單片機控制MC55模塊實(shí)現遠程無(wú)線(xiàn)數據傳輸

摘要：西門(mén)子MC55模塊是一款內嵌TCP/IP協(xié)議的GPRS無(wú)線(xiàn)模塊，可以直接利用AT命令來(lái)實(shí)現多種網(wǎng)絡(luò )數據傳輸服務(wù)。文中以NEC 78K0/KF2系列8位單片機78F0547D作為微控制器，利用其自帶的異步串口和MC55模塊連接，使用AT命令對MC55模塊進(jìn)行控制，實(shí)現SOCKET通信、FTP服務(wù)、E—MAIL服務(wù)等多種網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，從而實(shí)現遠程數據傳輸。本文詳細介紹控制MC55模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )服務(wù)的相關(guān)AT命令，并給出實(shí)現SOCKET通信的初始化設計流程。

隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的不斷發(fā)展，通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)(GPRS)技術(shù)在遠程無(wú)線(xiàn)數據傳輸中起到了廣泛的應用。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)。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。

西門(mén)子MC55是帶有GSM/GPRS全套語(yǔ)音和數據功能的先進(jìn)無(wú)線(xiàn)模塊。其超小的體積----所有功能都集中在一塊集成的芯片內(僅50 x 33 x 7.2 mm);最簡(jiǎn)便的開(kāi)發(fā)----內嵌TCP/IP協(xié)議棧，使用戶(hù)可以最大程度的縮短GPRS產(chǎn)品的研發(fā)周期。MC55是可以配置的，使得外部輸入、輸出接口提供的外部控制應用更有效，從而令MC55產(chǎn)品更適合。M2M解決方案。

在網(wǎng)絡(luò )設置中有HTTP、FTP、POP3、SOCKET等類(lèi)型。文中詳細介紹利用單片機控制MC55 GPRS無(wú)線(xiàn)模塊進(jìn)行遠程無(wú)線(xiàn)數據傳輸的控制方法，并給出實(shí)現SOCKET通信的初始化設計流程。

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MC55 GPRS模塊進(jìn)行收發(fā)控制，實(shí)現Internet網(wǎng)絡(luò )通信服務(wù)，從而實(shí)現遠程無(wú)線(xiàn)數據傳輸功能。

系統各部分的說(shuō)明如下：

1)單片機。單片機選用NEC78F0547D MCU，NEC78F0547D是NEC 78KF0/KEZ8位單片機系列中的一款性能優(yōu)越的單片機，它帶有兩個(gè)UART(異步串行通訊)口。它很突出的一點(diǎn)就是具有片上調試功能，非常方便開(kāi)發(fā)應用。

2)GPRS模塊。本設計采用西門(mén)子MC55 GPRS模塊。

MC55模塊內嵌了完整的TCP/IP協(xié)議棧，包括TCP、UDP、FTP、SOCKET、Telnet、POP3、SMTP、HTYP等，為用戶(hù)提供了更簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò )接口，使用戶(hù)可以最大程度的縮短GPRS產(chǎn)品的研發(fā)周期。MC55是可以配置的，使得外部輸入、輸出接口提供的外部控制應用更有效，從而令MC55產(chǎn)品更適合M2M解決方案。

3)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，并且設為監聽(tīng)狀態(tài)，端口號也要設定，例如port：8000。

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。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，電路連接原理框圖如圖2所示。要特別說(shuō)明的是，由于單片機的為5V TTL電平，MC55GPRS模塊為2.7V TTL電平，為了確保MCU串行口與MC55GPRS串行口TTL電平的匹配，采用了NL27WZ07來(lái)實(shí)現電平的轉換。電平轉換電路如圖3所示。

如圖3所示，NL27WZ07的A1引腳接單片機的發(fā)送端TXD，A2引腳連接MC55 GPRS模塊的發(fā)送端TXD，作為單片機向MC55 GPRS模塊發(fā)送數據的信號通道。與之對應，NL27WZ07的Y1引腳接MC55 GPRS模塊的接收端RXD，Y2引腳連接單片機的接收RXD，作為單片機從MC55 GPRS模塊接收數據的信號通道。

3 建立SOCKET連接的命令

MC55 GPRS模塊為了要實(shí)現GPRS SOCKET TCP通訊，必須通過(guò)相應的AT命令對模塊進(jìn)行初始化網(wǎng)絡(luò )連接及服務(wù)配置。下面對SOCKET通信中要用到的一些AT命令及數據傳輸步驟進(jìn)行說(shuō)明。

4 建立FTP連接的命令及上傳數據的過(guò)程

如果要利用無(wú)線(xiàn)模塊實(shí)現FTP上傳數據的功能，則可以用如下的步驟和相關(guān)操作實(shí)現相應的功能。

5 建立E-MAIL連接的命令及通過(guò)E-MAIL傳輸數據的過(guò)程

下面介紹通過(guò)GPRS方式發(fā)送e—mail的過(guò)程及相關(guān)操作：

6 模塊初始化程序設計介紹

MC55 GPRS模塊初始化主要是通過(guò)相關(guān)AT命令的操作實(shí)現的。其初始化包括模塊AT命令的測試、模塊信號強度測試、串口通訊波特率的設置、Internet網(wǎng)絡(luò )應用服務(wù)設置等過(guò)程。

MC55 GPRS模塊為了要實(shí)現GPRS SOCKET TCP通訊，必須通過(guò)相應的AT命令來(lái)對模塊進(jìn)行初始化網(wǎng)絡(luò )連接及服務(wù)配置。

初始化網(wǎng)絡(luò )連接及服務(wù)配置的AT命令總結如下：

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、網(wǎng)絡(luò )連接配置設置、密碼及用戶(hù)名設置、接入點(diǎn)設置、通訊類(lèi)型設置、網(wǎng)絡(luò )服務(wù)所用連接文件ID號設置、網(wǎng)絡(luò )服務(wù)IP地址設置等。

7 結論

文中采用內嵌TCP/IP協(xié)議棧的GPRS模塊西門(mén)子MC55模塊，在8位微控制器上使用AT命令對MC55模塊進(jìn)行控制，并實(shí)現了SOCKET通信、FTP服務(wù)、E—MAIL服務(wù)等多種網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，從而實(shí)現遠程數據傳輸的功能。