单片机与GPRS模块通讯开发的注意重点事项精.doc

单片机微控制器以其体积小、功耗低、使用方便等特点,广泛应用于多种工业、 民用嵌入式系统中;而伴随互联网(Internet 兴起和普及,使微控制器通 过互联网传送数据就变得很有意义。 现在使微控制器上网处理方案通常有两 种:一个是采取微控制器驱动网卡,经过以太网连接 Internet ;另一个是使微控 制器直接驱动调制解调器(MODEM 经过电话线向 ISP 拨号上网。这两种方案 缺点在于全部要使用有线网络,无法应用于在边远地域或可移动系统中。
针对这一问题, 提出一个基于 GPRS 单片机上网处理方案, 即在单片机中实 现 PPP 协议, 并经过驱动 GPRS 模块经过 GPRS 无线网连接到 Internet 实现上网。 这种方案优点在于:① 覆盖面广,适适用于广大偏远地域;② 无线上网,适用 于可移动目标;③使用廉价微控制器实现简单、成本低;④ 安装简便,维护 方便。
GPRS 技术及其特点
GPRS (General Packet Radio Service 是通用分组无线业务简称,是在 GSM 基础上发展起来一个分组交换数据承载和传输方法。 和原有 GSM 比较, GPRS 在数据业务承载和支持上含有很显著优势:经过多个 GSM 时隙复 用,支持数据传输速率更高,理论峰值达 115kb/s;不一样网络用户共享同一 组 GPRS 信道,但只有当某一个用户需要发送或接收数据时才会占用信道资源。 这么, 经过多用户业务复用, 更有效地利用无线网络信道资源, 尤其适合突发 性、频繁小流量数据传输,很好地适应数据业务突发性特点; GPRS 计费方 式愈加灵活,能够支持按数据流量来进行计费;和无线应用协议(WAP 技术不 同, GPRS 能够随时为用户提供透明 IP 通道,可直接访问 Internet 中全部 站点和资源; 采取信道复用技术, 每一个 GPRS 用户全部能够实现永远在线; 另外, GPRS 还能支持在进行数据传输同时进行语音通话等等,而且相对于短消息等 其它无线数据通信业务, GPRS 价格优势比较显著。 现在, 中国移动推出 GPRS 上网业务最高每千字节也只有 3分钱,而且用户能够依据自己需要,以月租、 包月等多个形式深入降低 GPRS 通信费用。
所以使用 GPRS 实现远程数据传送是很经济实用,尤其是对于不易架设有 线网络边远地域和可移动装置。
硬件连接和 GPRS 模块设置
经过 GPRS 网进行数据传输通常需要使用 GPRS 模块。现在, GPRS 模块通常 是指带有 GPRS 功效 GSM 模块,能够利用 GPRS 网进行数据通信。
其中比较流行有法国 Wave 企业 WISMO 系列和西门子企业 S 系列等等。 WAVECOM WISMO 模块接口简单、使用方便且功效很强大
其中 GPRS 模块和单片机间是经过串行口进行通信,通信速率最快能够达 到 115 200b/s。模块和控制器间通信协议是 AT 命令集,其中大部分命令是符 合协议“AT command set for GSM Mobile Equipment (ME (GSM 07.07 version 6.4.0 Release 1997”,但也有部分是 Wavecom 自己定义 AT 命令。除了串 口发送(TX 、串口接收(RX 之外,微控制器和 GPRS 模块之间还有部分硬件 握手信号,如 DTR 、 CTS 、 DCD 等。
为了简化微控制器控制, 硬件设计时不要使用全部硬件握手信号, 而只使用
数据载波检测(Data Carrier Detect, DCD 和终端准备(Data Terminal Ready, DTR 信号。
DCD 信号能够检测 GPRS 模块是处于数据传送状态还是处于 AT 命令传送状态。 DTR 信号用来通知 GPRS 模块传送工作已经结束。
硬件连接完成后, 在进行 GPRS 上网操作之前, 首先要对 GPRS 模块进行一定 设置。关键设置工作有:
① 设置通信波特率,能够使用 AT+IPR=38400命令,把波特率设为 38 400b/s或其它适宜波特率,默认通信速度为 9600b/s。
② 设置接入网关,经过 AT+ CGD CONT="1", “IP”, “CMNET”命令设置 GPRS 接入网关为移动梦网。
③设置移动终端类别,经过 AT+CGCLASS=“B”设置移动终端类别为 B 类, 即同时监控多个业务; 但只能运行一个业务, 即在同一时间只能使用 GPRS 上网, 或使用 GSM 语音通信。
④ 测试 GPRS 服务是否开通, 使用 AT+CGACT=1,1命令激活 GPRS 功效。 假如返回 OK ,则 GPRS 连接成功;假如返回 ERROR ,则意味着 GPRS 失败。这时应检验一下 SIM 卡 GPRS 业务是否已经开通, GPRS 模块天线是否安装正确等问题。
中国移动在 GPRS 和 Internet 网中间建立了很多相当于 ISP 网关支持节点 (GGSN ,以连接 GPRS 网和外部 Internet 网。 GPRS 模块能够经过拨
“*99***1#”登录到 GGSN 上动态分配到 Internet 网 IP 地址。 其间 GPRS 模块 和网关通信要符合点对点协议(Point to Point Protocol, PPP,其中身份 验证时用户名、密码全部为空。使用 PPP 协议登录上以后,就能够经过 GGSN 接上 Internet 了。
软件整体结构
程序中全部代码最好采取 C 语言编写, 并采取分层结构, 从底到上分别 为:串口驱动层、 GPRS 模块驱动层、 PPP 协议层、 IP 协议层、 UDP 协议层和应用 层。 上层函数实现需要应用到底层函数, 而底层函数任务就是为上层函数提 供服务,最终完成应用层任务——传送数据。
驱动程序编写
首先是串行口驱动层。它实现打开串口、关闭串口、读串口数据、写串口数据 等函数。然后,在这些串口函数基础上编写 GPRS 模块驱动函数。单片机通 过串行口控制 GPRS 模块,进行拨号、设置等操作。控制方法是采取 AT 命令。 在控制 GPRS 模块拨打移动梦网 GGSN 登录号码“*99***1#”以后, GPRS 模块 就转入在线模式(On-Line 。此时单片机向串行口发送全部数据全部透明地传 送给了 GGSN ,一样 GGSN 回复也传回单片机串行口。
当数据传送完成后,单片机需要通知 GPRS 模块结束会话,并从在线模式转回普 通命令模式,这能够经过置高 DTR 线完成。同时,假如线路因为异常断开, CD 线会回复到日常低电平,所以处于在线模式下也要不停检测 CD 线是否处于高 电平。依据这些操作,能够编写 GPRS 驱动函数:初始化 GPRS 模块函数、拨号函 数、断开连接函数、检测是否处于在线状态函数。
这些底层驱动函数将会使上层协议编写很方便, 更关键是, 它为我们提
供了一个驱动抽象层。 当底层硬件做出改动时候, 只需要对底层驱动函数进 行改动,而上层函数代码不变。
PPP 协议实现
因为移动梦网 GGSN 和 GPRS 模块通信时遵照 PPP 协议, 所以要在单片机中 也实现一部分 PPP 协议才能和之对话。 GPRS 模块在拨号后首先要和 GPRS 网关进 行通信链路协商, 即协商点到点多种链路参数配置。 协商过程遵守 LCP (Link Control Protocol 、 PAP (Password Authentication Protocol 和 IPCP (Internet Protocol Control Protocol等协议。其中 LCP 协议用于建立、结构、测试链 路连接; PAP 协议用于处理密码验证部分; IPCP 协议用于设置网络协议环境, 并 分配 IP 地址。协商机制用有限状态机模型来实现。一旦协商完成,链路已经 创建, IP 地址已经分配就能够根据协商标准进行 IP 报文传输了。依据应用 不一样, IP 报文中能够携带 UDP 报文,也能够是 TCP 或 ICMP 报文。本系统正是 采取 UDP 报文传送数据信息。数据传输完成以后,单片机会向 GGSN 发送 LCP 断开连接报文,以终止网络连接。
PPP 协议帧结构(图略。单片机串口中止接收程序首先以包起始和结 束符来判定是否有完整 PPP 包, 并对 PPP 包内容进行校验, 以确定数据包 完整性和正确性。然后,在主循环中进入 PPP 报文解析模块。
登录 GGSN 过程
系统一个难点是单片机登陆 GPRS 网关(GGSN 并和网关经过 LCP 、 PAP 、 IPCP 协议进行协商过程。 LCP 、 PAP 和 IPCP 协议帧结构大同小异, 最常见 为请求(REQ 、同意(ACK 和拒绝(NAK 三种帧。单片机和 GGSN 各为一方进 行协商, 任何一方全部能够发送 REQ 帧请求某方面配制, 另一方认为配置不能接 受会回应 NAK 帧, 假如能够则回应 ACK 帧。 为了节省资源, 我们只处理这三种数 据帧,其它链路问题全部由单片机在程序控制下自己重新拨号处理。
协商过程大致描述以下:在拨号成功连接后, GGSN 首先会返回一个 PAP REQ数据帧。我们发送一个空 LCP REQ帧,以强迫进行协议协商阶段。随即, GGSN 发送 LCP 设置帧,我们拒绝全部设置并请求验证模式。 GGSN 选择 CHAP 或 PAP 方法验证,我们只接收 PAP 方法。然后,进行 PAP 验证用户名和密码过程,在 GPRS 中用户名和密码全部为空,假如成功, GGSN 会返回 IPCP 报文分配动态 IP 地 址。此时,就完成了和 GGSN 协商过程。协商过程状态转换图 4所表示。
协商完成后进入 IP 数据报通信阶段。 此时, 单片机向 GGSN 发送全部包含 IP 报文 PPP 报文全部会被传送给 Internet 网中对应 IP 地址;而远端全部向 单片机 IP 地址发送报文也全部会经 GPRS 网传送到单片机上, 从而完成单片机和 远程主机经过互联网数据传输。
适应角色转变,扎实开展团工作
———共青团铁东区委书记述职汇报
是适应角色转变、 思想深入成熟十二个月。 这一 年,自己能够坚持正确政治方向,紧紧围绕党中心,立 足本职岗位,很好地完成本线工作任务。自己政治觉悟、 理论水平、思想素质、工作作风等各方面有了显著进步和 提升。总来说,收获很大,感慨颇深。
一、以德为先,深入提升个人思想素质
过去十二个月,我以一个共产党员标准,以一个团干部 标准严格要求自己,在个人道德修养、党性锻炼、思想 素质上有了很大进步。一是道德修养深入提升。作为一 个团干部,我一言一行、我本身形象将直接影响到团委 各组员,甚至更广大青少年。所以,在日常工作和生活 中,我每时每刻提醒自己,从小事做起,重视细节问题,做 到洁净做人、公正做事,以日常心看待自己工作,要求自 己在工作中老实、守信、廉洁、自律,起好表率作用。二是 党性锻炼得到不停加强。不停加强自己党性锻炼,我严格 根据《党章》和《中国共产党党员纪律处分条例》来要求和 约束自己行为,切记党宗旨,在团工作中,以广大青 少年权益为出发点,务求时效。三是政治思想素质不停提 高。十二个月来,我继续加强学习,主动参与理论中心组学习, 常常自发利用休息时间学习,主动参与团省委组织赴井冈山 革命传统和理想信念教育专题培训班、区委区政府组织赴清
华大学县域经济培训班,经过“看、听、学、思” ,深入 加深了对马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、 “三个代表” 关键思想了解, 深入系统掌握了党在农村路线、 方针、 政策和对共青团工作要求。尤其是党十七届六中全会 以来, 我经过学习原文、 听教授讲课等, 开拓了思想新境界, 政治思想素质有了新飞跃。
二、以能为先,深入加强组织工作能力
在上级领导信任和支持下,我本人也自加压力,抓住 一切机会学习,重视和同事、和弟兄单位团委书记交流, 虚心请教,不耻下问,使各项工作全部有序地开展。一是工作 统筹安排能力不停加强。我尽可能做到工作提前一步,有计 划、有安排、有预见性,保持思绪清楚和决议科学,努力争取 操作有序,顺利开展。二是工作协调能力不停加强。在工 作中,我重视和上级立即衔接、汇报,同时也重视和基层 交流沟通,听取多方意见和提议,从大局出发,对上做好 配合,对下做好团结。三是有创新地开展工作。在工作中, 我重视不停创新, 使工作保持生机, 使管理不停趋向人性化、 合理化。
三、以勤为先,深入提升团业务水平
担任团委书记以来,认真了解情况、掌握知识,主动向 团委领导、向前任书记学习、请教,了解团情、团史,努力 掌握团基础运作方法程序,便于愈加好地开展工作。加强沟
通了解，增加感情，深入基层，了解基层团组织和团员青年 相关情况，以“活动”来强化自己知识和水平。十二个月来， 我立足以活动来促进自己立即适应角色，迎接挑战。今年五 四，团区委以全区人居环境整改为依靠，以“五四火炬传承 九十二载生生不息，铁东青年投入人居环境立志强区”为引 领，主动开展了“共青团路，红领巾街”“铁东青年林”等 ， 一系列活动。在活动中，增加了知识，深化了了解，使自己 对团务工作有了全方面、系统提升，为以后愈加好地提升团 业务水平打下了坚实基础。 四、以绩为先，深入完善团组织建设 以绩为先， 把《相关深入深化“党建带团建”工作实施意见》 落到实处，把党要求落实落实到团建设中去，使团建 设纳入党建设总体计划。依靠党建，从政策层面来处理 和落实基层团组织存在问题和困难。一是基层团干部待 遇问题。主动争取党组织在团干部配置上重视和支持，基 层团干“转业”得到了很好安排（叶赫荣威，住建局遇 良，卫生局王国宴等） ；二是处理好基层团组织活动经费 问题。主动争取专题，今年为每个乡镇街道从团省委争取经 费三千元，累计三万六千元；三是团基层组织格局创新工 作。根据“1＋4＋N”模式，经过换届调整选配了大批乡镇 （街道） 团干部， 变原有 “团干部兼职” 模式为现在 “兼 职团干部”模式，提升了基层团组织凝聚力和战斗力。此
次工作得到了团市委充足认可， 年四平市组织部班工 作会议在我区召开。 以服务青年需求为目标，从单一组织青年开展活动转到 生产步骤，开展就业培训、创业交流、贫富结对；以服务党 政中心为目标，发挥团组织本身优势，引导青年树立市场意 识和投资意识，强化科技意识和参与意识，投身知识化、信 息化和现代化、文明创建、环境整改、植绿护绿、社会治安 等活动，把党政思绪实践好。突出做好目前新兴农村、社 区和非公经济组织建团工作，延长团工作手臂，丰富团 组织形式。前后和农联社、吉林银行等多家金融机构主动协 调，为青年创业就业提供帮扶支持。尤其是吉林银行“吉 青时代”小额贷款项目更得到团省委无偿贴息。 五、以廉为先，深入保持清正廉明形象 以廉为先， 作为新任职年轻干部、党员干部，我既感受到了组织 信任和关心，同时也感受到了责任重大。我区在党委和政 府率领下，励精图治、奋发图强，取得了辉煌成绩。越 是这种时候，就越需要我们这些干部保持清醒头脑，保持 共产党员优异本色。深知，作为一级干部，应该努力做到 “清正廉洁” 。古人说“物必自腐而虫生” ，腐败现象表现上 看来是经济问题、道德问题，但深层次原因却是理想信念 出了问题。要不停加强实践锻炼，要结合党历史经验、改 革开放和社会主义建设实践和自己工作和思想实际，
来刻苦磨炼自己。勇于剖析自己，主动开展自我批评，净化 自己灵魂。不停增强拒腐防变意识。在思想上、在行动上、 生活中争作表率。在团区委开展“争做勤廉表率，竭诚服务 青年”专题教育活动,召开机关党风廉政建设宣传教育活动 动员会，全方面开启党风廉政建设宣传教育活动。根据学习落实区 委、区纪委相关党风廉政建设和反腐败工作布署和要求， 学习党十七届六中精神，强化组织领导，制订工作计划。 我们依据 年党风廉政建设责任制考评要求，为了做好 党风廉政建设和反腐败工作，成立了团区委党风廉政建设领 导小组，并由我任组长。根据“一岗双责”责任要求，明 确了单位正职领导作为第一责任人，每十二个月约谈团干部一次， 就相关廉洁从政个人“不准”和“严禁”行为适时对所管 团干部进行廉政谈话。 在 年立即到来之际，共青团区委迎来组织部考评 组，对共青团区委十二个月来工作进实地测评，感谢组织 帮助和关心，以后我们更要自觉地接收组织监督和考评。 铁东区发展已经取得了令人瞩目标成就，现在又开始了新 征途。广大青年有幸成为亲历者，成为追随者，同时我们 也是共享发展结果受益者。 我们应该心怀感恩， 心存畏惧， “做一个组织和群众信赖人，做一个同事和好友敬重 人，做一个亲属儿女能够引认为荣人，做一个回顾人生能 够问心无愧人”。我们要切记党宗旨，全方面落实党方
针路线，高举中国特色社会主义伟大旗帜，弘扬“攻坚克难、 求富图强”四平精神，坚定不移实施 “五区”战略 发展计划，为建设富裕友好新铁东伟大目标而不懈奋斗。