用于短信息收发的TC35 终端的

网络、通信与多媒体 用于短信息收发的 TC35 终端的 硬件设计与实现 国防科技大学 (长沙 410073) 　康厚强 　王德刚 　魏急波 　　摘 　要 　文章介绍了西门子公司的 GSM 模块 TC35 ,设计并实现了具有短信息收发功能的 TC35 终端。 　　关键词 　短信息收发 　TC35 终端 　A T 指令 　单片机 　　短信息服务是一种在移动网络上传送简短信息 的无线应用 ,是一种信息在移动网络上储存和转寄 的过程。但是用手机编辑短信息不方便 ,容易出错 , 修改费时 ,而用计算机则不存在这些问题。西门子 公司的 GSM 模块 TC35 解决了这一问题。TC35 是 一个支持中文短信息的工业级 GSM 模块 ,工作在 EGSM900 和 GSM1800 双频段 ,电源范围为 3. 3～ 5. 5V , 可传输语音和数据信号 , 消耗功率在 EGSM900 (4 类) 和 GSM1800 (1 类) 分别为 2W 和 1W ,通过接口连接器和天线连接器分别连接 SIM 卡读卡器和天线。TC35 的数据接口 (CMOS 电平) 通过 A T 命令可双向传输指令和数据 ,可选波特率 为 300bit/ s～ 115kbit/ s , 自动波特率为 1. 2k ～ 115kbit/ s。它支持文本和 PDU 格式的 SMS ( short message service ,短消息) ,2. 4k、4. 8k、9. 6k 的非透 明数据和第 3 组的一类、二类传真。可通过 A T 命 令或关断信号实现重启和故障恢复。 1 　TC35 终端的设计 1 . 1 　设计目标和功能特点 设计目标为采用西门子公司的 TC35 模块设计 具有短信收发功能的终端 ,将 TC35 终端与电脑相 连 (通过 RS232 接口 ,同时 TC35 终端支持 GSM A T 指令集) ,就可以通过自行编制的短信息收发软件 , 利用 PC 的超级终端功能实现短信息收发。该终端 可实现中英文的点对点的双向收发 ,一次最多可以 发送 70 个中文字符和 160 个英文字符。一旦消息 被发送 ,那么发送人就会得到发送成功的通知。它 还可以实现一次性群发 ,最多可以发给 10 个用户 , 并且有电话簿功能。该终端具有随机收发 ,实时接 收 ,立即回复 ,成本低 (目前远距离数据传输的最低 廉的技术和工具)等特性。 1 . 2 　电路组成及其工作原理 TC35 模块是终端的主要功能部件 ,由 GSM 基 带处理器、电源专用集成电路、射频电路和闪速存储 器等部分组成 ,负责处理 GSM 蜂窝设备中的音频、 数据和信号 ,内嵌的软件部分执行应用接口和所有 GSM 协议栈的功能。基带处理器包含了蜂窝无线 部分的所有模数功能 ,为满足 GSM/ PCS 蜂窝用户 市场日益增长的需求 ,在不用外接电路的情况下就 能支持 FR、HR 和 EFR 语音和信道编码。射频部 分基于收发芯片 SMARTi 实现 ,模块内的天线电缆 连接到 GSC 类型的 50Ω的连接器。TC35 模块适 合在最小功率下开发出 GSM 蜂窝设备 ,这蜂窝设 备应用部分构成人机接口 ( MM I) , 通过串口 (RS232)可接入 TC35。TC35 通过 40 芯 ZIF 连接 蜂窝应用部分 ,ZIF 连接器提供控制数据 ,音频信号 和电源供应线的应用接口。TC35 终端电路如图 1 所示。 图 1 　TC35 终端电路框图 28 (476) 中国自动化 　http :/ / www. automation. com. cn 　　　　　　 《电子技术》2002 年第 8 期 © 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 　　终端系统工作电压为 5V DC。由于 TC35 模块 的突发耗电电流峰值可达 3A ,故外加稳压器件必须 达到足以提供该额定电流的条件。在该终端中 ,采 用了开关电源芯片 LM2596 完成 12V 到 5V 的转 换 ,作为 TC35 终端的供电电源。须加以注意的是 , 由 LM2596 芯片完成开关电源转换需大功率的电感 和电容 ,以提高储能能力 ,达到 TC35 的耗电需求。 　　系统加电后 ,为使 TC35 进入工作状态 ,必须给 IGT 加一延时大于 100ms 的低脉冲 ,电平下降持续 时间不可超过 1ms。启动后 , IGT 应保持高电平 (3. 3V) 。驱动 IGT 时 TC35 供电电压不能低于 3. 3V , 否则 TC35 不能激活。 TC35 数据接口工作在 CMOS 电平 (2. 65V) , 通过 MAX232 的电平转换与 PC 的 RS232 接口连 接。数据接口遵从 DCE 的 ITU2T RS232 内部交换 电路实现异步串行收发功能。ZIF 连接器提供 六个引脚给 SIM 卡接口 ,其中 CCIN 用来检测 SIM 卡是否插好。连接器的 SYNC 脚控制灯的状态 ,以 此判断 TC35 的工作状态。 1 . 3 　短信收发的实现 该终端可在自行开发的软件下实现中英文信息 的收发 ,其速率可在 1. 2k～115kbit/ s 之间自由选 择。现在市场上的大多数手机均支持类似于 Mo2 dem 控制的 GSM A T 指令集 ,该指令集是由诺基 亚、爱立信、摩托罗拉和 HP 等厂家共同为 GSM 系 统研制的 ,其中包含了对 SMS 的控制。对 SMS 的 控制共有三种实现途径 :Block Mode、基于 A T 命令 的 Text Mode 和基于 A T 命令的 PDU Mode。Text Mode 比较简单 ,多款诺基亚手机均支持该模式。西 门子的手机大多只支持 PDU Mode , PDU Mode 是 发送或接收手机短信息的一种方法 ,短信息正文经 过十六进制编码后被传送。本终端主要用 PDU Mode 来发送接收短信息。 首先 ,通过 RS232 将终端与电脑串行口相连。 然后 ,打开超级终端 ,选择直接串行口连接 ,端口参 数设为 19200bit/ s、无校验、数据位 8、停止位 1。点 击超级终端工具条上的呼叫按钮 ,输入 A T 并回车 , 屏幕上如果出现 O K则明计算机与手机的连接成 功 ,这时就可以输入各类 GSM A T 指令了。 2 　单片机应用系统扩展 在工业生产控制现场 ,很多情况下不适宜用计 算机来控制 ,这时采用单片机预先对它进行简单的 编程来进行针对性的控制就显得很有必要 ,因此采 用了 8051 和 2051 芯片可以编程对终端进行控制。 8051 和 2051 的并口相互连接 ,利用其各自串口分 别与 MAX232 和 TC35 通信 ,这样充分利用了芯片 的接口资源 ,成本很低。单片机应用系统将外部数 据源提供的各种声音、图像等数据信息处理后 ,对手 机发出指令 ,执行相应的应用服务程序 ,如拨号程 序、报警程序、短消息服务程序等 ,从而实现单片机 应用系统处理和传输数据的目的。服务程序可通过 软件灵活地编辑 ,大大扩展了应用系统的功能。单 片机应用系统框图如图 2 所示。 图 2 　单片机应用系统框图 　　利用单片机的中断功能可对外界的突发事件进 行监测。中断源产生中断后 ,单片机应用系统就会 发出指令执行相应的报警程序。报警信息通过 SMS 形式发到用户手机上 ,使用户采取相应的处理 措施。用户可将 SIM 卡上电话簿的第一个号码设 为报警号码 ,应用系统的中断源一产生中断 ,就会以 短信息的形式将报警信息发给报警号码 ,从而实现 向用户报警的目的。图 3 所示为一监测报警 图。 图 3 　监测报警流程图 　　本文通过计算机实现了短信收发功能 ,用 8051 和 2051 芯片对其进行了编程控制 ,在此基础上 ,对 软件和硬件加以改动还可以实现许多其他功能 ,例 如有很多信息 ,如股市行情、体育赛事比分、天气预 报、航班时刻、新闻概要及与位置有关的服务等等 , 都适合移动用户通过移动终端来收看。内容不一定 是文字内容 ,也可是地图、图画或其他视频内容。 参 考 文 献 1 　Siemens. Hardware Interface Description , 02. 10 版 , 22. 05. 2001 《电子技术》2002 年第 8 期 　　　　 　中国传感器 　http :/ / www. sensor. com. cn (477) 29 © 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.