1.2. Устройство модуля sim900

Для разработки устройства передачи данных по GSM каналу будем использовать беспроводной модуль передачи данных компании SIM900, разработанный компанией SIMсom. Беспроводной модуль используется для передачи и приема на территории действия сотовых операторов таких как МТС, Мегафон и Билайн. В настоящее время список SIM модулей непрерывно расширяется – разработаны SIM- модули со встроенным GPS приемником. Для отладки программ разработаны специальные отладочные модули для конкретного типа SIM-модуля. Модуль SIM 900 относится к типу наиболее простых модулей из своего класса. Прежде чем собирать схему производится его отладка на отладочном модуле, который содержит непосредственно сам модуль и интерфейсы для подключения к компьютеру и другим устройствам.

Технические характеристики SIM900[3]:

Диапазон рабочих частот GSM-GPRS 850/900/1900 МГц.

Соответствие стандарту GSM фазы 2/2+.

Выходная мощность в стандарте GSM 850/900 - 2 Вт.

Выходная мощность в стандарте DCS 1800/PCS 1900 - 1 Вт

Управление посредством АТ-команд.

Напряжение питания - 3,2…4,8В.

Диапазон рабочих температур - -30…+80°С.

Размеры - 24х24х3мм.

Масса - 6,2грамм.

Скорость передачи данных:

При пакетной передаче данных GPRS - до 85,6 Кбит/с (входной трафик); до 42,8 Кбит/с (исходящий трафик).

При передаче данных стандарта GSM: до 14,4 Кбит/с.

Используемые аудиокодеки HR, FR, EFR, AMR.

Функция подавления эха.

Внешние интерфейсы-UART, Sim-карта, GPIO, I2C.

Часы реального времени.

Встроенный стек TCP/IP, UDP/IP.

Прошивка с поддержкой технологии Embedded AT позволяет записывать в память модуля и исполнять пользовательский код, написанный на языке С. В ряде случаев это позволяет отказаться от использования внешнего микроконтроллера

Расположение контактов SIM900 приведено на рис.1.2.[3]

Рис.1.2. Расположение контактов модуля SIM900

Нумерация контактов SIM900 на языке оригинала приводится в таблице 1.3.

Табл. 1.3.Нумерация контактов на языке оригинала

1	PWRKEY	41	GPIO1/KBR3
2	NC	42	GPIO1/KBR2
3	DTR	43	GPIO1/KBR1
4	RI	44	GPIO1/KBR0
5	DCD	45	GND
6	NC	46	GND
7	CTS	47	GPIO1/KBC4
8	RTS	48	GPIO1/KBC3
9	TXD	49	GPIO1/KBC2
10	RXD	50	GPIO1/KBC1
11	DISP_CLK	51	GPIO10
12	DISP_DATA	52	NETLIGHT
13	DISP_D/C	53	GND
14	DISP_CS	54	GND
15	VDD_EXT	55	VBAT
16	NRESET	56	VBAT
17	GND	57	VBAT
18	GND	58	GND
19	MIC_P	59	GND
20	MIC_N	60	RF_ANT
21	SPK_P	61	GND
22	SPK_N	62	GND
23	NC	63	GND
24	NC	64	GND
25	ADC	65	GND
26	VRTC	66	STATUS
27	DBG_TXD	67	GPIO11
28	DBG_RXD	68	GPIO12
29	GND
30	SIM_VDD
31	SIM_DATA
32	SIM_CLK
33	SIM_RST
34	SIM_PRESENCE
35	PMW1
36	PWM2
37	SDA
38	SCL
39	GND
40	GPIO1/KBR4

Для дальнейшей работы с SIM модулем необходимо описать используемые в нашей разработке назначения контактов:

VBAT– напряжение питания.

VRTC – питание часов реального времени.

GND – заземление

POWER_ON - POWER_OFF - включение/выключение питания (нужно зажать, как минимум за 64 мс для включения или 500 мс для выключения модуля).

MIC1P/MIC1N –дифференциальные аудио входы.

SPK_P, SPK_N – дифференциальные аудио выходы.

SIM_VDD – напряжение питания для SIM-карты, поддержка 1.8 V или 3В.

SIM_DATA – SIM данные выход/вход.

SIM_CLK – SIM часы.

SIM_RESET – сброс.

SIM_PRESENCE- обнаружение сим- карты.

RXD – получение данных.

TXD – передача данных.

RTS – сигнал запроса на передачу.

CTS – очистка памяти для отправки данных.

RI – индикатор вызова.

DCD – обнаружение перевозчика.

DBG_TXD, DBG_RXD - используется для отладки и обновления прошивки.

NRESET – система сброса.

RF_ANT - главная антенна.

PWM1, PWM2 - модуляция, если не используются в модуле, должны быть открытыми.

NC- выход индикации нет соединения.

ADC - вход аналого-цифрового преобразователя от 0 до 2,8 В.

SDA - для подключения интерфейса I2С – вход данных.

SCL - для подключения синхронизации интерфейса I2С.

DISP-интерфейс подключения дисплея.

GPIO/KBR- выводы входа/выхода, выводы для клавиш.

STATUS- статус питание.

NETLIGHT- статус сети.

PWRKEY- кнопка включение питания.

Передача сообщений с помощью АТ - команд

АТ - команды разработаны компанией Hayes в 70-е годы. С помощью АТ-команд обмениваются приложения и модемы SIMCOM,WAVECOM для обработки событий услуг GSM. Для того, чтобы модем распознал эти команды, они должны быть записаны на понятном для модуля языке. Каждая команда всегда начинается словами AT или at , дополненных одной или больше командой и завершаемой в конце нажатием клавиши Enter. Команды воспринимаются модемом только тогда, когда он находится в "командном режиме" или offline.[4]

AT-команды обычно отправляются модему посредством коммуникационного программного обеспечения, в нашем случае ПО отправлять будет микроконтроллер PIC16F628A, но также можно ввести вручную, с компьютера.

Набор команд и архитектура оказались весьма удачными и неоднократно расширялись и дополнялись. ETSI выпустил ряд стандартов описывающих управление мобильными телефонами и модемами стандарта GSM, таких как GSM 07.05 и GSM0 7.07. Некоторые производители коммуникационного оборудования дополняют стандартный набор AT-команд своими собственными расширениями. Рассмотрим пример АТ команды. Все команды отправляются на беспроводной модуль с помощью программы COM port toolkit 4.0. Для этого надо настроить COM порт компьютера. В программе мы изменяем настройки как у нашего беспроводного модуля SIM900

Настройка соединения:

Скорость: 9600 бит/с по умолчания в нашем модуле SIM900.

Бит данных: 8.

Четность: нет.

Стоповые биты: 1.

Управление потоком: Нет.

Скриншот настройки компьютера для записи обмена данными с модулем на рис.1.3.

Рис.1.3. Скриншот настройки соединения на программе COM PORT Toolkit 4.0

Модуль общается с компьютером посредством AT команд. Практически все команды работают в 3 режимах — в тестовом, в режиме чтения и записи.

В тестовом режиме возвращается OK, если команда поддерживается или возможные значения данных в параметре команды. Тестовый режим определяется окончанием команды в виде '=?'.

В режиме чтения возвращаются текущие значения параметра, отличается от тестового наличием в конце просто символа '?'.

И в режиме записи после '=' идут новые значения параметров. Количество параметров при чтении и записи не обязательно должно совпадать.

Рассмотрим АТ команды которые будут использоваться в нашей работе:

Включение и выключение режима ATE0 (режим эха):

• 0, выключен

• 1, включен. По умолчанию всегда 1.

• ATH0 — разорвать все соединения. Может принимать значения 0..5, указывающие какие виды связи нужно разорвать.

Отправка SMS.

AT+CMGF — формат сообщений, 0-1.

• 0, — режим PDU, управление кодом команды. Вывод сообщения в HEX коде. Этот режим стоит по умолчанию.

• 1, — текстовый режим. Команды текстовые. Вывод сообщения в текстовом виде.

Работа в режиме SMS.

AT+CMGS=«ХХХХХХХХХХХ» — отправка SMS. Так же зависит от AT+CMGF. После ввода команды выдает приглашение ">" после чего можно вводить текст сообщений. Завершается символом ESC или Ctrl-Z.

Сделать запрос можно 2 способами:

1. Используя специальную команду:

AT+CUSD=1,"#100#".

1 — режим обработки ответа.

0 — выполнить запрос, полученный ответ проигнорировать.

1 — выполнить запрос, ответ вернуть в терминал.

2 — отменить операцию.

Набирается команда "#100#", затем само сообщение. Отправляется только то, что находится в скобках.

2. Второй способ выглядит как обычный набор номера. Результат всегда возвращается в терминале. Но работает не на всех версиях прошивки.

ATD#100#;

Ответное сообщение приходит в сообщении +CUSD:

Вывод: Рассмотрена техническая характеристика GSM модуля SIM900. С помощью АТ-команд был проведен обмен данными между GSM модулем и компьютером через COM порт (RS-232).