基于GPRS的SOCKET通信的應用研究

摘要：SOCKET通信是目前常用的通信方式之一。文中以8位單片機AT89C52作為微控制器，它利用自帶的異步串口與電平轉換芯片MAX232和GPRS模塊連接，使用AT命令對GPRS模塊LT8030進(jìn)行控制，從而實(shí)現SOCKET通信。詳細介紹SOCKET通信中要用到的AT命令，并給出實(shí)現SOCKET通信的完整程序。

關(guān)鍵詞：SOCKET通信 GPRS 串行通信 AT命令

引 言

　　GPRS（General Packet Radio Service）是通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種以全球手機系統（GSM）為基礎的數據傳輸技術(shù)[1]。GPRS網(wǎng)不但具有覆蓋范圍廣、數據傳輸速度快、通信質(zhì)量高、永遠在線(xiàn)和按流量計費等優(yōu)點(diǎn)，而且其本身就是一個(gè)分組型數據網(wǎng)，支持TCP/IP協(xié)議，無(wú)需經(jīng)過(guò)PSTN（公用電話(huà)交換網(wǎng)）等網(wǎng)絡(luò )的轉接，可直接與Internet網(wǎng)互通。因此GPRS業(yè)務(wù)在無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)、環(huán)境監測、交通監控、移動(dòng)辦公等行業(yè)中具有無(wú)可比擬的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢。

　　在網(wǎng)絡(luò )設置中有HTTP、SOCKET等類(lèi)型。SOCKET是建立在傳輸層協(xié)議(主要是TCP和UDP)上的一種套接字規范，它定義兩臺計算機間進(jìn)行通信的規范（也是一種編程規范）。如果說(shuō)兩臺計算機是利用一個(gè)通道進(jìn)行通信，那么這個(gè)通道的兩端就是兩個(gè)套接字。套接字屏蔽了底層通信軟件和具體操作系統的差異，使得任何兩臺安裝了TCP協(xié)議軟件和實(shí)現了套接字規范的計算機之間的通信成為可能。

1 系統組成

　　系統的組成如圖1所示。該系統利用現有的GPRS網(wǎng)絡(luò )，單片機通過(guò)串口對GPRS模塊進(jìn)行收發(fā)控制，實(shí)現SOCKET通信。

　　系統各部分的說(shuō)明如下：

　?、?單片機采用了AT89C52，它帶有一個(gè)串口；

　?、?GPRS模塊。本文以利事達信息技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的GPRS模塊LT8030[2]為例。LT8030內嵌了完整的TCP/IP協(xié)議棧，包括TCP、UDP、FTP、SOCKET、Telnet、POP3、SMTP、HTTP等，為用戶(hù)提供了更簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò )接口。LT8030采用的GPRS技術(shù)，無(wú)縫覆蓋、永遠在線(xiàn)且按流量計費，緊密結合產(chǎn)品應用領(lǐng)域所遇到的實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)行全面的優(yōu)化和升級，使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)變得更容易、更快捷。它采用標準的RS232 接口，用戶(hù)可以通過(guò)單片機或其他CPU的UART口，使用相應的AT命令對模塊進(jìn)行控制，達到使其產(chǎn)品可以輕松進(jìn)入GPRS網(wǎng)絡(luò )的目的。

　?、?服務(wù)器。建立SOCKET連接必須具有公網(wǎng)的IP地址，故應保證服務(wù)器中心計算機連接到Internet并且取得公網(wǎng)IP地址。在單片機對GPRS模塊控制之前，服務(wù)器端需運行SOCKET端口監聽(tīng)程序（此監聽(tīng)程序一般是現成的），并且設為監聽(tīng)狀態(tài)，端口號也要設定，例如port：1024。

2 單片機與GPRS模塊的連接

　　單片機與GPRS模塊一般采用串行異步通信接口，通信速度可設定，通常為9600 bps。采用RS232電纜方式進(jìn)行連接時(shí)，數據傳輸的可靠性較好。單片機通過(guò)電平轉換電路與GPRS模塊連接，電路比較簡(jiǎn)單，電路原理圖如圖2所示。所涉及的芯片MAX232用于串行通信接口與232通信接口之間的電平轉換[3]。

　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1系統組成框圖

　

　　　　　　　　　　　　圖2單片機與GPRS模擬連接的電路原理圖

　　MAX232的T1IN、T2IN、R1OUT、R2OUT為接TTL/CMOS電平的引腳；T1OUT、T2OUT、R1IN、R2IN為接RS232電平的引腳。TTL/CMOS電平的T1IN、T2IN引腳應接AT89C52的串行發(fā)送引腳TXD；R1OUT、R2OUT應接AT89C52的串行接收引腳RXD。與之對應，RS232電平的T1OUT、T2OUT應接GPRS模塊的接收端RXD；R1IN、R2IN應接GPRS模塊的發(fā)送端TXD。

　　現選用其中一路發(fā)送/接收,R1OUT接AT89C52的RXD，T1IN接AT89C52的TXD,T1OUT接GPRS模塊的RXD, R1IN接GPRS模塊的發(fā)送端TXD。因為MAX232具有驅動(dòng)能力，所以不需要外加驅動(dòng)電路。

3 建立SOCKET連接的命令

　　下面對SOCKET通信中要用到的一些AT命令[2]進(jìn)行說(shuō)明。

　　3.1 基本設置

　?、?GPRS ISP 碼。
　　AT+IISP1=*99***1# //全國通用

　?、?登錄用戶(hù)名。
　　AT+IUSRN=WAP//GPRS網(wǎng)絡(luò )登錄名

　?、?登錄密碼。
　　AT+IPWD=WAP// GPRS網(wǎng)絡(luò )登錄密碼

　?、?MODEM 類(lèi)型。
　　AT+IMTYP=2 //定義GPRS MODEM

　?、?初始化命令。
　　AT+IMIS=“AT+CGDCONT=1,ip,CMNET”

　?、?域名服務(wù)器。
　　AT+IDNS1=211.136.18.171
　　//DNS服務(wù)器地址，全國通用

　?、?擴展碼（XRC）。
　　AT+IXRC=0

　　3.2 SOCKET設置

　?、?建立一個(gè)TCP通信。
　　AT+ISTCP：218.66.16.173,1024CR>
　　建立SOCKET連接，218.66.16.173為應用服務(wù)中心計算機端IP地址（實(shí)際地址由實(shí)際情況決定），1024 為端口號（端口號由中心SOCKET端口監聽(tīng)程序設置決定）。 如果連接成功，LT8030返回I/xxx。xxx為L(cháng)T8030中本次SOCKET連接的句柄號。中心監聽(tīng)程序會(huì )顯示連接的終端IP地址。如果連接失敗，LT8030返回I/ERROR(xxx)。xxx為錯誤代碼。

　?、?發(fā)送數據。
　　AT+ISSND%：xxx,string Length>：string>
　　發(fā)送數據，xxx為句柄，string Length>為要發(fā)送的字符長(cháng)度，string>為要發(fā)送的數據。發(fā)送成功后，在中心端可看到終端發(fā)送的數據。最多一次能夠發(fā)送5K以下的數據。

　?、?查詢(xún)SOCKET狀態(tài)。
　　AT+ISST：xxxCR>
　　查詢(xún)SOCKET狀態(tài)，xxx為句柄。 LT8030返回I/SOCKETstat>。如果SOCKETstat>= 000，表示該端口連接正常；如果SOCKETstat>≥1，LT8030通過(guò)該端口從中心接收存在Buffer 里的字節數；如果SOCKETstat>0，則SOCKET錯誤。

　?、?接收數據。
　　AT+ISRCV：xxxCR>
　　xxx為句柄。該指令會(huì )讀取LT8030通過(guò)該句柄從中心接收到的，存在Buffer 里的數據；Buffer最大可存儲30K的數據。

　?、?關(guān)閉SOCKET通道。
　　AT+ISCLS：xxx
　　關(guān)閉SOCKET通道，xxx為句柄。

4 程序的設計　　

　　根據單片機與GPRS模塊通信協(xié)議的約定，單片機串行口設為方式1，波特率為9 600 bps，8位UART，1位起始位，1位停止位，無(wú)奇偶校驗。上電后，首先向GPRS模塊發(fā)送基本設置命令，即ISP碼、用戶(hù)名及用戶(hù)密碼幀等，其中ISP碼必須為“*99***1#”，用戶(hù)名和用戶(hù)密碼可以任意設置，但不能為空。在使用LT8030 GPRS 上網(wǎng)功能之前，必須正確設置這些參數。參數一旦設置后，即永久保存，以后無(wú)需重新再設( 以上設定為L(cháng)T8030C出廠(chǎng)時(shí)的默認參數)。然后向GPRS模塊發(fā)送SOCKET設置幀，如成功，則點(diǎn)和點(diǎn)通信環(huán)境已建立，接著(zhù)就調用發(fā)送數據幀。

　　開(kāi)機上電后，程序在主函數中運行，單片機進(jìn)行初始化。初始化包括設置串口工作方式、波特率，并初始化變量參數和標志位。

　　編著(zhù)注：實(shí)現SOCKET通信的完整程序，見(jiàn)本刊網(wǎng)站（www.dpj.com.cn）。

結語(yǔ)

　　隨著(zhù)計算機和通信技術(shù)的進(jìn)步,當今社會(huì )的生產(chǎn)正朝著(zhù)高效、準確和穩定的方向發(fā)展,這對數據傳輸的實(shí)時(shí)性、可靠性、信息量提出了更高的要求,為此介紹利用GPRS模塊實(shí)現SOCKET通信的系統。本文采用內嵌TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊LT8030，在8位微控制器AT89C52上實(shí)現了對LT8030的控制，并實(shí)現了基于GPRS的SOCKET通信功能，具有外圍器件少、電路簡(jiǎn)單、系統成本低等優(yōu)點(diǎn)。

　　　　　　　　　　　　　　　　參考文獻

1 J R (Bud)Bates. 通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)（GPRS）技術(shù)與應用. 朱洪波，等譯. 北京:人民郵電出版社,2004
2 利事達信息技術(shù)有限公司.LT8030介紹
3 胡偉,季曉衡.單片機C程序設計及應用實(shí)例. 北京:人民郵電出版社,2003
4 張毅剛,彭喜元,等.MCS51單片機應用設計.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2002

余琴:研究生，主要從事智能儀器設計與嵌入式系統方向的研究。
趙振華:研究生導師，副教授，主要從事智能儀器設計與嵌入式系統方向的研究與教學(xué)。