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常见GSM模块介绍 ——刊登于《无线电》2008年10期
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。GSM80年代兴起于欧洲,1991年投入使用。到1997年底,已经在100多个国家运营,成为欧洲和亚洲实际上的标准,到了2001年,在全世界的162个国家已经建设了400个GSM通信网络。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。
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。下面我们例举一些典型的应用:
1、 手机控制的门禁系统:
用GSM控制门禁系统的电控锁,如果你需要进门,只要用手机拨打GSM模块内手机卡号,门就会自动打开,并且只有你设置的手机号码才能开门,而且没有任何费用产生。
2、 三翻广告牌的灾害天气紧急关闭:
三翻广告牌是通过电机实现不断翻转显示多个广告内容,因为安装在室外,当出现大风、冰雹等灾害天气时,广告牌很容易被吹坏或者卡死损坏,这时需要紧急关闭,你可以通过继电器常闭接点来控制广告牌的电源,这时你只要发送“关闭”控制短信后,广告牌就会自动关闭,并且自动延时一定时间后自动恢复正常工作(一般灾害性天气不会持续很长时间)如果你想提前打开广告牌,可以发送“打开”控制短信。
3、 工程系统的余款催交:
一些工程都是安全完成后正常运行一段时间后才把余款结清,如果碰到客户恶意拖欠货款,往往安装方非常头疼,因为设备已经安装了,如果拆回来损失很大,尤其是外地客户非常劳民伤财,这时可以在客户系统中先安装的GSM模块,用它进行一路或多路控制系统的一些关键点,当客户恶意拖欠货款时可以通过短信关闭一些功能,迫使客户付清货款然后立即短信开通,如果已经顺利回收货款还可以借系统维护的名义把GSM模块从客户系统中拆除。
4、 监控系统或者网站服务器的报警及复位:
监控系统或者网站服务器经过长时间运行后可能会出错死机,这时候断电复位是少有的解决方法,这时可以通过GSM模块控制系统的电源,并设置成打开3秒后自动关闭模式,可以实现断电复位,此外,GSM模块在一些特殊应用领域也起到了非常大的作用,如:主电源消失、内存错误、散热风扇停机、燃油耗尽、有人入侵等各种信息,是无人机房监控的理想选择。
5、 家电的远程控制:
通过短信控制可以轻松实现远程打开电饭煲、热水器等家电,通过控制遥控器或切换到维修模式也能控制空调。
看完了GSM模块的一些应用举例,相信你一定对它有了非常大的兴趣了吧,由于当前市场上GSM模块产品型号众多,很多国外产品可用的资料却比较少,特别是中文开发文档比较少,所以,在此我们例举一些技术成熟,文档资料易找,购买起来方便的几款GSM模块产品。它们分别是西门子的TC35i,明基BENQ M22,傻瓜式GSM模块JB35GD等,下面我们就一起来看一下市面上常见的几款GSM模块。
TC35iTC35i模块是一款支持中文短信息的工业级的新版GSM模块,工作在EGSM900和GSM1800双频段,电源范围为直流3.3~4.8V ,休眠状态电流消耗为3.5mA,空闲状态为25mA,发射状态为300mA(平均),峰值为2.5A;可传输语音和数据信号, 功耗在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。SIM电压为3V/1.8V,TC35i通过AT命令可双向传输指令和数据,可选波特率为300b/s~115kb/s , 自动波特率为1.2kb/s~115kb/s。它支持Text和PDU格式的SMS(Short Message Service,短消息),可通过AT命令或关断信号实现重启和故障恢复。
TC35i由供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口等6部分组成。作为TC35i的核心基带处理器主要处理GSM终端内的语音和数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有模拟和数字功能。
TC35i硬件设计:
TC35i模块有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。
TC35i的第1~5引脚是正电源输入脚通常推荐值4.2V,第6~10引脚是电源地。11、12为充电引脚,可以外接锂电池,13为对外输出电压(共外电路使用),14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻,用于锂电池充电保护控制。
15脚是启动脚IGT,系统加电后为使TC35i进入工作状态,必须给IGT加一个大于100ms的低脉冲,电平下降持续时间不可超过1ms。
16~23为数据输入/输出,分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0 和DCD0。tc35i模块的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器,符合ITU-T RS232接口标准。它有固定的参数:8位数据位和1位停止位,无校验位,波特率在300bps~115kbps之间可选,默认9600。硬件握手信号用RTS0/CTS0,软件流量控制用XON/XOFF,CMOS电平,支持标准的AT命令集。
其中18脚RXD、19脚TXD为TTL的串口通讯脚,可以方便和单片机进行通讯。
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