基于A(yíng)T91RM9200短消息監控系統的設計與實(shí)現

摘要 介紹了GSM無(wú)線(xiàn)模塊在嵌入式系統的應用，系統采用基于ARM9核的AT91RM9200微處理器，GSM無(wú)線(xiàn)模塊采用華為MG323無(wú)線(xiàn)模塊，在嵌入式Linux系統下，通過(guò)ARM與MG323進(jìn)行控制通信，實(shí)現了短消息模塊的軟件功能。該系統支持FDU短信模式及中文短信。
關(guān)鍵詞 GSM；AT91RM9200；MG323；嵌入式Linux；PDU短信模式

無(wú)線(xiàn)監控已成為工業(yè)控制中安全生產(chǎn)、及時(shí)收集重要數據必不可少的部分，利用現代化的信息技術(shù)手段，建設安全生產(chǎn)監督管理網(wǎng)絡(luò )系統，才能將安全生產(chǎn)和安全監督管理工作做好，隨著(zhù)通訊技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)通信覆蓋的不斷擴大，基于GSM網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)監控系統已廣泛應用于工業(yè)控制、電力監控、智能樓宇和數據傳輸等方面，加上GSM網(wǎng)絡(luò )具有前期投資少、不受地域限制、通信實(shí)時(shí)性高等優(yōu)點(diǎn)使得它在無(wú)線(xiàn)監控領(lǐng)域扮演更重要的角色。利用的ARM9處理器主頻高、速度快、內存容易擴展、可以運行嵌入式Linux系統設計平臺等特點(diǎn)，通過(guò)軟硬件模塊的設計，在GSM無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上實(shí)現了短消息的發(fā)送。此系統可以應用在采油電機環(huán)境參數監控上，實(shí)時(shí)監控油管的壓力和溫度等參數，保證油井的安全正常工作。

1 系統總體設計
圖1所示是基于AT91RM9200的短消息監控系統，該平臺主要包括微處理器單元，GSM／GPRS無(wú)線(xiàn)模塊，存儲模塊，串口通訊模塊，網(wǎng)口通訊模塊，USB模塊和電源模塊。

系統構建的嵌入式系統平臺，主要用于采集數據的處理、存儲、發(fā)送和監控。具體工作原理是在基于A(yíng)RM920T內核的主頻為180 MHz的AT91RM9200微處理器上，通過(guò)串口將下行數據傳輸至Flash存儲，然后利用串口、USB和100 Mbit·s-1以太網(wǎng)3種接口方式將數據發(fā)送至目標，同時(shí)通過(guò)GSM無(wú)線(xiàn)通信的方式進(jìn)行數據監控。
此系統在采油電機環(huán)境參數傳輸與通信系統存儲模塊的應用過(guò)程中，主要完成對采樣和監測處理后的數據進(jìn)行存儲，并通過(guò)各種接口傳送至上位機顯示，以便工作人員對井下電機的環(huán)境數據進(jìn)行觀(guān)測和處理。無(wú)線(xiàn)傳輸模塊可將存儲模塊接收到的數據以無(wú)線(xiàn)通信的方式發(fā)給油井監測人員，使監測人員可隨時(shí)了解油井的采油情況。

2 系統硬件電路設計
系統中短消息收發(fā)功能的模塊采用華為公司的4頻GSM／CPRS模塊MG323，工作頻段支持4頻：GSM850／900／1800／1900 MHz，接收靈敏度-107 dBm，工作溫度-30～+75℃，電源電壓3．3～4．8 V，平均待機電流3．0 mA，協(xié)議支持GSM／GPRS Phase2／2+。MG232含有豐富的對外應用接口，包括B2B連接器接口、電源接口、開(kāi)／關(guān)機和RESET時(shí)序、控制信號接口、UART接口、SIM卡接口、充電接口、音頻接口。

MG323與AT91RM9200的硬件電路如圖2所示。ARM通過(guò)控制TERM_ON來(lái)控制MG323的開(kāi)關(guān)，當TERM_ON管腳拉低≥1 s后，即可開(kāi)機；開(kāi)機后，如果再次將TERM_ON管腳拉低≥1 s，即可關(guān)機；控制RESET來(lái)控制MG323的硬件復位，當模塊出現軟件死機時(shí)，通過(guò)拉低RESET管腳≥10 ms后，模塊進(jìn)行硬件復位。
由于MG323模塊對外提供一路異步RS-232UART1通信接口，UART1支持標準Modem握手信號控制方式，故MG323GSM模塊通過(guò)RS232與AT91RM 9200的UART1相連接。其控制信號主要為：UART1_RD(模塊數據發(fā)送端)，UART1_TD(模塊數據接收端)，UART1_RING(模塊振鈴指示)，UART1_ DSR(模塊數據設備就緒)，UART1_RTS(請求發(fā)送)，UART1_DTS(數據終端就緒)，UART1_CTS(模塊清除發(fā)送)，UART1_DCD(模塊載波檢測)。RT S／CTS為請求發(fā)送信號，RTS是發(fā)送起輸出的準備好信號。接收雙方準備好，送回清除發(fā)送信號CTS后，發(fā)送數據開(kāi)始進(jìn)行，在同一端將這兩個(gè)信號短接就意味著(zhù)只要發(fā)送器準備好即可發(fā)送。DCD載波檢測又稱(chēng)接收線(xiàn)路信號檢測，本意是Modem檢測到線(xiàn)路中的載波信號后，通知終端準備接收數據的信號在沒(méi)有接Modem的情況下，也可以和RES，CTS短接。DTR／DSR數據終端準備好時(shí)發(fā)DTR信號，在收到數據通信裝置準備好DSR信號后方可通信。RING原意是在接收到電話(huà)交換機有效的撥號時(shí)有效，同時(shí)數據終端準備傳送。
MG323模塊通過(guò)信號SM_CLK(SIM卡時(shí)鐘)，VSIM(SIM卡電源)，SIM_DATA(SIM卡數據)，SIM_RST(SIM卡復位)，GND(SIM卡地)與SIM卡相連接。
該系統還包括兩片16 MB的SDRAM，兩片8 MB的NOR_Flash，3個(gè)RS232，主USB，從USB和100 Mbit·s-1以太網(wǎng)等模塊。