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利用GSM短信實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信

作者: 時(shí)間:2007-07-11 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸,在有些場(chǎng)合是一種比較好的選擇。很多文獻(xiàn)里都介紹了有關(guān)模塊的功能、使用,以及AT命令等,但實(shí)際應(yīng)用中還有許多技術(shù)細(xì)節(jié)必須考慮。另外通信是在復(fù)雜的環(huán)境里進(jìn)行的,模塊除了收到本系統(tǒng)內(nèi)部有效的命令、數(shù)據(jù)外,還會(huì)收到一些其他信息、數(shù)據(jù),如廣告、移動(dòng)公司的各種通知等。它們會(huì)從以下兩個(gè)方面影響數(shù)據(jù)的正常傳輸。一方面,由于這些的長(zhǎng)度、出現(xiàn)的時(shí)間及次數(shù)都是隨機(jī)的,為保證系統(tǒng)的正常工作必須將接收緩沖區(qū)設(shè)置得較大,否則可能會(huì)造成緩沖區(qū)的溢出而引起系統(tǒng)崩潰;但一般受系統(tǒng)中使用的MCU資源的限制,緩沖區(qū)不可能設(shè)置得過大。另一方面,由于這些短信的頻繁出現(xiàn),信箱很快會(huì)被塞滿,如不及時(shí)刪除勢(shì)必影響系統(tǒng)正常的數(shù)據(jù)傳輸。本文以Motoro1a公司的G20模塊為例,就的細(xì)節(jié)和上述問題的解決作一介紹,但對(duì)GSM模塊與MCU之間的具體硬件連接、AT命令及短信的格式等不再贅述。

1 GSM模塊軟硬件接口的幾個(gè)問題
GSM模塊一般帶有標(biāo)準(zhǔn)的異步串行接口,MCU通過該串行接口向GSM模塊發(fā)送命令和數(shù)據(jù),也通過它接收GSM模塊的信息和數(shù)據(jù)。

GSM模塊上電后首先要進(jìn)行初始化。一般來(lái)說(shuō),MCU首先可向它發(fā)送一AT命令“ATEO”,以消除“回顯”,盡量減少M(fèi)CU串行口接收到的字符;然后發(fā)送AT命令“CNMI”,將GSM模塊設(shè)置為“主動(dòng)通知模式”。這樣當(dāng)GSM模塊收到短信后便會(huì)主動(dòng)地向串口發(fā)送信息“CMTI”通知MCU,表示有新的短信到達(dá)。另外,還要檢查信箱中是否存放有短信。若有,則將其一一讀出,然后逐一刪除,以保持信箱中為空。

GSM模塊開始工作后,每當(dāng)收到短信時(shí)便會(huì)主動(dòng)通過串口向MCU發(fā)送信息“CMTI”,MCU接收到此信息后發(fā)出AT命令“CMGR”讀取短信,GSM模塊即將該短信通過串行口發(fā)送給MCU,由MCU判斷該短信是本系統(tǒng)內(nèi)的正常數(shù)據(jù),還是廣告或其他信息。如果是本系統(tǒng)內(nèi)的正常數(shù)據(jù),則提取該短信中的數(shù)據(jù),同時(shí)發(fā)出AT命令“CGMD”以刪除該短信;如果不是正常數(shù)據(jù),則直接刪除該短信。MCU發(fā)送短信的過程如下:首先,MCU發(fā)送AT命令“CMGS”;然后,等待GSM模塊的允許發(fā)送短信的響應(yīng)信息“>”,MCU收到響應(yīng)信息后即可發(fā)送數(shù)據(jù),GSM模塊將數(shù)據(jù)以短信形式發(fā)送;最后,GSM模塊通過串行口向MCU發(fā)出短信發(fā)送成功與否的信息。上述過程如圖1所示。從GSM模塊中讀出的信息除短信本身外,還包括一些其他信息,如SIM卡號(hào)、日期時(shí)間、各種間隔/結(jié)束字符等。在此過程中MCU的串行口會(huì)頻繁地收到大量數(shù)據(jù),因此必須要為串口設(shè)置足夠的接收緩沖區(qū)。但由于MCU內(nèi)RAM資源有限,為有效地使用資源,可將接收緩沖區(qū)設(shè)置為環(huán)形,緩沖區(qū)的大小應(yīng)保證能夠容納一條最長(zhǎng)的短信,再加上其他附加信息的長(zhǎng)度。至于發(fā)送緩沖區(qū),直接設(shè)定為合適大小即可。

2 具體
在MCU與GSM模塊通過串行口交換數(shù)據(jù)的過程中,一般串行口可用中斷方式。MCU發(fā)送數(shù)據(jù)的情況較簡(jiǎn)單,故這里的重點(diǎn)是MCU串行口的接收。如前所述,接收緩沖區(qū)應(yīng)設(shè)置為環(huán)形,由于MCU的存儲(chǔ)器實(shí)際上是線性結(jié)構(gòu),因此環(huán)形緩沖區(qū)是通過指針操作的。

初始化時(shí)使輸入/輸出指針(datain/dataout)同時(shí)指向開始位置,此時(shí)緩沖區(qū)為“空”。串口接收程序CommIsr()每向緩沖區(qū)中放入1個(gè)寧符后,使輸入指針向后移動(dòng)1位;移動(dòng)到最右邊時(shí),指針應(yīng)循環(huán)移動(dòng)到緩沖器的左邊;當(dāng)輸入指針移動(dòng)到輸出指針右邊l位時(shí),緩沖區(qū)為“滿”,此時(shí)便不能再向緩沖區(qū)中放入字符。短信數(shù)據(jù)處理程序GetShortMsg()每從緩沖區(qū)中取出1個(gè)字符,輸出指針移動(dòng)l位,方法同輸入指針。當(dāng)輸出、輸入指針重合時(shí),緩沖區(qū)為“空”。在工作中串行口接收中斷程序?qū)⒔邮盏拿?個(gè)字符按順序放入緩沖區(qū)中,而短信數(shù)據(jù)處理程序按順序從緩沖區(qū)中取出每個(gè)字符,兩者形成“生產(chǎn)者和消費(fèi)者”的關(guān)系,如圖2所示。

工作時(shí)系統(tǒng)主程序町以隨時(shí)檢查緩沖區(qū)中是否有接收的數(shù)據(jù)(即檢查緩沖區(qū)是否為“空”),但為減小數(shù)據(jù)處理程序的開銷,可在只有接收程序收到一個(gè)完整的幀時(shí)才使用某種信號(hào)或標(biāo)志通知主程序進(jìn)行,然后由主程序調(diào)用短信數(shù)據(jù)處理程序處理。通過分析可知,GSM模塊發(fā)送信息時(shí)一般用連續(xù)的兩個(gè)字符OxD和OxA結(jié)束,故MCU的串口接收程序可以在收到OxD和0xA時(shí)建立標(biāo)志或發(fā)信號(hào),數(shù)據(jù)處理程序檢查到標(biāo)志后即可獲取、分析緩沖區(qū)中的短信。短信中包括發(fā)送方的SIM卡號(hào),數(shù)據(jù)處理程序據(jù)此判斷是否為本系統(tǒng)的有效數(shù)據(jù),若是則讀取其中的數(shù)據(jù)。這種方式既可以運(yùn)用于“前一后臺(tái)”方式,也可以用于RTOS方式。


接收緩沖區(qū)的管理涉及的數(shù)據(jù)和函數(shù)如下:


上述方法在MCS-5l系列單片機(jī)上成功地短信實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸,系統(tǒng)工作穩(wěn)定,占用資源少,未出現(xiàn)信箱堵塞的現(xiàn)象。



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