|
- UID
- 872339
|
关键字：无线通信模块 STM32 SIM900A
设计一个可以实现短信收发与数据无线传输的模块的要求，本文采用了ARM Cortex—M3内核的主流产品STM32作为主控芯片，采用SIMCom公司的SIM900A作为通信芯片。在查阅大量相关文献以及相关芯片的数据手册之后，本文设计了一个远程无线通信模块。该模块在实验室试运行一周后，没有出现掉线的情况，数据收发的速度也很快。该模块具有性能稳定，外形小巧，性价比高等优点。厂方投入使用之后，反应良好。
随着网络和现代通信技术的不断发展，远程无线通信技术经过多年的研究与实际应用，现如今在工业控制领域有了非常重要的地位，并且发挥着越来越大的作用。文中根据厂家的要求，设计的无线通信模块，主要实现了短信与数据收发功能，并且做到了模块的稳定，掉线之后能够自动重连。
1 无线通信模块整体设计方案
模块主要有电源部分、主控部分、通信部分、数据传输部分4个部分组成。通信模块采用SIM900A进行无线通信。主控模块采用STM32作为主控芯片，来控制短信的收发与数据传输的顺利进行。远程终端可以是手机或者上位机的数据中心软件，经过处理之后，储存下来，方便日后的查询。本模块具有低功耗，方便灵活，操作简单并且稳定，掉线之后可以自动连接，运行过程十分稳定，并且成本较低。
2 无线通信模块硬件设计
2.1 功能需求
本文设计的无线通信模块，要求单12V电源输入，模块上电运行后有相应的指示灯来指示模块的运行状态。另外要求模块能够实现短信以及数据透传两大主要功能，在手机发送短信给模块之后，模块能够动作，并给出回应。最后要求在建立TCP链接时，仍然能够收发短信。
图1 无线通信模块结构图
2.2 电源部分
在主电路中，主控芯片STM32的工作电压为2.0～3.6 V，通信芯片SIM900A的工作电压为3.1～4.6 V，为使模块各个部分正常工作，必须对两者进行分别供电，电源供电电路如下：
图中V12外接12 V电源，经过电容滤波后输入到LM2576，实现12 V到4 V的转换，R1、R2在线路中起到分压作用，D2灯亮起时，表示模块已经正常供电。LM2576是美国国家半导体公司生产的3 A电流输出降压开关型集成稳压电路，具有完善的保护电路，比较稳定。
图2 电源模块5 断线重连的处理
5.1 TCP链接的关闭和建立
TCP链接的建立涉及到的AT命令是at+cipstart，该指令有两个返回值，分别是模块的IP地址和端口号。首先将at+cipstart指令返回的当前模块的IP地址和端口号存放到一个buf中，然后将这个buf写入到串口3中，如果之后能够读取到返回值“CONNECT”，就表示TCP链接已经建立好。
TCP链接的关闭涉及到的AT命令是at+cipclose，该指令没有返回值，可以直接将该指令写到串口3中，如果检测到“CLOSE OK”，就表示TCP链接已经被关闭。
5.2 DCD的检测
当TCP建立起来之后，DCD引脚的电压值便由高电平变为低电平，因此DCD引脚的电平状态可以用过来指示TCP的连接情况。在程序中，本文设置时钟在检测DCD引脚的状态值，当该引脚的电平值由高电平变为低电平时，就表示模块模块已经掉线，然后模块就重新开始登陆，直到登陆上为止。
5.3 TCP链接下的短信收发
本文定义了一个全局中断，当有短信或者电话到达模块时，RI引脚的电平便会由高电平变为低电平，此时便会触发全局中断，模块立即转而处理短信收发或者数据传输。
6 测试效果
本模块在设计完成之后，在实验室稳定运行了2周时间，没有出现什么问题。然后又进行了特殊情况的测试，在模块断电后恢复供电，数据中心断电后重新上电的情况下，都能够重新连接上线，并且能够继续稳定运行。随后模块又被送到厂方使用，在被使用了3周之后，厂方反应模块运行情况良好，没有掉线的情况。
7 结论
本文设计的无线通信模块，是利用STM32来控制SIM900A芯片，来实现短消息的收发与数据的无线传输。本设计完成了无线通信的硬件部分和软件部分的设计与实现。在多次运行试验时，本模块没有出现掉线以及发热等问题，非常稳定。本次设计成本较低，运行稳定可靠，应用范围十分广泛，利用SIM900A，降低了模块的成本，使其更加具有商业价值。
|
|
