基于GSM交流电参数采集网络系统PC机软件设计.doc

1、 编号 20121844研究类型理论研究 分类号TP37 学士学位论文（设计）Bachelors Thesis论文题目基于GSM交流电参数采集网络系统PC机软件设计作者姓名*学号所在院系机电与控制工程学院学科专业名称电气工程及其自动化导师及职称*论文答辩时间2012年5月1日学士学位论文（设计）诚信承诺书中文题目： 基于GSM交流电参数采集网络系统PC机软件设计外文题目： 学生姓名*学生学号*院系专业机电与控制工程学院学生班级*学 生 承 诺我承诺在学士学位论文（设计）活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，本人学士学位论文（设计）内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成

2、果，伪造、篡改实验数据的情况。如有违规行为，我愿承担一切责任，接受学校的处理。 学生（签名）：年 月 日指导教师承诺我承诺在指导学生学士学位论文（设计）活动中遵守学校有关规定，恪守学术道德规范，经过本人核查，该生学士学位论文（设计）内容除特别注明和引用外，均为该生本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的现象。 指导教师（签名）： 年 月 日基于GSM交流电参数采集网络系统PC机软件设计*（导师：*）（湖北师范学院机电与控制工程学院 中国 黄石 435002）摘要: 随着电力系统的快速发展，电网容量不断增大，结构日趋复杂，电力系统中实时监控、调度的自动化显得尤为重要，而电力参

3、数的数据采集又是实现自动化的重要环节，如何快速准确地采集系统中各元件的电参数（电压、电流、功率、频率等）是实现电力系统自动化的一个重要因素 。本设计采用GSM网络作为一个数据的发送平台，通过TC35与上位机建立通讯。对远程电力系统数据进行分析，统计，建立起基于GSM的控制系统。关键词: GSM；上位机软件；RS-232中图分类号:TQ351. 2 The PC Software Design of Alternating Current Parameters Network System Base on GSMHu Zhimin（Tutor：Pi Daneng）(College of Maca

4、ronis and Control Engineering, Hubei Normal University, Huangshi , China,435002)Abstract: With the rapid development of power system, power grid capacity is increasing, the structure is becoming more complex, real-time monitoring of power system automation of scheduling is particularly important, an

5、d power parameters of data acquisition is an important part of automated, how to quickly and accurately capturethe various components of the system electrical parameters (voltage, current, power, frequency, etc.) is an important factor for power system automation. This design uses the GSM network as

6、 a data delivery platform and by TC35 establish communication with the host computer. Remote power system data analysis, statistics, and establish a control system based on GSM.Key words: GSM; The PC software; RS-232目录1.引言12.选题背景22.1 概述22.2 基于GSM交流电参数采集网络系统PC机软件设计的发展与功能33.方案选择43.1 单片机控制方案43.2 上位机PC软

7、件控制方案44.方案论证54.1 GSM无线网络54.2上位机软件85.系统结构及工作原理95.1 TC35模块95.2 RS-232串口通信115.3 AT指令125.4 PDU模式及中文短信的编码136.上位机软件系统设计166.1 编程语言选择166.2 VB上位机软件设计166.3 数据库结构设计196.4 系统功能分析设计207.总结与展望218.参考文献19.致谢210.附录一(程序清单)3湖北师范学院机电与控制工程学院2012届学士学位论文(设计) 智能出租车计价器设计*（指导教师，* 教授）（湖北师范学院 机电与控制工程学院 中国 黄石 435002）1.引言随着科学技术和国民

8、经济的发展，对电的需求量日益增加，同时对电网运行的稳定性要求也越来越高，对电网的实时监控就显得非常重要。随着我国电力行业的迅猛发展，电网供电品质越来越受到电力部门以及用户的关注。在电力监控系统中，为了维护电网运行的稳定和安全，保证用户用电的可靠性，需要电网中各种电参量维持稳定值不变。这就需要实时的采集各种电参量，用来监控以保证电网的稳定。随着GSM移动通信网络的迅速普及和竞争的日益激烈，新技术和新业务的开发和应用已提到十分重要的位置。GSM模块作为一种主要的GSM网络接入设备，已得到越来越多的系统制造商和系统开发商的重视，基于它的各种应用也蓬勃发展起来。GSM 模块是继GSM 手机外又一种非常

9、重要的GSM 移动通信系统的终端设备。它是传统调制解调器与GSM无线移动通信系统相结合的一种数据终端设备，因此也叫无线调制解调器。它的出现给GSM的发展注入了新的活力，改变了传统的以话音为主的通信手段，打开了GSM网络数据通信及其应用的大门。所以在应用上，凡是使用调制解调器的地方大多数可以用GSM模块代替。由于调制解调器必须通过PSTN或者其他专用通讯网进行通信，因而受地域，线路等影响，在应用上有很大的局限性。而GSM模块则无此限制，所以基于这种模块，以GSM网络作为无线传输网络，可以开发出多种前景极其乐观的各类应用，如：GPSGSM（SMS）移动车辆监控定位系统；移动POS机，移动收费系统；

10、移动性数据和Internet接入。将两者结合起来便是本设计要讨论的内容，通过GSM无线网的便利性将电网，电力系统中的各种参数传送到上位机进行处理，汇总，对数据进行分析来进行调整，便可以稳定电网，电力系统。对数据进行汇总分析还可以不停的改进电网，电力系统提高电能的利用率和电力设备的稳定性。 2.选题背景2.1 概述在当今科学技术飞速发展的社会，如何通过最少的劳动力获得最大的劳动成果是各行各业发展的一个方向，采用GSM网络作为交流电采集网络系统的一个数据采集监控平台，能够很大的提高效率，不需要人工实时的去记录各种参数，通过无线网络传输不仅能够够很快的对网络进行分析，而且如果出现问题能够第一时间对底

11、层进行处理，设计上位机软件通过电脑和GSM模块能够远程对个交流网络进行监控是有很大意义的。GSM是我国目前基于时分多址技术的一种覆盖面最广、功能最强、用户最多的移动通讯系统。GSM具有用户不需架设中继站(节省大量的布网及维护费用)、频带利用率高、没有同频干扰、保密性好、通信速率高、通信质量可靠、能够提供非语音业务、提供短消息业务等优点，因而在国民经济各方面受到广泛的重视。GSM模块是继GSM手机外又一种非常重要的GSM移动通信系统的终端设备，即通常所说的GSM Modem。它以GSM网络作为无线传输网络，不受地域、线路等影响。且运行成本低，所以基于这种模块，可以开发出多种前景极为乐观的各类应用

12、。TC35模块是西门子公司为适应各个领域对无线数据传输业务的需求而开发的GSM模块，它设计小巧、功耗很低，主要由GSM基带处理器、GsM射频部分、电源、闪存(F1aLsh)4部分组成。GSM基带处理器是整个模块的核心它控制着模块内各种信号的传输、转换、放大等处理过程。GSM射频部分是一个单片收发器它完成对射频信号的接收和发送等处理。GSM模块电源把外部输入的电源电压进行稳压处理后供GSM基带处理器和GSM射频部分使用。FLASH用来存储一些用户配置信息、电话本和其他信息。TC35的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合RS232接口标准，有固定的参数：8位数据位和l位停止位，无校验

13、位，波特率在300bps115kbps之间可选，硬件握手信号用RTS0CTS0，软件流量控制用XONXOFF、CMOS电平，支持标准AT命令集。通过这一接口可以用AT命令切换操作模式，使它处于语音、数据、短消息或传真模式。2.2 基于GSM交流电参数采集网络系统PC机软件设计的发展与功能在过去的几十年里，对于电网和工厂里面的一些电气系统，交流电参数和各种设置都是靠现场工作人员进行维护的，对机器实时进行看守，历史的数据进行记载和分析，实时性虽然好，但是突发事故一旦发生如果机器出问题，现场工作人员没有能力进行实时性的数据分析找出问题所在就会影响电网的工作机制甚至导致各种重大的损失，工厂的电气系统一

14、样，会导致停产引发一些列的问题。另一方面，若专门派指定的技术人员做这种统计数据和机器的看管又会浪费掉人力资源，而且一旦系统出现问题的时候而人有没有发现这种情况更是会导致各种损失。随着科技的发展，各种网络已经铺天盖地的出现在人们身边，利用这种网络人们可以方便的做各种事情。GSM手机的发明可以使人们即使天各一方也能进行亲切的交流接触，基于此种GSM网络的发达，现在各种无线控制模块，模板，和无线控制系统如雨后春笋般的发展开来。若由此构想，将GSM无线网络和电网和电气系统进行结合，有下位机的监控，能实时的检测数据，并将数据进行汇总和分类区分，通过GSM网络的便利性讲数据发送到上位机控制系统进行处理和分

15、析。对实时性的数据进行汇总和存储，绘制各种表格曲线。通过GSM网络能够达到远程传输数据的目的，这样不仅能够省略掉架公网的费用，而且由于GSM网络的传输安全性能，不仅能够对传输的数据进行保护而且能够保证数据传送能够最短时间到达。若将电网、电气系统、下位机采集数据系统、GSM数据传送模块、GSM网络系统、上位机控制软件系统结合为一体，那么，在远程我们就能够对系统终端进行实时监控，如果机器工作在比较恶劣的环境那么通过远程控制不仅能够保证工作人员的安全性还能较安逸的管理整个终端。对远程终端发送过来的数据参数，上位机软件进行存储和汇总，通过数据库对这些实时数据进行分析和绘表，工作人员能通过数据库随时调度

16、数据，对信息进行分析，并能得到系统的趋势走向，能够对系统进行优化和改进。3.方案选择3.1 单片机控制方案采用单片机作为TC35模块的控制器，外部添加按键电路完成对AT指令的发送控制，试用液晶显示器12864作为数据的显示平台。单片机完成TC35的控制和数据的处理，硬件较简单，外围设备无需很多费用就可以完成一套控制系统。但是有较大的缺陷，单片机的开发资源较有限，系统要求能够存储历史数据，能够对数据进行分析和汇总。单片机一旦掉电，数据会丢失，不容易进行长时间的数据保存。进行数据分析然后数据送12864进行显示，12864显示趋势走向表，程序太过复杂，占用单片机太多资源，影响单片机与TC35模块通

17、讯，与远程终端进行数据交换。3.2 上位机PC软件控制方案采用Visual Basic作为开发编程，对数据进行处理和数据库建立数据交互的通道，通过TC35模块与上位机串口通讯，采集远程终端的电网，电气系统数据参数进行处理。并对处理的数据和历史实时参数，在数据库中进行存储。此方案能够有较好的效果，能够达到各种要求，并且上位机PC存储数据不用担心掉电之后丢失的问题。因此通过两种方案的比较选择，选择第二种方案，通过上位机软件的编写完成交流电网络参数的采集系统的设计。4.方案论证由于本设计要求采用GSM作为基本传输网络，所以采用西门西公司的TC35模块作为信息的收发媒介，再通过上位机的处理达到本设计的

18、要求。编程采用VB语言进行开发，达到TC35模块与上位机的通讯，并与数据库进行结合，对数据进行统计分析，进行网络系统参数的分析和存储。4.1 GSM无线网络 GSM是Global System for Mobile Communications的缩写，意为全球移动通信系统，是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM是基于窄带TDMA制式，允许在一个射频同时进行8组通话。但GSM系统的容量是有限的，在网络用户过载时，就不得不构建更多的网络设施。值得欣慰的是GSM在其他方面性能优异，它除了提供标准化的列表和信令系统外，还开放了一些比较智能的业务如国际漫游等。GSM手机的方便之处在于它提供了一个智能卡，人们

19、称之为SIM卡，并且机卡可以分离，这样用户更换手机并且定制个人信息这方面都十分便利了。一个完整的数字移动通信网主要由网络交换子系统和基站子系统组成，除此以外还有大量移动台作为用户接入移动通信网的用户设备。网络运行部门为了管理整个移动通信系统还需要专门的操作维护子系统。系统结构如图4.1。图4.1 GSM体系统结构框图移动台(Mobile Station，MS)是整个移动通信系统中直接由用户使用的设备。其类型可分为车载台、便携台和手机，其中，手机本身小型、轻巧，而且功能也较强，因此手机的用户将占移动用户的绝大多数。其主要功能除了要能通过无线接入进入通信网络，完成各种控制和处理以提供主叫或被叫通信

20、以外，还必须具备与使用者之间的人机接口或与其它终端设备相连接的适配装置，或两者兼有。移动台由两部分组成，移动终端(MS)和客户识别卡(SIM)。移动终端就是“机，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息的发射和接收。SIM卡就是“身份卡”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网络。SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM后移动终端才能接入进网，是用户进入GSM网络的登记凭证。它由CPU(8位)、程序存储器(38bit)、工作存储器(616bit)、数据存储器(

21、128256kbit)和串行通信单元五部分组成。基站子系统(Base Station Subsystem，BSS)是GSM的基本组成部分。可分为通过无线接口与移动台一侧相连的基站收i(BTS)和另一侧与交换机相连的基站控制器(BSC)两部分。从功能上看，它们之间的分工是BTS负责无线传输，执行i与移动用户间的接口功能，提供移动台MS和GSM网络间无线信令和话音、数据信息交换，并处理这些信道数字化发射的全部无线功能，而BSC负责控制和管理，包括无线电资源的管理、无线电网络功能的管理、BSS的操作与维护等。网络交换子系统(Network Switching Subsystem，NSS)负责管理GS

22、M系统内部的用户之间以及与其它电信网用户之间的通信。包括移动交换中心,(MSC)和存储用户数据和移动管理信息的数据库，即访问用户位置寄存器(VLR)、归属用户位置寄存器(HLR)，鉴权中心(AUC)、移动设备识别寄存器(EIR)和操作维护中心(OMC)六个功能单元，各功能实体间以及NSS与BSS之间通过符合CCITT信令系统No7协议规范的7号信令网络互相通信。移动交换中心,(MSC)：MSC是NSS的核心，主要处理和协调GSM系统内部用户的通信连接，完成基本的交换功能。可从VLR HLR,AUC获取处理用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据，并根据其最新获取的信息请求更新数据库的部分数据。MS

23、C提供面向系统其它功能实体的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户与固定网用户互相连接起来，可为移动用户提供电信业务、承载业务和补充业务等一系列服务。对于容量比较大的通信网，一个NSS可以包括若干个MSC，HLR和VLR，在建立固定网用户与GSM移动用户之间的呼叫时，呼叫往往首先被接到入口MSC(GMSC)，再由入口MSC负责获取移动用户位置信息，然后进行接续。GMSC具有与固定网和其它NSS实体互通的接口。访问用户位置寄存器（VLR）：VLR是服务于其控制区域内移动用户的，存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息。它从该移动用户的HLR处获取并存储必要的数据，为己经登记的移动用户提供

24、建立呼叫接续的必要条件。VLR是一个动态用户数据库，一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。VLR和MSC之间有大量的数据需要存取，为提高移动管理和呼叫建立速度，VLR总是和MSC实现功能综合，以MSCVLR形成NSS的一个物理实体。归属用户位置寄存器(HLR)：HLR是GSM系统的中央数据库，存储着移动用户业务信息。它的主要任务是存储登记归属用户的档案、位置信息以及用户的VLR地址。鉴权中心(AUC)：AUC存储着鉴权算法和加密密钥，用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安全。移动设备识别寄存器(EIR)： E

25、IR存储着移动设备的国际移动设备识别(IMEI)AUC依据MSC的要求检验IMEI及其状态，并将结果报告MSC，确保注册用户的安全性。操作维护中心(OMC)：OMC用于对GSM系统的集中操作与维护，允许远程集中操作和维护管理，并能支持高层网络管理中心(NMC)接口。操作维护子系统(Operation Support System OSS)：OSS由操作维护中,f2,(OMC)及操作和支持系统软件组成。它是相对独立的对GSM系统提供管理和服务功能的单元，包括移动用户管理、移动设备管理和网络操作和控制等三块功能。移动用户管理包括对HLR和SIM卡的数据管理以及计费管理。OSS通过对EIR控制实现对

26、移动设备管理。网络操作和控制是通过对BSS和NSS的操作和维护中心(OMC)来完成的。GSM网络经过多年的发展完善，现在已经非常成熟，盲区少，信号稳定，自动漫游，并且通讯距离不受周围环境影响。尤其是GSM短信息，灵活方便，可以跨市、跨省、甚至跨国传送，而且每发送一条短信息只要1毛钱，非常可靠廉价。此外，目前手机SIM卡近年来可以0元申请办理，某些套餐使用费用比固话还低。因此利用手机短信来实现报警、超远程遥控工业设备、传输数据是一个非常不错的选择。GSM模块，是一个类似于手机的通讯模块，集成了手机的若干功能于一块小电路板上，它可以发送短消息，通话等等，模块虽小，但它具备了很多手机的功能，拥有它等

27、于就是拥有了手机的核心部分了，它在很多应用领域中都有着广泛的应用，GSM模块通过使用AT指令才能控制它，模块可以与电脑RS232串口相连，也可以用单片机来进行控制。4.2上位机软件 上位机管理系统主要包括计算机及应用软件、GSM无线通讯模块和数据库系统组成。上位机管理系统运行在Windows操作系统的PC机上，采用Microsoft公司完全面向对象的开发工具Visual Basic6.0进行开发，与SQL Server数据库技术相结合，通过工业级GSM模块以现有的GSM网络为媒介来完成对终端的控制。终端采集数据通过GSM网络完成对数据的发送，上位机系统通过GSM模块接收到终端传来的数据通过串口

28、RS-232传送到电脑，电脑接收到数据信息之后，访问数据库，将信息进行存储汇表，并进行分析。通过表格能进行系统趋势分析，及时发现问题。图4.2软件数据处理流程图5.系统结构及工作原理图5.1系统结构框图5.1 TC35模块5.1.1 TC35模块结构目前已经开始使用的GSM通讯模块有TC35、A20、WM02、GM47、ZXGM18等。它们都支持GSM07.05协议的AT命令集。本系统采用支持中文短消息的工业级GSM模块TC35作为通讯模块，TC35模块是SIEMENS公司生产的一种可传送话音、传真及数据的GSM无线接入终端。内置双频GSM模块、易集成、可方便根据应用移植升级到GPRS是该模块

29、的几大特点。其结构框图如图5.1所示。图5.1 TC35结构框图模块由GSM基带处理器(GSM base-band processor)、电源专用集成电路(Power supply ASIC)，射频电路(GSM Radio)和闪速存储器(FLASH)等部分组成，其负责处理GSM蜂窝设备中的音频、数据和信号。TC35有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)连接器引出。这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。此模块中第1-14脚为电源部分，其中1-5为电源电压输入端，6-10为电源地GND，11,12是充电引脚，13

30、是对外输出电压(供外电路使用)，14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻，第24-29脚为SIM卡引脚，分别是CCIN,CCRST,CCIO,CCCLK,CCVCC和CCGND，第33-40脚为语音接口，用来接电话手柄，第15,30,31和32脚为控制部分，15为启动引脚IGT，30是RTC backup，31为Power down，32为SYNC，第16-23脚为数据输入/输出，分别为DSRO、RINGO、TXDO、CTSO、RTSO、DTRO和DCRO。其数据口采用电压为3V的CMOS电平，可通过AT命令实现对模块控制和传输短信数据；支持TEXT模式和PDU(protocol dat

31、a unit)两种短信传输模式；可选传输数据的波特率为300bit/s115kbit/s；工作在EGSM900和GMS1800双频段时接收灵敏度为-101dbm，在开阔地带以基站为中心半径数十公里的范围内可以可靠接收和发送信息，并可由AT命令实现模块重启和故障恢复；工作电压为3.35.5V，有休眠模式，通讯时功耗约为12W。5.1.2 TC35模块的基本特性和功能TC35 模块是西门子公司为满足无线通信而设计的一个GSM 模块。该模块不仅可以工作在GSM900MHz和GSM1800MHz两种频段，而且TC35模块还提供宽频带的GSM 应用(能进行语音和数据传输。在TC35模块的开发期，西门子公

32、司就考虑到了模块的后期设计的需要，因而模块的外围电路设计尽可能少，从而减少和其他外围电路的冲突。TC35的主要特性与技术指标包括以下几点：（1）频带：双频EGSM900和GSM1800（GSM Phone 2+）；（2）支持数据、语音、短消息和传真（3）高集成度（54.5mm*36mm*6.85mm）；（4）重量：18g；（5）电源电压：单一电压3.3-5.5V；（6）波特率：可选波特率300bps115kbps，自动波特率4.8115kbps；（7）电流消耗：空闲模式小于3.5mA，语音模式平均300mA， 峰值2.3A， 掉电模式（Power down）100A；（8）温度范围：正常操作-

33、20+55，存放-30+85；（9）SIM电压：3V1.8V；2.3 引脚功能TC35共有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force)连接器引出。这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入输出、SIM 卡、音频接口和控制。第114脚为电源部分，其中15为电源电压输入端Vbatt+，610为电源地GND，11、12为充电引脚，13对外输出电压（共外电路使用），14为ACCU_TEMP接负温度系数的热敏电阻；2429为SIM卡引脚，分别为CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND；3340为语音接口用来接电话手柄；15、30、31和32脚为控制部

34、分，15为点火线IGT（Ignition），当TC35通电后必须给IGT一个大于100ms低电平，模块才启动，30为RTC backup，31为Power Down，32为SYNC；1632位数据输入输出分别为DSR0、RING0、RXD0、TXD0、CTS0、RST0、DTR0、和DCD0。TC35模块中包括有完整的RF电路部分，并且GSM协议可以自动地在GSM基带处理器中运行,这些也为TC35的后期开发避免设计的冲突提供了可靠的保证TC35模块采用40引脚的ZIF连接形式和应用处理器连接。通过ZIF连接器提供了应用所需的数据、语音信号和电源线。5.2 RS-232串口通信 RS-232是美

35、国电子工业协会EIA(Electronic Industry Association)于1962年公布，并于1969年修订的串行接口标准。它已经成为国际上通用的标准。它适合于数据传输速率在020000bit/s范围内的通信，这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号电平、信号线功能、电气特性、机械特性等都做了明确的规定。目前，RS-232已成为数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)与计算机和数据通信设备DCE(Data Communication Equipment)的接口标准，如Modem。不仅在远距离通信中要经常用到它，就是两台计算机或设备之间的近距离串行连接也

36、普遍采用RS-232接口。目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口，在PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232接口。 RS-232对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都做了规定。在TXD和RXD上：逻辑1 为-3-15V、逻辑0为+3+15V；在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线；信号有效（接通，ON状态，正电压）为+3+15V；信号无效（断开，OFF状态，负电压）为-3-15V。 RS-232是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同，因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在RS-232与TTL电路之间进行电

37、平和逻辑关系的变换，实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。目前较为广泛地使用集成电路芯片转换器件， 如MC1488、SN75150芯片可完成TTL电平到EIA电平的转换，而MC1489、SN75154可实现EIA电平到TTL电平的转换，MAX232芯片可完成TTL到EIA双向电平转换，本系统选用MAX232芯片实现TTL和EIA之间的电平转换4。RS-232并未定义连接器的物理特性，因此，出现了DB-25和DB-9各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。现在计算机上一般只提供DB-9连接器，都为公头。相应的连接线上的串口连接器也有公头和母头之分，如图5.2。作为多功能I/O卡或

38、主板上提供的COM1和COM2两个串行接口的DB-9连接器它只提供异步通信的9个信号引脚，如图5.3，各针脚信号功能描述见表5.1。 图5.2 公头与母头串口连接器 图5.3DB-25和DB-9串口连器5.3 AT指令GSM装置采用SIEMENS公司生产的TC35，它与PC机之间通过标准RS-232串行口连接，通讯协议是AT(Attention)指令集。AT指令集应属于MODEM自身通信的一套规则和标准。Hayes公司的Smart modem系列产品己成为MODEM事实上的标准。而几乎所有应用于计算机通信的MODEM均号称与Hayes Smart modem兼容。所谓Hayes兼容MODEM,

39、主要是指它能识别并执行称为AT命令的某些命令和命令串。目前各种MODEM除了可以执行最基本的Hayes命令外，还有自己特有的命令。在Hayes公司建立AT命令之前，DTE(Digital Terminal Equipment)与MODEM之间是通过硬件电路来实现直接控制的。AT命令的建立使得DTE解脱出来，振铃检测、载波检测、速率选择等等都可以由MODEM来完成，此时TXD和RXD不仅仅传输数据，还传送命令。DTE发送AT命令到MODEM,MODEM执行通过RXD返回结果给DTE。而我们这里的GSM模块就极类似一个无线的MODEM。AT命令集中几乎所有的指令都以AT开始，以回车结尾。每个命令执

40、行成功与否都有相应的返回(返回结果码的类型、格式等可设置)。其他一些非预期的信息(如有人拨号近来，线路无信号等)，模块将有对应的一些信息提示，接收端可以做相应的处理。AT指令集主要有常用命令、呼叫控制命令、网络服务命令、安全命令、电话簿命令、短消息命令、数据和传真命令等。该GSM远程无线监控系统常用到的一些AT命令主要见表5.1。表5.1命 令 功 能AT+CMGF选择短消息信息格式：0-PDU;1-文本(Select SMS message format)AT+CSCA设置短消息中心地址(SMS service center address)AT+CMGS发送短消息(Send SMS mes

41、sage)AT+CMGL列出SIM卡中的短消息PDU/TEXT;0/“REC UNREAD”-未读，1/“REC READ”-已读，2/“STO UNSENT”-待发，3/“STO SENT”-已发AT+CMGR读取一条短消息(Read SMS message)AT+CNMI新短消息收到提示设置(New SMS message indications)AT+CMGD删除SIM卡内存的短消息(Delete SMS message)5.4 PDU模式及中文短信的编码短信收发的编码格式一共有三种：Block模式, Text模式和PDU(protocol description unit)模式。其中B

42、lock Mode已经逐渐被淘汰，目前很少用了。Text Mode是纯文本方式，可使用不同的字符集，从技术上说也可用于发送中文短消息，但国内手机基本上不支持，主要用于欧美地区。PDU Mode被所有手机支持，可以使用任何字符集，这也是手机默认的编码方式。Text Mode比较简单，而且不适合做自定义数据传输，我们就不讨论了。下面介绍的内容，是在PDU Mode下发送和接收短消息的实现方法。PDU串表面上是一串ASCII码，由“0”-“9”、“A”-“F”这些数字和字母组成。它们是8位的十六进制数，或者BCD码十进制数。PDU串不仅包含可显示的消息本身，还包含很多其他信息，如SMS服务中心号码、

43、目标号码、回复号码、编码方式和服务时间等。发送和接收的PDU串，结构是不完全相同的。我们先用两个实际的例子说明PDU串的结构和编排方式。例1，发送一条PDU格式的中文短信息，地区的SMSC号码是（短信中心号码）+8613800371500，目标号码+8615939026810，短信息内容是“你好！”，则从单片机发送到GSM模块的PDU串可以是：“11000D91685139096218F0 000801064F60597DFF01”，如果使用默认的短信中心号码则PDU串可以是：“0011000D91685139096218F0000801064F60597DFF01”。对照PDU编码的规范，各

44、段含义如表5.2所示。例2，接收一条短信息，SMSC号码是（短信中心号码）+8613800371500，对方号码是+8615893810886，则从GSM模块读取的PDU串为：“0891683108301705F0240D91685198830188F6000880401001156423064F60597DFF01”，表5.3列出了对该PDU串的详细解释。表5.2 发送PDU串分析分段含义说明08SMSC短信中心地址长度共8个8 位字节包含9191SMSC地址格式用国际格式号码（在前面加“+”）683108301705F0SMSC短信中心号码8613800371500字节翻转后补“F”凑成偶

45、数个11基本参数（TP-MTI/VFP）发送TP-VP，用相对格式00消息基准值（TP-MR）00D目标号码长度共13个十进制数（不包含91，“F）91目标地址格式用国际格式号码（在前面加“+”）685139096218F0目标号码8615939026810，补“F”凑成偶数个00协议标示（TP-PID）普通GSM类型，点对点方式08用户信息编码方式（TP-DSC）8bit编码01短消息有效期（TP-VP）(VP+1)*5分钟06用户信息度（TP-UDL）实际长度6个字节4F60597DFF01用户信息（TP-UD）“你好！”Unicode编码表5.3 接收PDU串详解分段含义说明08SMSC

46、短信中心地址长度共8个8 位字节（包含91）91SMSC地址格式用国际格式号码（在前面加“+”）683108301705F0SMSC短信中心号码8613800371500字节翻转后补“F”凑成偶数个24基本参数接收、无更多信息、有回复地址0D对方号码长度共13个十进制数（不包含91，“F”）91地址格式用国际格式号码（在前面加“+”）685198830188F6对方号码15893810886，补“F”凑成偶数个00协议标示（TP-PID）普通GSM类型，点对点方式08用户信息编码方式（TP-DCS）Unicode编码80401001156423时间戳（TP-SCTS）08-04-01 10:51:46 时区2306用户信息长度实际长度6个字节4F60597DFF01用户信息内容“你好！”从表5.2和表5.3的内容我们可以看出：（1）若基本参数的最高位(TP-RP)为0，则没有回复地址的三个段。从Internet上发出的短消息常常是这种情形。（2）SMSC号码、手机号码和时间的表示方法，不是按正常顺序顺着来的，而是按照先存放低位字节后存放高位字节的规则形成的，而且要加“F”将奇数补成偶数。在PDU模式中，可以采用三种编码方式来对发送的内容进行编码，它们是UTF7、UTF8和UCS2编码。（1）UTF7编码用于发送普