可编程的全双工串行通信接口，能同时进行串行发送和接收。通过串行数据接收端RXD引脚和串行数据发送端TXD引脚与外界进行通信。内置ROM可以省去外接程序存储器，缩小了PCB扳的面积，也提高了整个系统的可靠性。由于系统处理的是短消息字符串，片内256字节的RAM远远不够用来处理大量的字符串数据，因此在片外连接了8k字节容量的静态存储器6264。 3 软件设计 系统软件设计的重点在于单片机的编程，通过抽TC35i写入不同的的AT指令，能完成多种功能，如网络登录、读取SIM卡上电话号码、发送SMS消息、接收SMS消息等。每个AT指令以“AT＋”GA开始，以回车结尾。有三种途径实现对SMS的控制，Block Mode、基于AT指令的Text Mode和基于AT指令的PDU Mode.系统采用了Text Mode来接收和发送短消息。主程序流程如图5所示。 4 结束语 通过计算机实现了无线数据远传功能，对其软件笔硬件加以相应的改动大兴安岭可以实现许多其他功能，例如股市行情、体育赛事比分、医疗设备临近、天气预报及许多与位置有关的无线数据远传服务。还可以发展为地图、图画或其他视频无线数据远传服务。