Проекты. Демонстрационный исходный код для AVR и SIM300
Здравствуйте!
Встала тут задача по управлять загородным домом, последить за температурой, дверями, окнами. И тут же возник вопрос о среде передачи данных. Ну провода и радиоканал отпадают из-за дороговизны, ВОЛС просто мечты, а вот GSM то что нужно. Сначала пал глаз на старые телефоны "Motorola", "Nokia", "SonyEricsson". Посмотрел, повертел и передумал. Первое, не хотел подпаиваться к контактам кнопок, да и обратной связи нет. Второе, разбираться с ПО телефона, ну это совсем не в кассу. В общем в творческих раздумьях и плавая в просторах всемирной паутины, изловив пару вирусов был найден компромисс. И работа с ПО и без всяких кнопок. Все это предлагает модуль SIM900D . Чем он мне приглянулся.
- Первое это простота монтажа. В этом вы убедитесь позже. - Второе это общение через UART. (Это значит МК + SIM900D = нормальная связь) - Третье это питание модуля от 3 до 4.8 вольт. Хош AVR, хош ARM. По вкусу. Ну лирики хватит, пора по делу.
Выглядит сей модуль так.
По поводу монтажа. Как видите модуль заточен на поверхностный монтаж. Размеры
контактных площадок достаточно большие даже для ЛУТа. Ниже картинка моего устройства.
Как видите ничего сложного. Теперь давайте поговорим о схеме подключения этого чуда.
Глядим мануал. И видим распиновку.
Да, много всего, но все использовать не будем. Первое что нам потребуется это
обвязать все выводы "GND". Если глянуть на правый верхний угол, то можно заметить
три отдельных вывода. Два "GND" и "ANT". Эти выводы расположены таким образом не
просто так. Глянем в документацию на картинку подключения антенны.
59 и 61 контакты должны находиться как можно ближе к выводу антенны. Дополнительные
схемы выделенные пунктиром, нужны для подключение антенн с кабелем. Поэтому я впаял
SMA разъем как можно ближе к выводам 59, 60, 61 и не стал заморачиваться со
схемой согласования, при этом с антенной на 3-х метровом кабеле и в месте очень
плохого приема, выжал из модуля 13 балов из 31. Разъем видно на картинке выше.
Точнее ноги от него)) Сам разъем с другой стороны. При этом контакты 59 и 61 как бы
обнимают антенну. Ну как-то так. Далее давайте поговорим о SIM-карте. Для ее установки
я использовал вот такой разъем (SIM ICA-501-006-01-F7)
Самое интересное то что я нашел 3 варианта распиновки SIM-карт. Какую использовать?
Не буду вносить интриги, а для простоты привожу распиновку данного разъема.
Вид сверху.
Но это еще не все. Если глянуть в монуал на схему включения SIM-карты, то там можно
увидеть некую микросхемку под названием SMF05C
. Эта микросхема содержит
защитные диоды аж 5 штуков. Нужна для зашиты контактов SIM-карты. Конечно можно ее
и не ставить, но тогда будьте внимательны и не трогайте контакты пальцами!!! Я как
грешный человек за себя не ручаюсь, поэтому микруху припоял. А вот и сама схема.
Она конечно приведена для 8-и контактной SIM-карты, но для 6-ти будет тоже самое.
Есть правда две засады с этой микросхемой. Первая это то что ее хрен где сыщешь. А
вторая то что размер ее... Я когда получил заказ и достав положил ее на стол...
Короче на втором рисунке сверху она впаяна между SIM-картой и батарейкой. Для сравнения
резисторы 0805. Ну а справа транзистор в корпусе SOT-23. Так ну вроде с SIM-картой
разобрались, поехали дальше. А дальше светотехника. Вообще говоря это на любителя.
Так как все эти сигналы можно завести прямо в МК и он там сам пускай разбирается.
Я все их вывел из чувства к прекрасному. Так что решайте сами.
- Первое это сигнал включен модуль или нет (STATUS) лог 1
- Второе это сигнал наличия регистрации сети (NETLIGHT) лог 1/0 (мигает)
Если мигает с одинаковой частотой, значит не зарегистрировался в сети
Если длинный промежуток, значит есть конект к сети.
- Третье это сигнал звонка/sms (RING) лог 0
Горит если есть входящий звонок и моргнет при получении sms-сообщения.
Первые два сигнала нужно подключать через NPN транзистор в ключевом режиме.
А третий сигнал (RING) нужно подключать через PNP транзистор.
Еще один не мало важный сигнал, это кнопка включения и выключения модуля.
(куда же без нее). Вот что нам предлагает мануал.
То есть подали лог 1 на базу транзистора на 1 секунду и модуль включился.
Теперь давайте поговорим о питании. Да, я бы ща от хорошей тарелочки борьща не
отказался бы, а вы? Ну ладно, едем дальше. Питается модуль напругой от 3 до 4.8 вольтов.
Вроде все просто, да не так. В момент звонка, передачи sms, поиска сети модуль может
потребовать аж до 2А. Во как. Так что любители LM7805 и КРЕНок могут огорчиться.
К счастью в мануале присутствуют две схемы на микросхемах MIC29302 (я так в продаже
ее и не нашел) и LM2596 (эту купить можно). Но я лениииивый и собирать питалово с
таким большим количеством обвязки просто не захотел. Я пошукал в интернете и нашел.
Есть такой хороший стабилизатор для процессоров типа "Пень", "AMD" на 3.3в и до 7.5А.
Во, думаю то что надо и ARM запитать можно и модуль. Вот схема этого чуда.
А вот как это выглядит в собранном виде.
Радиатор поставил со страху, в принципе микросхема не греется даже во время звонка.
И последнее на что следует обратить внимание, это на батарейку. Она нужна для
поддержания жизни часов реального времени. Самое важное что оставлять этот вывод в
воздухе нельзя. Лично я сошелся на подключении батарейки чего и вам желаю. Можно
конечно две АА влепить)) но как-то крупновато, а вот в форме таблетки 2032 на 3v
то что надо. Благо они стоят не дорого и отсеки паять можно прям на плату. По моему
это самое простое решение. Решать вам. Ну вроде и все. Вот как это все безобразие
выглядит вместе и в работающем состоянии.
В следующей статье я расскажу как ломал этот модуль но уже программно через терминал
при помощи АТ команд.
Выкладываю схемы в PCAD-2006
Архив с файлами модуля GSM.
Архив с файлами блока стабилизации.
Продолжение цикла статей о GSM модуле.
AT-Команды.
Связь модуля с ATmega8515.
Отладочная плата на базе SIM900D
Foli 14.03.13
Хотелось бы подробней о АТ командах, UARTу и непосредственно работы с этим в CodeVision
Алексей 15.03.13
С АТ командами разбираюсь. Не хочу выкладывать половину работы, так как есть некоторые вопросы. А с UARTтом и CVAVR там все просто. Как только разберусь с АТ командами сразу выложу и какие команды и как из CVAVR их подать.
Anatok 04.11.13
Все это красиво. А вот если сигнализация работала хотя бы при минус 30-и градусах и зарядилась скрытыми солнечными батареями особенно зимой, то желающих иметь такой аппарат было бы очень много.
Алексей 04.11.13
GSM модуль жрет до 2А при регистрации в сети или звонке или связи по GPRS. Для таких ресурсов требуется хороший аккумулятор, а при -30 АКБ долго не проживет. Даже в метеостанциях на уличных датчиках рекомендуют использовать простые батарейки.
Мишка 11.11.13
Если еще актуально и интересно...помотри на EAT для SIM900. В нем внутри ARM и есть SDK в котором можно загружать приложения в SIM900 из которых можно много всего делать...например посылать те-же AT команды...+клавиатура + SPI дисплей... + 2 АЦП:) Нескучного вечера:)
Мишка 11.11.13
А све-таки для него очень красиво делать для него питание на L5973D. Да про 2А написана в даташите...но практически это очень кратковременные импульсы. У меня он прекрасно работает например с Arduino Mega которая сама питается от USB порта (у которога ток 0.5 А)
Алексей 11.11.13
В этом-то и загвоздка. Я тоже по началу питал от 7805, все работало, а потом бац... И при подключении к сети все гаснет, а потом в рестарта идёт. Видимо сторожевая собака по припадке питания рестартует. А с L7953D будет красиво, но где её взять и скопа она будет стоить:) Поэтому я перешёл на IRU1075
Алексей 11.11.13
Прошу прощения за ошибки, это чертов ГУДРОЙД горбыли лепит за меня. Думает он умнее. Не буду править, пусть Гуглу стыдно будет за их работу.
дядяМиша 24.12.13
У меня при регистрации в сети атмега в перезагруз уходит. Хотя стоит импульсный dcdc. Конденсаторов на 200мкф. А бывает, работает стабильно. Замучался уже.
Алексей 25.12.13
Схему в студию. Со слов довольно сложновато понять проблему.
дядяМиша 25.12.13
дядяМиша 25.12.13
Http://ybex.com/d/tk7kgiefpklpeujb1zbl4lo5 mrkf7ayvci04ouq3.html МК запитан от 2.8 (пробовал даже 3.7) Вольт, чтобы не городить преобразователь уровня.
Алексей 25.12.13
сергей 19.07.14
Алексей здравствуйте! у вас есть готовые платы с сим900, можно ли купить?
Алексей 19.07.14
В каком смысле готовые? Сам модуль уже собран и остается под конкретный девайс изготовить плату с требуемыми выходами и входами. Та что в данной статье это лишь демо плата для отладки программ. Для конкретного девайса требуются размеры, расположение разъемов, выходов на наушники и микрофон. Где будет антенный разъем. Дайте более подробную информацию о том что Вам нужно.
Андрей 28.09.14
Я так понимаю это прототип той платки которую я жду не дождусь. Только в коммерческом варианте её поженили с блоком питания и облагородили аудио выходами. Что есть большой гуд.
Алексей 28.09.14
Собственно так и есть. Я просто сразу убил несколько зайцев. Решил извечную проблему с питанием и согласованием уровней на UART. И для шика добавил аудио вход и выход. Фактически готовый сотовый телефон.
Андрей 28.09.14
Хотел бы внести рацуху на будущее. по сути данная плата законченный узел. И её ПРАКТИЧЕСКИ можно использовать в готовом изделии. однако есть одно НО. При мезонном навесе её по любому лучше ставить сверху (разъем антены, доступ к симкарте) поэтому вполне целесообразно параллельно всем штырькам для "периферии" оставлять отверстия для таких же штырьков с возможностью впайки оных направлением "вниз". Т.е. захотел я данный девайс насадить на плату микроконтроллера, развёл под твой, запаял ответные разъемы в него и состыковал. Ещё и с
Андрей 28.09.14
Сожрало полмессаги, но мысль надеюсь понятна-)
Алексей 28.09.14
Сергей 01.02.15
Подскажите почему модуль греется и неловит сеть?
Алексей 01.02.15
Здесь есть несколько причин. Первая, превышено питание. Второе, не попал ли плюс на общий. Нужно внимательно посмотреть ножки питания. Третье, не касается ли модулю брюхом питающих линий. На брюхе есть несколько технологических контактов которые должны быть изолированны от каких либо проводников. Четвертое, не замкнут ли вывод антенны с общим выводом. А если быть точнее, то необходимо смотреть плату. Сбросьте мне плату на почту и я посмотрю, может там что-то не так.
Сергей 01.02.15
Платы у меня заводские, МастерКит BM8039 и на обеих одна и та же проблема..вставляешь симку модуль начинает грется и нет сети.
Алексей 01.02.15
Довольно сложно сказать. Схема заводская, надо по плате полазить. Из документации видно что на плате нет рекомендуемых защитных диодов для SIM-карты. Сама карта и разъем по пинам совпадают? 300 модуль старый и по моему он работает только с симками 5 вольтовыми, а сейчас они все на 3в. Но я могу и ошибаться. Надо смотреть саму плату, так сложно что-то сказать. Если симптом на обеих один и тот же, то я бы какпал в сторону разъема и вольтажа симок. Еще раз, современные симки на 3-х вольтовые.
Сергей 01.02.15
Стоит sim900D...диодов нет.Когда вставляю карту появляется питание на модуле и он начинает греться,но на симку напр. с 9 ноги не идёт..
Сергей 01.02.15
Изначально работали нормально..потом что то коратнуло...не могу понять что..
Сергей 01.02.15
Можно как то проверить модуль не выпаивая?
Алексей 01.02.15
А что именно коротнуло? Если питание на симку не идет, то я боюсь сдохла линия для симки. А симка сколько ног? 6 или 8? Для проверки можно не вставляя симки пообщаться с модулем по шине UART 3, 4 ноги. Если откажется принимать АТ команды, то я думаю можно его хоронить.
АНОНИМ 01.02.15
Что коротнуло точно незнаю..ног 8 ..а как пообщаться то?
Алексей 01.02.15
А на разъеме тоже 8? Берем микросхему FT232RL, собираем переходник USB<->TTL, припаеваемся к UART модуля, запускаем терминал, например Putty, пишем AT и давим ентер. Если вернет ОК, значт еще не все потеряно. Если тишина... На помойку. А да, какие светодиоды а плате? как определяется наличие регистрации в сети?
Сергей 02.02.15 03:12
На разъёме тоже 8..на плате два светодиода зелёный и красный,наличие сети определяется по морганию зелёного раз в три секунды...можно как то вставить фото платы?
Алексей 02.02.15 07:42
Проще перейти на форум.
Сергей 02.02.15 14:02
Если не вставлять симку значит нужно подать питание на модуль?
Алексей 02.02.15 15:48
Я не могу гадать на кофейной гуще. Мне нужна либо схема, либо плата. И причем тут питание модуля и сим карта? Там скорее всего еще с каким-то микроконтроллером пересекается. Он и подает питание. В общем нужна схема. А так это как диагноз по телефону ставить.
Сергей 02.02.15 15:56
Где на форуме можно выложить схему?
Сергей 02.02.15 15:57
Питание на модуль приходит только когда вставляешь симку
Алексей 02.02.15 19:27
Ну нет такого у модуля SIM900D. Для включения модуля необходимо удержать низкий уровень на ножке 12, а потом поднять. Сим карту вообще нельзя вставлять или вынимать при включенном модуле, есть вероятность сжечь порт. Если посмотреть документацию, то можно там найти рекомендации по установке защитных диодов на линии порта сим карты. На форуме . Создать тему и выложить фото.
Евгений 08.09.15 12:04
У меня при подаче напряжения на модуль, на 12 ноге присутствует положительный потенциал, на 5 ноге так же положительный (при условии, что данные ноги висят в воздухе). Подскажите пожалуйста, ведь на 5 ноге вроде должен быть ноль? Если не так, пожалуйста поправьте меня.
Алексей 08.09.15 13:21
12 ножка это включения модуля. На ней при подаче питания висит 1. Для включения модуля нужно прижать на пару секунд 12-тую ножку к общему проводу, то есть подать 0. При подаче питания на модуль 5 ножка должна быть подтянута к общему проводу двумя резисторами (это видно из схемы включения транзистора в ключевом режиме) и на ней должен быть 0, так как базу нужно подтянуть к нулю для полного закрытия транзистора. После прижатия 12 ноги к нулю, на 5 ножке должна появится 1, а через некоторое время меандр с указанием статуса наличия и подключения к сети.
Идея проекта: спроектировать устройство на базе микроконтроллера AVR для управления готовым GSM модулем (я выбрал модуль TC35 от SIEMENS, но можно использовать любой другой, если используется связь через последовательный порт RS232). Устройство должно быть компактным, минимально простым и надёжным.
Отправка заранее записанного в память сообщения на указанный номер должна выполняться после нажатия кнопки. Всего нужно было 6 кнопок для отправки на 6 различных номеров. Для индикации процессов были выбраны 3 светодиода (Ready, Send, Error), но в последствии был добавлен алфавитно цифровой LCD 16x2 (скорее, для отладки устройства, чем для обычного использования).
Проектировалось всё дело на плате Pinboard II (Rev 2) со стандартным процессорным модулем на ATmega16. На готовом устройстве схема была немного другой (и микроконтроллер использовался ATmega8). Программа писалась в AVR Studio 4.19. В проекте были использованы различные заголовочные файлы (#include) для переключения между Pinboard и готовым устройством.
Общая схема системы:
Для контроллера была выпилена такая платка:
Времени было много, поэтому в последствии я заказал платы у китайцев:
А когда с железом было закончено, следом пошёл процесс программирования. Всё написано на Си под AVR Studio 4.19. Полный проект выкладываю в конце статьи, если кому интересен полный код. Но пока поговорим об общении с GSM модулем.
Полный перечень AT команд есть на каждый модуль в его документации. Но отправка сообщения происходит несколькими командами.
//команда:
AT+CMGF=1
Переводит модуль в текстовый режим. Цифровой режим я пока не освоил (пока не было необходимости). Ответ модуля на начальных стадиях проекта никак не использовался. Но потом (когда был написан дешифратор команд) служил условием продолжения отправки или сообщения об ошибке протокола. Идём дальше:
Команда:
AT+CMGS=(номер телефона)
После набора сообщения, нужно отправить не Enter (0x0D) а CTRL-Z (0x1A). Ответ модуля после отправки содержит порядковый номер отправляемого сообщения.
Для отправки команд в модуль в модуль и получения ответов я использовал два кольцевых буфера со входящими и исходящими индексами.
Для большей понятности кода приведу заголовки:
#define BUF_SIZE 128
#define BUF_MASK (BUF_SIZE-1)
#define IN_BUF_SIZE 64
#define IN_BUF_MASK (IN_BUF_SIZE-1)
volatile char buffer="";
volatile char inbuf="$"; //inner buffer of USART
volatile uint8_t ind_in=0, ind_out=0, rxind_out=0, rxind_in=0, mess = 0;
Запись строк или отдельных символов в буфер производилась обычными функциями:
//sending RS232 with interupt
void SendByte(char byte)
{
buffer = byte;
ind_in &= BUF_MASK;
}
void SendStr(char *string)
{
while (*string!="\n") //check if End
{
SendByte(*string);
string++;
}
}
А отправка производится через обработчик прерывания:
//Sending data from buffer
ISR (USART_UDRE_vect)
{
UDR = buffer; //запись из буфера
ind_out &= BUF_MASK; //проверка маски кольцевого буфера
if (ind_in == ind_out) //если буфер уже пуст
{
UCSRB &= ~(1<
SendStr("AT+CMGF=1\n");
SendByte(CR); //отправляем
Писать в это время в буфер нельзя. Опытным путём обнаружил, что модуль не успевает обработать сплошной потом команд. А остановка происходит, когда буфер пуст (входящий и исходящие индексы равны).
И таким образом мы отправляем сообщение. В зависимости от нажатой кнопки (в главном цикле я сканирую порт) происходит отправка сообщения:
While (1)
{
tmp = PINC;
switch (tmp)
{
case 1: send_sms(0,NUM1); break;
case 2: send_sms(0,NUM2); break;
case 3: send_sms(0,NUM3); break;
//и так далее...
default: break;
}
Ready_Snd (); //перевод обратно в режим готовности
}
В функцию отправки я посылаю номер выбранного сообщения (их у меня 2 типа) и номер телефона.
Можно даже отправить команду на звонок теми же AT командами. Всё зависит от необходимой функции.
Теперь о получении команд с модуля.
Модуль отправляет множество команд. Например, OK, RING, ERROR…
Иногда нужно, чтобы при получении команды контроллер смог опознать её и выполнить какое-то действие. Например, получен входящий звонок. Модуль при этом отправляет в контроллер:
RING
RING
RING
В зависимости от настроек модуля, может отправлять ещё и номер того, кто звонит. Пока нет никакой программы, контроллер ничего с этим сделать не сможет (в лучшем случае) или (в худшем) сделает что не то, а то и вовсе зависнет (не сможет выйти из прерывания).
Требования к коду обработки:
1. Минимальное количество времени на сохранение полученных команд. Никаких задержек в программе прерывания быть не должно. Потом уже с полученным массивом будем делать что угодно.
2. Сохранение всех полученных команд в одном буфере. Для разделения отдельных будем использовать символ $.
3. Распознавание распространенных команд в числовые коды. Например, OK будет 1, ERROR - 4, RING - 2.
Приведу заголовки из предыдущей статьи с поправками:
#define BUF_SIZE 128 //Исходящий буфер
#define BUF_MASK (BUF_SIZE-1)
#define IN_BUF_SIZE 64 //Входящий буфер
#define IN_BUF_MASK (IN_BUF_SIZE-1)
volatile char buffer="";
volatile char inbuf="$"; //inner buffer of USART
volatile uint8_t ind_in=0, ind_out=0, rxind_out=0, rxind_in=0, mess = 0;
volatile uint8_t com_detect=0; //сюда будет записана обнаруженная команда
#define TIMEOUT 100 //на случай если команда так и не принята
Пишем обработчик прерывания приёма данных:
//recieving Data from RS232
ISR (USART_RXC_vect)
{
uint8_t tmp;
tmp = UDR;
if (tmp == 0x0D) //получен конец команды -
Теперь у нас все команды записаны в буфере. Можно в свободное время проверить переменную mess и если она не равна нулю - запустить обработчик команды. В самом проекте были добавлены команды для LCD экрана. Здесь я их пропущу за ненадобностью.
Void rx_check_in (void)
{
uint8_t count=0;
com_detect = 0; //обнуление команды (чтобы не мешал предыдущий мусор)
while (1)
{
if (inbuf != "$") //обнаружен конец команды (разделитель)
{
com_detect ^= inbuf; //делаем XOR полученным символам
rxind_out &= IN_BUF_MASK;
count++; //считаем, сколько символов в команде
}
else
{
rxind_out++;
rxind_out &= IN_BUF_MASK;
code_com (count); //!! важная часть - раскодировать команду
break;
}
}
}
Полученные символы мы пропускаем через мясорубку. Делаем XOR операцию. Получаем таким образом уникальный код (не уверен на счёт уникальности, но пока не подводило). R^I^N^G нам даст 0x12. O^K даст 0x04. Этот код и количество символов (в команде) сохранены в переменных com_detect (глобальная) и count. Теперь запустим обработчик:
Void code_com (uint8_t count)
{
switch (com_detect)
{
case (0x12): if (count == 4) com_detect = 2; break; //R^I^N^G
case (0x58): if (count == 5) com_detect = 3; break; //ERROR
case (0x04): if (count == 2) com_detect = 1; break; //OK
case (0x5C): if (count == 3) com_detect = 4; break; //ATI
default: com_detect = 0;
}
}
Распознали команду. Количество символов я ввёл для надёжности на случай если в длинной команде XOR код совпадёт. Распознаваемые команды можно добавлять. Нужно только подсчитать (или макросом) XOR код желаемой команды и присвоить ей цифру.
Теперь в com_detect у нас полученная команда. Теперь устройство может отреагировать SMS сообщением на полученный звонок:
While (1)
{
if (mess != 0) //if we have mess in buffer
{
// code
mess--; //minus one
rx_check_in (); //распознаём отдельную команду
if (com_detect == 2) //если была команда RING (код 2)
{ //Посылаем сообщение
// и принимаем входящие команды (OK)
if (!send_sms (1,NUM0)) ErrMes (); //если после отправки не было команды OK
} //тогда выдать сообщение о ошибке протокола
com_detect = 0; //обнуляем команду
}
Так можно обрабатывать разные полученные команды.
Итог: устройство умеет отправлять сообщение на телефон и умеет реагировать на различные команды от GSM модуля.
Спасибо за внимание.
Наконец-то мне удалось заняться изучением, пожалуй самого популярного в DIY среде GSM модуля — GSM900. Что такое GSM модуль? Это устройство, которое реализует функции сотового телефона. Другими словами, GSM900 позволяет звонить другим абонентам сотовой сети, принимать звонки, отправлять и принимать SMS-сообщения. А еще, разумеется, передавать данные по протоколу GPRS.
Мне этот модуль понадобился для вполне конкретной цели: появился проект системы освещения, управляемой дистанционно. Проще всего эта задача решается SMS-сообщениями: отправил одну sms — свет включился, отправил другую — выключился. Никаких пультов не надо, а телефон есть у всех (даже у бомжей). Собственно, в этой статье я рассмотрю именно этот вариант использования модуля GSM900.
1. Прошивка
Волею судеб, у меня в руках оказался модуль GSM900A. Прочитав первый попавшийся форум про оживление этой штуки, выяснилось, что буква A в названии означает принадлежность модуля к азиатскому региону. А следовательно, работать с нашими операторами он не станет. Уныние 🙁
Благо, в следующих постах на том же форуме содержалась успокаивающая информация:) Оказалось, что не всё так плохо, и чтобы модуль заработал в нашем регионе, его нужно попросту перепрошить. Этот процесс хорошо описан в блоге нашего соратника Alex-EXE: прошивка «all in one» sim900
Попробую сделать то же самое, но еще более подробно, и с учетом особенностей моего модуля.
Если у вас правильный модуль и прошивка не требуется, можно сразу прыгать на раздел №2.
Инструменты
Итак, для начала подготовим все необходимые инструменты. Во-первых, непосредственно для прошивки потребуется приложение SIM900 Series download Tools Develop, которое можно легко найти в интернете ().
Во-вторых, пригодится и сам файл прошивки 1137B02SIM900M64_ST_ENHANCE, который тоже легко добывается ().
Наконец, в-третьих, нам нужен будет хороший терминал для экспериментов с модулем. Обычно я использую TeraTerm, но в этот раз его возможностей нехватило (или я не разобрался). Пришлось установить монстра с гениальным названием .
Подключение к USB-UART мосту
Теперь подключаем линии RX и TX к мосту. В качестве последнего я использовал CP2102. В моем случае, вопреки логике, RX и TX моста соединялись с RX и TX GSM-модуля симметрично (а не крест-накрест, как принято).
Также следует запитать модуль от стабильного и мощного источника, так как пиковый ток на модуле может достигать 2А (якобы). Подойдут 4 аккумулятора типоразмера AA. Полная схема включения выглядит так:
| SIM900 | |
| CP2102 Gnd | Gnd |
| CP2102 +5V | VCC_MCU |
| CP2102 RX | SIMR |
| CP2102 TX | SIMT |
| Внешний источник +5В | VCC5 |
| Внешний источник Gnd | Gnd |
| RST |
У данной модели нет кнопки сброса, так что для прошивки нам потребуется на пару секунд кинуть контакт RST на землю. Для этого мы пока оставим его висеть в воздухе.
Предварительная настройка модуля
Перед тем, как приступить к прошивке, мы соединимся с модулем, и изменим ему скорость UART. Для этого запустим терминал Terminal, выберем правильный порт, и установим скорость обмена — 9600. После этого жмем «Connect».
Всё общение с модулем происходит посредством AT-команд.
Первое что мы скажем модулю будет самая примитивная AT-команда: «AT». Это такой своеобразный ping, на который модуль должен ответить словом «OK».
Если все прошло успешно, и модуль действительно ответил нам «OK», отправляем команду настройки скорости:
AT+IPR=115200
В конце команды должен стоять служебный символ возврата каретки — CR. В ASCII таблице он имеет код 13 (или 0x0D в шестнадцатеричной системе). Символ подставится автоматически, если вы поставите галку «+CR» напротив строки ввода в нашем терминале. В других терминалах тоже есть подобные настройки.
В ответ на введенную команду снова получим — «OK».
Данная настройка понадобится нам для ускорения процедуры прошивки. В противном случае, как указал в своем блоге Alex-EXE, прошивка займет около часа.
Настройка программы
После того, как все провода воткнуты в нужные места, и модуль подготовлен к прошивке, запускаем приложение SIM900 Series download Tools Develop. Настройка программы состоит всего из нескольких пунктов:
- в поле Target указываем целевой чип. Почему-то у меня не вышло залить прошивку на SIM900A, так что я выбрал «SIM900»;
- выбираем правильный порт в поле Port;
- Baud Rate ставим в 115200;
- наконец, указываем файл прошивки в поле Core File (файл с расширением cla).
С настройкой всё.
Прошивка
Теперь выполняем строго и последовательно шесть важных шагов.
- Подключаем к модулю питание (наши 4 аккумулятора). Должна загореться красная лампа питания, а лампа статуса должна начать мигать.
- Подключаем USB-UART к компьютеру.
- Замыкаем провод RST на землю (помним, что все это время он болтался в воздухе).
- Нажимаем в программе кнопку Start Download.
- Считаем в уме до трех, и отрываем RST от земли.
Ждем 6 минут до завершения прошивки.
Что мы имеем после прошивки
Во-первых, модуль теперь умеет работать с нашими операторами. Во-вторых, мы поставили расширенную прошивку, среди особенностей которой, к примеру, получение координат модуля по сотовым вышкам, работа с электронной почтой и доступ к дополнительным 2.5 Мб памяти.
2. Эксперименты с GSM модулем
Попробуем теперь выполнить разные полезные операции с модулем. Для начала, введем ПИН-код (если он есть):
AT+CPIN=8899
Ответ модуля будет таким:
CPIN: READY.
После этого получим от модуля немного информации.
AT+GMR - идентификатор прошивки. AT+GSN - IMEI. AT+CPAS - состояние (0 – готов к работе, 2 – неизвестно, 3 – входящий звонок, 4 – голосовое соединение). AT+COPS? - информация об операторе.
Телефонные вызовы
Теперь наберем какой-нибудь номер. Делается это с помощью команды:
ATD+790XXXXXXXX;
Точка с запятой в конце команды очень важна, на забудьте про неё!
Если во время UART сеанса на устройство кто-нибудь позвонит, вернется сообщение:
Ответить на звонок (взять трубку) можно командой:
Если к модулю подключены наушники и микрофон, то можно пообщаться с удаленным абонентом как по обычному сотовому телефону.
Завершает вызов команда:
Отправка SMS
Сначала включим текстовый режим сообщений:
AT+CMGF=1
и установим кодировку:
AT+CSCS= "GSM"
Модуль поддерживает и другие кодировки, более удобные для автоматических систем. Но нам для экспериментов удобнее всего использовать именно GSM режим, в котором телефон задается цифрами, а текст сообщений пишется в ASCII кодировке. Теперь отправим кому-нибудь сообщение:
AT+CMGS="+79123456789"
А конце команды необходимо добавить сразу два служебных символа: CR и LF. В Terminal это можно сделать галочкой CR=CR+LF, либо вручную добавив в конце строки: AT+CMGS=»+79123456789″&0D&0A
После ввода этой команды, в ответ будет получен символ «>», означающий начало ввода сообщения. Пишем какой-нибудь текст:
Hello World!
В конце сообщения нам нужно будет передать один из двух специальных символов. Чтобы отправить сообщение введем символ из ASCII таблицы с номером 26. Чтобы отменить отправку — символ с номером 27.
В используемом нами терминале для отправки символа по коду можно использовать одно из двух выражений: в шестнадцатеричном формате: $1A, и в десятеричном: #026
Прием SMS
Если во время сеанса на устройство придет SMS, вернется сообщение формата:
CMTI: "SM",4
здесь 4 — это номер входящего непрочитанного сообщения.
AT+CMGR=4
В ответ получим:
CMGR: "REC READ","+790XXXXXXXX","","13/09/21,11:57:46+24" Hello World! OK
В общем, все просто. Этого нам вполне достаточно для реализации задуманного. Для более глубокого изучения возможностей GFM900 рекомендую почитать еще одну статью Alex-EXE: at-команды gsm модема sim900
3. Взаимодействие с микроконтроллерами
Вообще, чтобы управлять внешними устройствами вовсе не обязательно спаривать модуль GSM900 с другим микроконтроллером. В этот модуль можно зашить свою программу, которая будет делать всё что угодно со свободными GPIO выводами. Однако, в большинстве готовых плат GPIO не разведены, поэтому для создания прототипа задуманного устройства воспользуемся самой простой Arduino Uno/Nano.
Общаться Arduino и GSM900 будут всё по тому же UART интерфейсу. Для этого соединим эти два устройства по следующей схеме:
| GSM900 | GND | VCC_MCU | SIMT | SIMR |
| Ардуино Уно | GND | +5V | RX | TX |
Теперь составим программу, которая будет ловить СМС-ки, и зажигать светодиод на ноге №13 на пару секунд. Этим мы имитируем управление неким внешним устройством.
Const String spin = "1234";
const int rel_pin = 13;
String ss = "";
// Отправка пин-кода
void sendPin(){
String cmd = "AT+CPIN="+spin+char(0x0D);
Serial.print(cmd);
}
// Включение светодиода на 2 секунды
void receiveSMS(String s){
digitalWrite(rel_pin, HIGH);
delay(2000);
digitalWrite(rel_pin, LOW);
}
// Разбор строки, пришедшей из модуля
void parseString(String src){
bool collect = false;
String s = "";
for(byte i=0; i Загружаем программу на Arduino, и тестируем систему. Если всё сделано правильно, отправка SMS сообщения на устройство приведет к включению светодиода на 2 секунды. Разумеется, вместо светодиода можно включать/выключать мощное реле, к которому подключен котел отопления в загородном доме. Не так давно друг предложил мне работу, связанную с созданием прошивки для микроконтроллера, который должен был связываться с сервером при помощи GSM-модуля SIM900D . Ранее я с программированием микроконтроллеров дела не имел, да и на C программировал последний раз в студенческие времена, но любопытство перевесило и я принялся за работу. Документация по данной железке присутствует в интернете, однако хороших примеров работы с TCP/IP в коде найти не удалось. Ничего не оставалось, кроме как обложиться документацией, запастись сигаретами и чаем и приступить к лавированию между граблями. А граблей оказалось немало. Собственно, поэтому я и написал эту статью - чтобы другим было легче. Код требует функций/макросов для работы с последовательным портом, а также наличия функций memset и memcpy. Так что его с относительной легкостью можно перенести на другую платформу, не зацепив по пути кучу библиотек. Функции, которые требуются коду: Вот как выглядит функция инициализации порта: Команда является простой строкой из ASCII-символов. Чтобы команду воспринял модуль, в ее конце нужно поставить символ перевода каретки "\r" . В ответ модуль передаст строку символов, состоящую из двух частей - команды, на которую модуль отвечает и отделенным от нее символами "\r\r\n" ответом, заканчивающимся символами "\r\n" . Чтобы было удобнее разбирать ответы я создал макрос, который устанавливает указатель на начало ответа в принимающем буфере. Если хочется вывести ответ в консоль, нужно добавить нулевой символ в конец принятого сообщения. Void at_send(char *cmd, uint16_t size)
{
uint16_t result;
cmd = "\r";
result = puts_serial(cmd, size);
return;
}
uint16_t at_recv(uint8_t *buffer, uint16_t size)
{
uint16_t result;
result = gets_serial(buffer, size);
return result;
}
В ответ на команду можно получить несколько вариантов ответов. Если все хорошо, то после стандартного "OK" через небольшой промежуток времени можно получить один из трех ответов: Если все хорошо, то модуль в ответ на команду выдаст приглашение ">" , после которого нужно переслать в последовательный порт данные. Как только модуль получит количество байт, равное length , он скажет что-то типа "index,SEND OK" . Вообще, можно не использовать параметр length , однако в таком случае окончание пакета данных должно быть указано явно при помощи символа 0x1A , в терминале сочетание Ctrl+Z. Для передачи произвольных данных такой вариант, очевидно, не подходит. Как видите, передача данных - процесс не слишком сложный. Поэтому переходим к самому интересному - приему данных. Мне не доставляла радости мысль о том, что придется тем или иным образом отслеживать сообщения модуля. Однако, немного поигравшись с дебаггером, я выяснил, что никаких других асинхронных сообщений модуль не посылает, а также то, что после выполнения любой AT-команды это сообщение оказывается в начале буфера. Так как я составил макрос для отделения ответа от команды путем поиска подстроки "\r\r\n" , меня это никоим образом не задевало. Так что функция приема данных была реализована достаточно просто. Так вот, принимать данные можно командой "AT+CIPRXGET=2,index,length" . Двойка означает режим приема, в данном случае байты просто высыпаются в последовательный порт. Можно также задать получение данных в виде HEX-текста, видимо, ради предотвращения конфликтов с программным управлением потоком . Мне это не потребовалось, ибо управление потоком я вообще не использую. Параметр length задает размер пакета данных, который мы желаем получить за один раз. В ответ мы получим нечто вида "+CIPRXGET:2,index,received,excess\r\n__DATA__\r\nOK\r\n" . В поле received будет находиться количество байт, находящихся в пакете данных __DATA__ , а поле excess будет содержать количество байт, ожидающих своей очереди в буфере модуля. Так что если поле received равно нулю, можно с чистой совестью заявлять, что получать нечего. Собственно, пользуясь этим, я и реализовал неблокирующую функцию для приема данных. Надеюсь, информация из этой статьи поможет кому-нибудь написать код для своего SIM900. Вполне возможно, что принципы работы с GSM-модулем, изложенные выше, можно применить и к модулям других моделей, а, возможно, и производителей. Теги:
В
последнее время появилось много различных вариантов схем устройств
сигнализаций GSM. Если в данной схеме применяется модуль GSM, то в
большинстве случаев – широко распространенный модуль производства
китайской фирмы SimCom SIM300. Данный модуль показал себя с хорошей
стороны, как в плане надежности, так и низкой стоимости.
Кое-что о SIM900…
Так
что же представляет собой модуль SIM900? Возьмем в руки datasheet и
попробуем его прочитать.
Внешний вид модуля представлен на рис. 1, а назначение выводов – на
рис. 2. По рисункам можно определить, что помимо стандартного
интерфейсного набора, присущего предыдущим моделям (порты UART для
обмена данными, вывод статуса модуля STATUS, выводы интерфейса
SIM-карточки, и пр.), добавлено несколько новых (выводы подключения
клавиатуры KBR/KBC, ШИМ-выход PWM, вывод сброса модуля NRESET). Основные параметры устройства
Данное устройство является продолжением линейки приборов
сигнализации GSM, разработанных автором . Поэтому параметры во
многом идентичны. Технические характеристики
Количество шлейфов сигнализации – 4. Описание схемы
Схема
электрическая принципиальная основного блока приведена на рис. 3. Я
уточняю – «основного блока», ведь к данным системам сигнализации
дополнительно разработан большой набор периферии: здесь и
разнообразные пульты управления, блоки расширения и пр. .
Главным управляющим элементом устройства является микроконтроллер
ATmega168 производства компании Atmel . Микроконтроллер
контролирует состояния шлейфов сигнализации, подключенных к входам
АЦП, и, в зависимости от режима работы, осуществляет дальнейшие
действия, как то: дозвон и отсылку SMS-сообщений, включение сирены,
и т.д. О питании прибора.
Данное устройство требует напряжения
питания в пределах 10 – 18 В, при токе до 2 А. Блок питания
целесообразно построить таким образом, чтобы напряжение питания не
пропадало даже при пропадании сети, то есть предусмотреть
аккумуляторную батарею. Рекомендуется использовать блок питания,
применяемый в предыдущих версиях описываемого устройства . Там
же описано и подключение блока питания к прибору сигнализации.
Программирование основных функций устройства
Программирование основных функций прибора осуществляется при помощи
специальной программы – Lite Programmer. Последнюю версию программы
всегда можно скачать на сайте автора. В принципе, вместо компьютера
для программирования прибора возможно использовать мобильный
телефон, подключенный к устройству через data-порт, или ИК-порт, но
для этого нужно написать хотя бы java-мидлет, а за неимением
свободного времени автору просто некогда этим заняться, да и
программирование при помощи ноутбука пока устраивает. Если есть
желающие заняться решением этого вопроса – пишите автору на
электронную почту , вся документация будет представлена.
Особых трудностей работа с программой для пользователя, хотя бы раз
в жизни включающего компьютер не представляет. Кроме того, всё
подробно описано в упоминаемой не раз Инструкции по эксплуатации и
программированию. Если коротко: устанавливаете нужные вам параметры,
убеждаетесь, что в третьей колонке красным цветом появилась надпись
«Изменить», во фрейме «Действие» выбираете пункт «Программирование»,
нажимаете кнопку «Выполнить», и всё. Если параметр запрограммирован,
то в пятой колонке появится надпись «Запрограммировано», при ошибках
программа также выдаст соответствующее сообщение.
Некоторые нюансы программирования.
Следует особое внимание уделить процессу программирования, так как
от этого зависит работа устройства в целом. Как показала практика,
основная ошибка допускается при установке номера SMS-центра
мобильного оператора. Если Вы этот номер не знаете, или не уверены,
то лучше его совсем не программировать. Программное обеспечение
модуля GSM в этом случае самостоятельно определит номер. Краткое Руководство по эксплуатации.
Перед
установкой в прибор сигнализации следует некоторым образом
«подготовить» SIM-карточку, а именно: отключить пароль.
Рекомендуется использовать в устройстве SIM-карточку того же
мобильного оператора, что и телефоны дозвона. По крайней мере,
вероятность доставки SMS-сообщений неоднократно возрастет.
Текст
SMS
Описание
Примечание
Stop guard!
Подтверждение снятия системы с охраны
Дежурный режим
POWER
OFF!!!
Неисправность или отсутствие напряжения сети 220В
Только
в режиме охраны
Power
ON
Появление напряжения сети 220В (после отсутствия)
ALL
POWERS OFF!!!
Все
питающие напряжения ниже нормы. Через некоторое время
устройство перейдет в спящий режим.
Во всех
режимах работы
Start
after sleeping
Возобновление работы устройства после пропадания питания
NO MONEY!!!
Минимальная сумма средств на счете. Необходимо пополнить
счет!
Данное устройство имеет большой потенциал в плане усовершенствования
и модернизации, его можно использовать не только как сигнализацию,
но и в качестве любого устройства сбора-передачи данных,
сконфигурировав программу микроконтроллера под каждый конкретный
случай.
Заключение
Описываемое устройство прошло первоначальное тестирование в
лаборатории автора и показало неплохие результаты. Модуль SIM900
показал стабильную работу при управлении стандартными AT-командами,
особых жалоб не наблюдается. В скором времени будут разработаны
печатные платы данного прибора и подготовлена соответствующая
документация. Демо-версия прошивки микроконтроллера прилагается к
данной статье. Полнофункциональная версия прошивки микроконтроллера
устройства предоставляется любому желающему бесплатно. Для этого
следует направить соответствующий запрос на электронный ящик автора
или по ICQ . Также рассматриваются любые предложения
по организации производства описываемого прибора сигнализации и
периферийных устройств. Все прошивки в настоящее время - полнофункциональные, кроме
прошивок, поддерживающих ключи iButton, там ограничения на
количество максимально используемых ключей - от одного до трех.
1. Использование для управления
устройством ключа TouchMemory
В настоящее время разработана прошивка
микроконтроллера для работы с ключами TouchMemory . Для этого необходимо
устройство дополнить несложным устройством, состоящим из двух
резисторов, емкости и стабилитрона. И, естественно, использовать
прошивку для этого типа устройств.Что было нужно
Требовалось написать код, который мог бы инициализировать GSM-модуль, устанавливать подключение с сервером, получать и отправлять произвольные данные, проверять состояние подключения и работать без сбоев. А также быть достаточно компактным, чтобы уместиться в ограниченной памяти микроконтроллера и оставить место для основной функциональности и еще чуть-чуть про запас.Что получилось в итоге
Получился код на C, который может все, что было нужно. Из-за требований компактности, разбирать ответы и генерировать строки пришлось при помощи своего кода, который даже стыдно показать честному народу. Поэтому рекомендую всем использовать для этих целей регулярные выражения. Свой код я тоже собираюсь перевести на легковесный движок регулярных выражений, но уже после создания полнофункциональной прошивки.И как оно выглядит?
Программирование и тестирование проводилось под Windows 7. Код, полученный в результате, стал основным материалом для этой статьи. Я не стану приводить код полностью и комментировать его, а вместо этого покажу алгоритм настройки и работы с GSM-модулем.
Функции, которые код предоставляет:Как работать с последовательным портом
Это достаточно просто. Под целевой микроконтроллер есть макросы для отправки/получения данных через USART , но так как отлаживать такой код проще со стационарного компьютера, мне была предоставлена связка из переходника USB<->USART и GSM-модуля. Оставалось только научиться работать с последовательным портом под Windows. Это оказалось просто. Вкратце, последовательный порт представляется в ОС обычным файлом, передача информации осуществляется функциями ReadFile и WriteFile . Нужно только установить кое-какие параметры при помощи функций SetCommTimeouts и SetCommState .
uint16_t init_serial_port(char *port_name)
{
COMMTIMEOUTS timeouts;
DCB parameters;
int result;
serial_port_handle = CreateFile(port_name, // "\\\\.\\COMx"
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
0, // Значения последующих параметров фиксированы при работе с портом
NULL,
OPEN_EXISTING,
0,
NULL);
if (serial_port_handle == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
printf("Error opening a serial port!\n");
return 1;
}
// Максимальное время между чтением двух байт подряд
timeouts.ReadIntervalTimeout = 100;
// Следующее значение умножается на количество читаемых из порта символов
timeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;
// и прибавляется к этому значению, получается максимальное время на выполнение
// всей операции
timeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 1000;
// Значение то же, что и у предыдущих двух параметров, однако таймаут считается на запись.
timeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 0;
timeouts.WriteTotalTimeoutConstant = 1000;
result = SetCommTimeouts(serial_port_handle, &timeouts);
if (result == 0)
{
printf("Error setting timeouts for serial port!\n");
close_serial_port();
return 1;
}
// В параметры порта занесены самые простые настройки - без контроля
// четности, без управления потоком, 1 стоп-бит.
memset(¶meters,0,sizeof(parameters));
parameters.DCBlength = sizeof(DCB);
GetCommState(serial_port_handle, ¶meters);
parameters.BaudRate = (DWORD)BAUD_RATE;
parameters.ByteSize = 8;
parameters.Parity = NOPARITY;
parameters.StopBits = ONESTOPBIT;
parameters.fAbortOnError = TRUE;
parameters.fDtrControl = DTR_CONTROL_DISABLE;
parameters.fRtsControl = RTS_CONTROL_DISABLE;
parameters.fBinary = TRUE;
parameters.fParity = FALSE;
parameters.fOutX = FALSE;
parameters.fInX = FALSE;
parameters.XonChar = (uint8_t)0x00;
parameters.XoffChar = (uint8_t)0xff;
parameters.fErrorChar = FALSE;
parameters.fNull = FALSE;
parameters.fOutxCtsFlow = FALSE;
parameters.fOutxDsrFlow = FALSE;
parameters.XonLim = 128;
parameters.XoffLim = 128;
result = SetCommState(serial_port_handle, ¶meters);
if (result == 0)
{
printf("Error setting serial port parameters!\n");
close_serial_port();
return 1;
}
return 0;
}
Как происходит общение с GSM-модулем
После того, как последовательный порт настроен, в него можно отправлять AT-команды. Первой командой должна быть последовательность "AT\r" , позволяющая модулю автоматически настроить скорость передачи по последовательному порту. Ответ, который можно получить после этого из порта, будет выглядеть как "AT\r\r\nOK\r\n" .
Примерно так и выглядят вспомогательные функции для отправки команды и получения ответа.Инициализация модуля
Самая большая функция в коде отвечает за настройку модуля. При инициализации отправляется много AT-команд. Я опишу их в порядке посылки модулю. Специально не расписываю аргументы и варианты ответов подробно, ибо их можно найти в документации.
После выполнения этих команд модуль будет готов к работе. Ну или не будет. Тут уж как повезет.Установка и разрыв подключений
Создание подключения производится командой "AT+CIPSTART=index,"mode","address","port"" .
Замечу, что при использовании протокола UDP по умолчанию датаграммы будут отсылаться и приниматься только с одного адреса. Для того, чтобы использовать UDP на полную катушку и отсылать/принимать данные с любых адресов, можно использовать так называемый расширенный режим UDP, настраиваемый командой "AT+CIPUDPMODE" . За подробностями отсылаю к документации.
Разорвать соединение можно командой "AT+CIPCLOSE=index" . Разорвать все соединения и деактивировать интерфейс GPRS можно командой "AT+CIPSHUT" .Передача данных
Данные передаются командой "AT+CIPSEND=index,length" , где index указывает подключение, по которому нужно передать данные, а length задает длину пакета данных. Кстати, узнать MTU для каждого подключения можно при помощи команды "AT+CIPSEND=?" .Прием данных
Как только GSM-модуль принимает данные, он сигнализирует об этом, посылая в последовательный порт строку вида "+CIPRXGET:1,index\r\n" . Я честно не знаю, что означает единица, ибо данная функция модуля документирована достаточно слабо, но у меня она фигурирует во всех сообщениях о приеме пакета.В заключение
Настоятельно рекомендую перед написанием кода освоиться в AT-командах при помощи PuTTY , который прекрасно работает с последовательным портом.
Добавить метки
В представлено описание устройства сигнализации GSM на
основе модуля SIM300, разработанное автором. Там же приводятся
чертежи печатных плат и полнофункциональная версия прошивки
микроконтроллера. Так же под данную систему сигнализации разработаны
различные модули расширения, пульты ДУ, клавиатурные блоки
управления, блоки питания…
Но фирмой-производителем было заявлено , что с конца 2010 года
производство модулей GSM линейки SIM3xx будет прекращено. Вместо
него рекомендуется использовать новый модуль, выпускающийся этим же
производителем – SIM900. Причем, как было заявлено, SIM900 будет
намного функциональнее своего «предка», и, что для нас является
одним из самых важных критериев, дешевле.
Модуль SIM900 представляет собой четырехдиапазонный GSM/GPRS прибор,
работающий на частотах 850/900/950/1900 МГц, предназначен для
передачи голоса, данных, SMS сообщений и пр.
Основные технические характеристики модуля:
Диапазон частот:
GSM850, EGSM900, DCS1800, PCS1900
совместимость с GSM phase 2/2+.
Излучаемая мощность:
class 4 (2W/900 MHz)
class 1 (1W/1800 MHz)
Управление: AT commands (GSM 07.10)
Напряжение питания модуля: 3,4 – 4,5 В
Ток потребления:
в спящем режиме – 1,5 мА
в режиме передачи – до 500 мА
максимальный – 1,8 А
Рабочая температура: -30 … +80 С
Размеры: 24х24х3 мм
Масса: 3,4 г
Как можно увидеть, данный модуль по габаритам отличается от своего
предшественника, модуля SIM3xx, примерно в полтора раза. Но и по
параметрам и функциональности тоже превосходит на порядок.
Рисунок 1 – Внешний вид модуля GSM SIM900
Рисунок 2 – Назначение выводов модуля SIM900
Ввиду того, что данный модуль на момент написания данной статьи еще
не прошел полной «обкатки» на просторах Украины, постоянно
производятся доработки программного обеспечения, в описании возможны
изменения, не ухудшающие работу в целом.
Наблюдение за состоянием четырёх шлейфов сигнализации (ШС) во всех
режимах работы, кроме режима «Программирование», и отображения
состояния шлейфов при помощи светодиодных индикаторов, расположенных
на передней панели прибора (свечение индикатора – «шлейф в
нормальном состоянии», в другом случае – присутствует обрыв или
замыкание шлейфа сигнализации).
В шлейфы сигнализации могут быть включены:
>
сигнализаторы магнитоконтактные (герконы СМК, СОМК);
>
извещатели типа «Фольга», «Окно»;
>
извещатели пожарные (ИП-104, ИП-105);
>
датчики движения, объема, бития;
>
прочие датчики, имеющие замкнутый выход в нормальном состоянии, и
размыкающие контакты при нарушении.
Поддержка прибором следующих типов зон (шлейфов) сигнализации:
«нормальная» (сигнал «Тревога» формируется сразу при поступлении
сигнала нарушения целостности шлейфа сигнализации, шлейф после
срабатывания не восстанавливается);
«с задержкой» (пользователю предоставляется время на выход и на
вход, чтобы можно было успеть включить прибор и покинуть объект или
вскрыть объект и отключить прибор);
«коридор» (при срабатывании зоны и дальнейшем её возвращении в
нормальное состоянии данный тип зоны снова берется под охрану);
«круглосуточная, пожарная» (шлейф сигнализации постоянно под
охраной, снятие и взятие производится при помощи специальной
SMS-команды);
«круглосуточная, тревожная кнопка» (шлейф сигнализации постоянно под
охраной, снятие и взятие производится при помощи специальной
SMS-команды, при срабатывании шлейфа производится только дозвон,
отправка SMS-сообщения о саботаже, сирена при этом не включается);
«отключена» (система не реагирует ни на какие изменения на входе ШС).
Включение режима «Охрана» при помощи «скрытой», или «секретной»
кнопки, «секретного» переключателя (вместо которого может быть
использованная клавиатура с замыкающими контактами, типа «Satel»),
пульта дистанционного управления, ключа TouchMemory (Dallas) или
дополнительной клавиатуры, в зависимости от прошивки контроллера.
Описываемая здесь прошивка использует только «секретный»
переключатель, остальные версии будут рассмотрены позже.
Поддерживается два режима работы прибора:
сигнализация GSM (GSM-терминал подключен и с ним осуществляется
обмен данными);
автономная сигнализация (GSM-терминал не участвует в работе системы,
устройство работает как автономная сигнализация).
Снятие с охраны и постановка под охрану при помощи звонка с
определенного телефона (может быть отключено) с передачей
соответствующего SMS о состоянии системы.
Передача подтверждающего sms-сообщения при взятии объекта под охрану
(может быть отключено).
Формирование сигнала «Тревога» (включение сирены, передача данных
«тревоги» на мобильный телефон) при нарушении целостности («обрыв»
или «замыкание») хотя бы одного из шлейфов сигнализации.
Отправка SMS-сообщений и автодозвон на три мобильных или
стационарных (если обеспечивается поддержка SMS-функций оператором
связи) номера телефонов.
Перевод прибора в режим «Снят с охраны» при помощи только пульта
дистанционного управления, клавиатуры, путем приема SMS-сообщения с
мобильного номера 1 и(или) дозвона с этого номера (может быть
отключено), а также «секретного» переключателя, в зависимости от
прошивки контроллера.
Возможность дистанционного управления устройством путем передачи
SMS-сообщений определенного содержания (может быть отключена).
Программирование основных функций и параметров прибора (номера
телефонов, время задержки, время работы сирены и т.д.) при помощи
компьютерной программы Lite Programmer в режиме «Программирование»
прибора. При этом выход СОМ-порта компьютера (выводы RxD и TxD)
подключаются к соответствующему разъёму прибора сигнализации с
помощью специального кабеля.
Подача прибором определенного сигнала пользователю о недостатке
средств на счету мобильной карты.
Подача прибором определенного сигнала пользователю об отсутствии
сигнала связи с мобильной станцией.
Передача сигнала SMS при пропадании питающего напряжения сети (220В)
в режиме "Охрана" (может быть отключено).
Применение встроенного модема GSM позволяет обойтись без лишних
блоков и подключений, а также повысить совместимость и стабильность
связи GSM-канала.
Программированная реакция силового выхода: включение выхода только в
режиме "Тревога" на установленное пользователем время (от 60 до 240
секунд).
Использование оригинального протокола передачи данных ИК-излучения
пультом дистанционного управления для управления устройством и
пультом радиоизлучения, а также оригинальная кодировка данных,
поступающих с клавиатуры.
Имеется возможность контроля прибором напряжения питания сети и
напряжения аккумуляторной батареи, при этом при пропадании и
появлении напряжения сети отсылаются соответствующие SMS-сообщения.
Также при понижении напряжения питания резервного источника
(аккумулятора) ниже заданного уровня (8-9В) отсылается сообщение,
после чего прибор переходит в «спящий» режим, выход из которого
возможен только при возобновлении питания (сетевого или
аккумуляторного).
Отправка SMS-сообщения на мобильный номер 1 при поступлении входящих
звонков с указанием входящего номера (может быть отключена).
Прибор позволяет осуществить коммутацию внешних звуковых или
световых оповещателей (звонок, сирена, лампа) с рабочим напряжением
12В и потребляемым током до 1,25А.
Прошивка микроконтроллера, описанная в данной статье, предназначена
для работы устройства совместно с «секретным» переключателем, а
также включения-отключения прибора при помощи дозвона и отсылки
SMS-сообщений. Остальные варианты исполнения устройства будут
описаны в следующих материалах, при наличии, естественно,
читательского интереса.
Сопротивление выносного элемента (оконечного), кОм – 2,7.
Максимальное сопротивление шлейфа охраны без учета сопротивления
выносного элемента, Ом – 750.
Потребляемый ток от источника постоянного тока (без подключенных
активных датчиков сигнализации), при напряжении 12,6 В, в следующих
режимах работы, не более:
- «дежурный», без использования GSM-модуля – 0,16 А;
- «дежурный», при использовании GSM-модуля – 0,23 А;
- «охрана», при использовании GSM-модуля – 0,28 А;
- «тревога», при использовании GSM-модуля и отключенной сирене –
0,34 А;
- пиковое (импульсное) потребление – 1,8 А.
Поддерживаемые стандарты GSM: 850/900/1800/1900 MHz.
Пределы установок времени:
- Время задержки на вход – 0…150 секунд;
- Время задержки на выход – 0…250 секунд;
- Время работы сирены – 30…250 секунд.
По сравнению с предыдущим вариантом схема претерпела
качественные изменения: кроме, как уже говорилось выше, применения
другого модуля GSM, также исключено реле (вместо него применена ИМС
– набор мощных транзисторных ключей), а также исключен блок
преобразователя RS232-UART (как показала практика, программирование
производится не очень часто, и для этого используют, в основном,
ноутбук, в котором порт RS232 зачастую просто отсутствует).
Рисунок 3 – Схема электрическая принципиальная
Входы АЦП PC0-PC3 предназначены для контроля состояния шлейфов
сигнализации, МК производит измерение напряжения на этих выводах, и,
в зависимости от напряжения, формирует сигнал «обрыв», «норма» или
«замыкание». На PC5, PC6 подаются напряжения с выхода блока питания
для контроля их значений. Кстати, если эти вывода не будут
подключены, устройство не запустится!
В схеме используются контрольные светодиоды: LED1 – контроль работы
модуля GSM (при наличии связи и работы модуля моргает с частотой 1
вспышка в течении 2-3 секунд, в остальных случаях имеются проблемы
со связью или с самим модулем), LED2 – контроль работы системы (в
рабочих режимах моргает с частотой 3-5 раз в секунду, в режиме
программирования горит постоянным светом). Кроме этого, к выводам
IND1…IND4 подключаются светодиоды контроля состояния шлейфов
сигнализации LED4…LED7. KEY_S – собственно, сама «секретная» кнопка
или переключатель. SPEAKER – разъем для подключения динамика, он
может быть на любое сопротивление, мощность не менее 0,25 Вт.
Подключение устройства производится к свободному СОМ-порту
компьютера через специальный преобразователь RS232-UART, или к
USB-порту через переходник USB-UART. Только не вздумайте подключать
напрямую, без переходника (есть сейчас и такие умельцы)! Это грозит
смертью микроконтроллеру или порту компьютера!
Порядок переключения в режим программирования:
1. Нажать на кнопку S1 на время не менее 2 секунд и дождаться
прекращения мигания индикатора состояния работы модуля 2HL1 (обычно
не более 10 секунд)
2. Обесточить устройство.
3. Установить джампер J1, переведя прибор в режим
«Программирование».
4. Подключить кабель для связи устройства с компьютером.
5. Произвести установку связи с устройством и программирование
(описано ниже).
6. Обесточить устройство.
7. Отключить кабель для связи с ПК и убрать джампер J1.
8. Программирование завершено, можно подать питание и пользоваться
прибором.
Главная форма программы является стандартной, никаких излишеств и «наворотов».
В правой части формы устанавливается номер СОМ-порта, а также
скорость приема-передачи данных (для нашего случая – 115200 бод),
для перевода устройства в режим программирования выбрать во фрейме
«Действие» (в правом нижнем углу) – «установить связь», при этом
светодиод 1LED1 загорится постоянным светом. Можно программировать!
Рисунок 4 – Главная форма программы Lite Programmer
Также внимательно отнеситесь к установке номера USSD-запроса об
остатке средств, если планируется его использовать. Первоначально
устройство разрабатывалось для украинских пользователей, поэтому
минимальная сумма остатка средств равна одному-девяти гривням-рублям.
Возможны два варианта выбора установки. Первый – выбрать нужного
оператора, и программа сама выставит требуемый номер и сумму
минимального остатка, равную двум гривням. Второй вариант – выбрать
из ниспадающего меню выбора оператора USSD-запроса пункт TUNE USSD,
и затем в появившейся форме заполнить требуемые параметры:
минимальная сумма (от одного до девяти рублей), разделитель
рубли-копейки (некоторые операторы применяют различные знаки
разделения, например, точка, запятая, двоеточие).
Программа пока поддерживает только латиницу при вводе текстов
SMS-сообщений, так как данная функция поддерживается и программой
микроконтроллера. В настоящее время ведутся работы по включению и
кириллицы.
После подачи питания и запуска прибор издаст один длинный звуковой
сигнал внутренним динамиком, затем производится установка связи с
модулем, по завершению которой звучат три коротких звуковых сигнала.
Прибор готов к работе.
Далее пойдет речь об использовании прибора в качестве устройства
охранной сигнализации помещений домов и пр. Для использования
устройства в качестве автомобильной сигнализации или прочих функциях
требуется в первую очередь другая прошивка микроконтроллера, а это
выходит за рамки настоящей статьи. Это тема последующих публикаций.
Для того, чтобы поставить прибор под охрану, нужно замкнуть
переключатель KEY_S. Кстати, вместо данного переключателя можно
использовать любую клавиатуру с замыкающими контактами, например
Satel SW02. После этого прибор начнет отсчитывать время на выход
(время устанавливается при программировании), в течении которого
необходимо покинуть охраняемый объект. Если по истечении времени на
выход все шлейфы находятся в собранном состоянии, прибор переходит в
режим охраны. В том случае, если по истечении времени на вход хотя
бы один из шлейфов будет в обрыве или замыкании, прибор издает
прерывистый звук в течении 100-140 секунд, отправляется сообщение о
невзятии объекта под охрану на номер 1 (если запрограммировано),
после чего переходит в режим тревоги с отправкой всех сообщений и
дозвоном. Также можно поставить прибор под охрану дозвоном с номера,
запрограммированного первым, или отправленным SMS-сообщением с
текстом «START» с этого же номера. Следует помнить, что в данной
версии прошивки не рекомендуется совместное использование при
постановке под охрану «секретного» переключателя и функций GSM для
исключения их взаимного влияния. При совместном использовании
приоритет будет на стороне переключателя, GSM-функции работать не
будут!
В режиме охраны прибор постоянно контролирует состояние всех шлейфов
сигнализации, а также состояние модуля GSM. При этом, если
происходит срабатывание шлейфа, отправляются SMS-сообщения и
производится дозвон, в соответствии с картой программирования.
Дозвон осуществляется до снятия абонентом трубки, но не более восьми
раз. Также в режиме охраны контролируется питание сети 220В, и
аккумуляторной батареи резервного источника. При этом, при каждом
пропадании 220В и последующем его появлении происходит передача
соответствующего SMS-сообщения (эту функцию можно отключить при
программировании).
Для снятия прибора с охраны необходимо вскрыть объект, и в течении
времени на выход разомкнуть контакты переключателя. Если этого не
сделать, прибор переходит в режим тревоги. Или снять объект с охраны
до вскрытия, позвонив по телефону, или отправив с первого номера
SMS-сообщение «STOP».
В дежурном режиме устройство также контролирует состояние шлейфов
сигнализации, а также модуль GSM. При потере связи с модулем или
потере сети через каждые 2-4 минуты раздается пять кратковременных
зуммера. Также каждые 30-40 минут идет опрос состояния счета
мобильного номера. При этом раздаются десять кратковременных
звуковых сигнала («трель»), и отсылается одно SMS-сообщение (“NO
MONEY!!”) на номер 1.
В таблице приведены служебные сообщения, которые может отправлять
устройство при появлении тех или иных событий (при отключенной
функции отправки, при программировании, данные сообщения не
отправляются!):
В дальнейшем планируется обеспечить совместимость прибора со всеми
периферийными устройствами, предназначенными для предыдущей версии
устройства сигнализации GSM авторства Д. Дмитренко .
Здесь собраны дополнения к статье для различных частных применений
Пример использования такого устройства наглядно описывается в статье
Сигнализация GSM с применением ключей iButton .
Там же, на схеме электрической принципиальной, показано подключение
дополнительного устройства, приведены чертежи печатной платы.
Прошивку можно скачать
[ищем для
устройства DDN Research HG45Q]