嵌入式設備手機短信交互模塊的設計

0 引言
隨著(zhù)嵌入式設備應用的日益廣泛，人們也越來(lái)越樂(lè )于使用各種人機交互方便的設備。鑒于GSM網(wǎng)絡(luò )是相當穩定且已經(jīng)在生活中普遍應用的通信網(wǎng)絡(luò )，本文利用GSM網(wǎng)絡(luò )中短消息服務(wù)的便利性，提出了一種基于GSM網(wǎng)絡(luò )短消息服務(wù)的人機交互方式，并開(kāi)發(fā)了相應的手機短信交互平臺，實(shí)現了用戶(hù)與設備間的遠程、實(shí)時(shí)人機交互功能。

1 系統硬件設計
本系統利用串口做通信接口，并選用西門(mén)子TC35i無(wú)線(xiàn)模塊作為核心組件來(lái)搭建硬件電路。TC35i主要由基帶處理器、射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF連接器和天線(xiàn)接口等六部分組成。它的正常運行需要相應的外圍電路與其配合。TC35i共有40個(gè)引腳，可通過(guò)ZIF連接器分別與電源電路、啟動(dòng)與關(guān)機電路、數據通信電路、語(yǔ)音通信電路、SIM卡電路、指示燈電路等相連接。其電源電路又分為充電電池和穩壓電源兩部分，本系統為減小體積，直接采用主板供電方式，并在1～10腳增設了穩壓濾波電路，因而省去了電池和充電電路。
啟動(dòng)電路由自動(dòng)和手動(dòng)上電復位電路組成。模塊上電10 ms后(電壓須大于3 V)，為使之正常工作，必須在15腳加時(shí)長(cháng)至少為100 ms的低電平信號，且該信號的下降沿時(shí)間應小于1 ms，同時(shí)啟動(dòng)后15腳的信號應保持高電平。本系統可使用跳線(xiàn)選擇模塊啟動(dòng)方式。其中自啟動(dòng)方式是指在平臺正常工作之后，由軟件控制平臺自動(dòng)發(fā)出啟動(dòng)信號，而不需人的干預；而手動(dòng)方式是指在平臺正常工作之后，人為按下系統的啟動(dòng)／復位按鍵，模塊才能啟動(dòng)。
數據通信電路主要完成短消息收發(fā)、與平臺通信、以及軟件流控制等功能。TC35i的數據接口采用串行異步收發(fā)，符合RS-232接口電路標準，工作在CMOS電平下。數據接口配置為8位數據位、1位停止位、無(wú)校驗位，可在300 bps~115kbps的波特率下運行，支持的自動(dòng)波特率為4．8kbps~115 kbps(14．4 kbos和28．8 kbps除外)，同時(shí)還支持RTSO／CTSO的硬件握手信號和XON／XOFF的軟件流控制。TC35i作為移動(dòng)終端。具有3路接收、5路發(fā)送的電路連接要求，但考慮到本系統無(wú)需蜂窩通信等功能，故為簡(jiǎn)化數據通信電路，可采用MAX232CPE芯片來(lái)實(shí)現電平轉換及串口通信功能(輸入為T(mén)XDO，輸出為RXDO)。
TC35i基帶處理器集成有一個(gè)標準的SIM卡接口。為擴展外部SIM卡接口，該接口還連接到ZIF連接器。TC35i在GSMll．ll為SIM卡預留5個(gè)引腳的基礎上預留了6個(gè)引腳，所添加的CCIN引腳可用來(lái)檢測是否插有SIM卡；當有SIM卡時(shí)，該引腳被置為高電平，模塊可正常工作。但目前SIM卡均無(wú)CCIN引腳，故在設計電路時(shí)應將CCIN與CCVCC相連。本系統還設計了指示燈電路，當LED熄滅時(shí)，表明TC35i處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當LED為600 ms亮／600 ms熄時(shí)，表明SIM卡沒(méi)有插入或TC35i正在登錄網(wǎng)絡(luò )；當LED為75 ms亮／3 s熄時(shí)，表明TC35i已登錄網(wǎng)絡(luò )，并處于待機狀態(tài)。本系統設計了GSM模塊的擴展板，并注意了它的電磁兼容設計，其電路原理框圖如圖1所示。

2 系統軟件設計
本系統主要實(shí)現的功能是用戶(hù)能以發(fā)送短信的方式與平臺進(jìn)行信息交互。系統采用TC35i實(shí)現短信收發(fā)，并通過(guò)對用戶(hù)短信進(jìn)行解析來(lái)查詢(xún)平臺嵌入式數據庫中與用戶(hù)短信相匹配的信息，同時(shí)以短信的形式回復用戶(hù)，還可以將短信上傳給服務(wù)器管理數據庫，其短信交互流程如圖2所示。

系統首先可通過(guò)串口程序向接入TC35i的串口發(fā)送AT指令來(lái)實(shí)現短消息的發(fā)送和接收。這部分主要實(shí)現Linux下的串口通訊(主板運行Linux系統)。系統編程可采用libserial串口庫，該庫可以很好地控制串口的超時(shí)讀寫(xiě)，它的類(lèi)名為Seri-alPort，程序中主要用到了類(lèi)中的Open()、設置各種參數的函數以及超時(shí)讀寫(xiě)的內容。