OpenAT平臺(tái)的GSM Modem通信協(xié)議報(bào)文設(shè)計(jì)
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隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及國內(nèi)工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化程度的提高，越來越多的場(chǎng)合需要遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作的設(shè)備。可靠、實(shí)時(shí)、低成本、低功耗的基于GSM網(wǎng)絡(luò)的短信遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制與傳輸系統(tǒng)，在電力抄表、水文監(jiān)測(cè)、防盜、環(huán)境監(jiān)測(cè)、車輛跟蹤、兒童定位、油田監(jiān)控等需要遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和控制領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。在所有這些基于GSM網(wǎng)絡(luò)短信息設(shè)備的領(lǐng)域，GSM Modem是必不可少的設(shè)備。本文討論目前應(yīng)用廣泛的基于Wavecom公司Q24PL001模塊的GSM Modem嵌入式程序設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)將短信數(shù)據(jù)通信報(bào)文封裝進(jìn)GSM Modem，從而簡(jiǎn)化上位機(jī)軟件的工作量。
本文以OpenAT3.12嵌入式開發(fā)平臺(tái)為例，討論如何將遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)采集通信報(bào)文封裝進(jìn)以Q24PL001模塊為主的GSM Modem。
1 OpenAT操作系統(tǒng)介紹
OpenAT是Wavecom公司為GPRS／GSM無線CPU開發(fā)的一款實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，集成了內(nèi)存分配、Flash管理、數(shù)據(jù)流管理、GPIO管理、總線管理、定時(shí)器管理等多種功能。底層為嵌入式API應(yīng)用層，它包括程序初始化API、AT指令A(yù)PI、操作系統(tǒng)API、標(biāo)準(zhǔn)API、流控API、總線API等，包含了建立在OpenAT基礎(chǔ)之上的應(yīng)用開發(fā)層函數(shù)庫。應(yīng)用開發(fā)層(簡(jiǎn)稱ADL)函數(shù)庫為開發(fā)人員提供了上層應(yīng)用接口，簡(jiǎn)化了嵌入式應(yīng)用的開發(fā)；同時(shí)還提供了嵌入式應(yīng)用程序框架，包括消息解析器和服務(wù)聲明機(jī)制?；谝陨显颍琌penAT應(yīng)用程序開發(fā)人員在開發(fā)應(yīng)用程序時(shí)，更多的時(shí)間用于調(diào)用服務(wù)處理函數(shù)，使系統(tǒng)更專注于程序本身的優(yōu)化。
2 GSM Modom的硬件結(jié)構(gòu)和應(yīng)用程序
GSM模塊在工業(yè)領(lǐng)域中比較重要的一個(gè)應(yīng)用就是用來做GSM Modem，這也是GSM模塊一個(gè)最簡(jiǎn)單的應(yīng)用。如圖1所示，一個(gè)常規(guī)通用GSM Modem的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括電源、RS232接口、GSM模塊、LED指示燈、SIM卡和天線等部分。
GSM Modem核心模塊采用Wavecom公司的無線CPU模塊Q24PL001。在Q24PL001模塊中，OpenAT與應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖2所示。Q24PL001集成了ARM7內(nèi)核的32位CPU，內(nèi)嵌OpenAT操作系統(tǒng)內(nèi)核，支持OpenAT嵌入式應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。
3 基于短信遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
如圖3所示，基于GSM網(wǎng)絡(luò)的短信遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)通常包括以下幾個(gè)部分：GSM Modem、上位機(jī)監(jiān)控終端、移動(dòng)運(yùn)營商的GSM網(wǎng)絡(luò)和GSM終端等。
在一般產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，GSM Modem作為發(fā)送GSM短信息的工具使用。PC機(jī)通過RS232串口與GSM Modem相連，根據(jù)通信協(xié)議處理短信數(shù)據(jù)將處理好的短信數(shù)據(jù)包打包，通過RS232串口發(fā)送一系列標(biāo)準(zhǔn)Ar指令控制GSM Modem，由其將短信數(shù)據(jù)包發(fā)送至終端系統(tǒng)。本文重點(diǎn)研究簡(jiǎn)化上位機(jī)軟件，將數(shù)據(jù)處理過程交給GSM Modem嵌入式系統(tǒng)軟件處理的方法。
4 GSM短信遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的通信報(bào)文設(shè)計(jì)
對(duì)于GSM遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通信報(bào)文并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)具體情況自由設(shè)計(jì)不同通信終端之間的數(shù)據(jù)通信報(bào)文。由于GSM網(wǎng)絡(luò)的短信數(shù)據(jù)通信接收端可以通過普通手機(jī)實(shí)現(xiàn)短信接收，所以必須在短信數(shù)據(jù)通信報(bào)文設(shè)計(jì)中進(jìn)行數(shù)據(jù)加密設(shè)計(jì)，以防止非法用戶對(duì)GSM短信數(shù)據(jù)通信報(bào)文的破解和濫用，保證整個(gè)SMS短信控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了便于介紹，在此以非加密的GSM短信數(shù)據(jù)通信報(bào)文為例，介紹GSM短信通信報(bào)文的設(shè)計(jì)。
評(píng)論