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ATK-SIM900A模块使用说明(战舰V3&精英板)_AN1504.pdf

发布时间：2022-04-03 发布人：admin 分类：互联网 资料大小：2.09M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    AN1504 ATK-SIM900A GSM/GPRS模块使用说明
    1、ATK-SIM900A GSM/GPRS模块简介
    1.1 模块资源简介
    1.2 模块使用
    1.2.1 AT指令简介
    1.2.2 拨打/接听电话
    1.2.3 短信的读取与发送
    1.2.4 GPRS通信
    2、硬件连接
    3、软件实现
    4、验证
    4.1 拨号测试
    4.2 短信测试
    4.3 GPRS测试
    AN1504 ATK-SIM900A GSM/GPRS 模块使用说明 本应用文档（AN1504，对应战舰 V3 / 精英 STM32F103 开发板扩展实验 4）将教大家如 何在战舰 V3 / 精英 STM32F103 开发板上使用 ATK-SIM900A GSM/GPRS 模块。 本文档分为如下几部分： 1， ATK-SIM900A GSM/GPRS 模块简介 2， 硬件连接 3， 软件实现 4， 验证 1、ATK-SIM900A GSM/GPRS 模块简介 ATK-SIM900A-V15（V15 是版本号，下面简称 ATK-SIM900A）是 ALIENTEK 推出的一款高 性能工业级 GSM/GPRS 模块（开发板）。ATK-SIM900A 模块板载 SIMCOM 公司的工业级双频 GSM/GPRS 模块：SIM900A，工作频段双频：900/1800Mhz，可以低功耗实现语音、SMS（短 信、彩信）、数据和传真信息的传输。 ATK-SIM900A 模块支持 RS232 串口和 LVTTL 串口（即支持 3.3V/5V 系统），并带硬件流控 制，支持 5V~24V 的超宽工作范围，使得本模块可以非常方便的与您的产品进行连接，从而 给您的产品提供包括语音、短信和 GPRS 数据传输等功能。 1.1 模块资源简介 ATK-SIM900A 模块接口丰富，功能完善，尤其适用于需要语音/短信/GPRS 数据服务的各 种领域，其资源图如图 1.1.1 所示： （MIC）座 RS232 选择 麦克风 RTC 后备 电池 接口 耳机座 ADC 和 LCD 显示接口 串口控制和 PKEY 引出接口 SIM900A 模块 SP3232 RS232 串口 锂电池 接口 MP2303 电源输入 接口 电源防反接 二极管 电源 指示灯 电源 开关 TVS 电源保护 PWM、IIC 以及 GPIO 引出接口 图 2.1.1 ATK-SIM900A 模块资源图 翻盖式 SIM 卡座 PIO 和 STATUS 引出接口 SMA 天线接口 和小辣椒天线 网络状态 指示灯 SMF05C ESD 保护 开机/关机 按键 从图 1.1.1 可以看出，ATK-SIM900A 模块不但外观漂亮，而且功能齐全、接口丰富，模 块尺寸（不算天线部分）为 80mm*58mm，并带有安装孔位，非常小巧，并且利于安装，可 www.alientek.comALIENTEK STM32开发板AN1504www.openedv.com开源电子网2015-4-12
    方便应用于各种产品设计。 ALIENTEK ATK-SIM900A 模块（开发板）板载资源如下： ◆ GSM 模块：SIM900A ◆ 1 个 RTC 后备电池 ◆ 1 个麦克风接口 ◆ 1 个耳机接口 ◆ 1 个 RS232 选择接口 ◆ 1 个 RS232 串口 ◆ 1 个 锂电池接口 ◆ 1 个电源输入接口 ◆ 1 个电源指示灯（蓝色） ◆ 1 个电源开关 ◆ 1 个翻盖式 SIM 卡座 ◆ 1 个 SMA 天线接口并配套小辣椒天线 ◆ 1 个开机/关机按键 ◆ 1 个网络状态指示灯（红色） ◆ SIM900A 模块的所有 IO 口均用排针引出，方便使用 ATK-SIM900A 模块（开发板）采用工业级标准设计，特点包括：  板载 RS232 串口（支持硬件流控制），方便与 PC/工控机等设备连接；  板载 3.5mm 耳机和麦克风座，方便进行语音通信开发；  引出所有 SIM900A 模块的 IO 口，并对通信部分 IO 口做了兼容性设计，方便连接 3.3V/5V 单片机系统；  板载高效同步降压电路，转换效率高达 90%，支持超宽电压工作范围（5~24V），非 常适合工业应用；  板载电源防反接保护，TVS 电源保护和 SIM 卡 ESD 保护，保护功能完善；  板载 RTC 后备电池（XH414H-IV01E），无需担心掉电问题；  板载小辣椒天线，能有效提高信号接收能力；  采用国际 A 级 PCB 料，沉金工艺加工，稳定可靠；  采用全新元器件加工，纯铜镀金排针，坚固耐用；  人性化设计，各个接口都有丝印标注，使用起来一目了然；接口位置设计安排合理， 方便顺手。  PCB 尺寸为 80mm*58mm，并带有安装孔位，小巧精致； ATK-SIM900A 模块的资源介绍，我们就介绍到这里，详细的介绍，请看《ATK-SIM900A GSM(GPRS)模块用户手册》相关章节。 1.2 模块使用 本文档，我们将介绍大家如何通过 ALIENTEK STM32 开发板连接 ATK-SIM900A 模块，实 现：拨号测试（电话的拨打和接听）、短信测试（读短信和写短信）和 GPRS 测试（TCP 通信 和 UDP 通信）等 3 大功能，本节我们将介绍要实现这些功能所需要的相关知识。 1.2.1 AT 指令简介 AT 即 Attention，AT 指令集是从终端设备(Terminal Equipment，TE)或数据终端设备(Data Terminal Equipment，DTE)向终端适配器(Terminal Adapter， TA)或数据电路终端设备(Data Circuit Terminal Equipment，DCE)发送的。通过 TA，TE 发送 AT 指令来控制移动台(Mobile Station，MS)的功能，与 GSM 网络业务进行交互。用户可以通过 AT 指令进行呼叫、短信、 www.alientek.comALIENTEK STM32开发板AN1504www.openedv.com开源电子网2015-4-12
    AT 指令必须以"AT"或"at"开头，以回车（）结尾。模块的响应通常紧随其后，格式 电话本、数据业务、传真等方面的控制。 为：<回车><换行><响应内容><回车><换行>。 我们通过串口调试助手 SSCOM 来测试一下，打开：ATK-SIM900A 模块配套资料\3，配 套软件\串口调试助手\ XCOM.exe，选择正确的 COM 号（连接到 ATK-SIM900A 模块的 COM 端口，我电脑是 COM2），然后设置波特率为 115200，勾选发送新行（必选！即 sscom 自动 添加回车换行功能），然后发送 AT 到 ATK-SIM900A 模块，如图 1.2.1.1 所示： 图 1.2.1.1 AT 指令测试 图 1.2.1.1 中，我们发送了 2 次 AT 指令，第一次看到有乱码，这是因为模块上电后，还 没有实现串口同步，在收到第一次数据(不一定要 AT 指令)后，模块会自动实现串口同步（即 自动识别出了通信波特率），后续通信就不会出现乱码了。因为 SIM900A 具有自动串口波特 率识别功能（识别范围：1200~115200），所以电脑(或设备)可以随便选择一个波特率（不超 过识别范围即可），来和模块进行通信，这里我们选择最快的 115200。 从图 1.2.1.1 可以看出，我们现在已经可以和 SIM900A 模块进行通信了，我们通过发送 不同的 AT 指令，就可以实现对 SIM900A 的各种控制了。 SIM900A 模块提供的 AT 命令包含符合 GSM07.05、GSM07.07 和 ITU-T Recommendation V.25ter 的指令，以及 SIMCOM 自己开发的指令。接下来我们介绍几个常用的 AT 指令： 1， AT+CPIN？ 该指令用于查询 SIM 卡的状态，主要是 PIN 码，如果该指令返回：+CPIN:READY，则表 明 SIM 卡状态正常，返回其他值，则有可能是没有 SIM 卡。 2， AT+CSQ 该指令用于查询信号质量，返回 SIM900A 模块的接收信号强度，如返回：+CSQ: 24,0， 表示信号强度是 24（最大有效值是 31）。如果信号强度过低，则要检查天线是否接好了？ 3， AT+COPS? www.alientek.comALIENTEK STM32开发板AN1504www.openedv.com开源电子网2015-4-12
    该指令用于查询当前运营商，该指令只有在连上网络后，才返回运营商，否则返回空， 如返回：+COPS:0,0, "CHINA MOBILE"，表示当前选择的运营商是中国移动。 4， AT+CGMI 该指令用于查询模块制造商，如返回：SIMCOM_Ltd，说明 SIM900A 模块是 SIMCOM 公 司生产的。 5， AT+CGMM 该指令用于查询模块型号，如返回：SIMCOM_SIM900A，说明模块型号是 SIM900A。 6， AT+CGSN 该指令用于查询产品序列号（即 IMEI 号），每个模块的 IMEI 号都是不一样的，具有全球 唯一性，如返回：869988012018905，说明模块的产品序列号是：869988012018905。 7， AT+CNUM 该指令用于查询本机号码，必须在 SIM 卡在位的时候才可查询，如返回：+CNUM: "","15902020353",129,7,4，则表明本机号码为：15902020353。另外，不是所有的 SIM 卡都 支持这个指令，有个别 SIM 卡无法通过此指令得到其号码。 8， ATE1 该指令用于设置回显模式（默认开启），即模块将收到的 AT 指令完整的返回给发送端， 启用该功能，有利于调试模块。如果不需要开启回显模式，则发送 ATE0 指令即可关闭（我 们的例程就需要这样），这样收到的指令将不再返回给发送端，这样方便程序控制。 以上就是我们介绍的几个常用的 AT 指令，当然还有其他一些常用的 AT 指令，比如 ATD/ATA/ATH 等，我们在后面介绍。关于 SIM900A 详细的 AT 指令介绍，请参考：ATK-SIM900A 模块配套资料\4，SIM900A 模块资料\ SIM900A_AT 命令手册_V1.05.pdf 这个文档。 发送给模块的指令，如果执行成功，则会返回对应信息和"OK"，如果执行失败/指令无 效，则会返回"ERROR"。 1.2.2 拨打/接听电话 使用 ATK-SIM900A 模块可以非常方便的的进行拨打和接听电话。实现拨号和接听电话， 常用的的指令有：ATE0/ATD/ATA/ATH/AT+COLP/AT+CLIP/AT+VTS 等 6 条 AT 指令。 ATD，用于拨打任意电话号码，格式为：ATD+号码+;，末尾的’;’一定要加上，否则不能 ATE0，用于关闭回显，在通过电脑串口调试助手调试的时候，我们发送：ATE1，开启回 显，可以方便调试，但是我们通过单片机程序控制的时候，用不到回显功能，所以发送：ATE0， 将其关闭。 成功拨号，如发送：ATD10086;，即可实现拨打 10086。 ATA，用于应答电话，当收到来电的时候，给模块发送：ATA，即可接听来电。 ATH，用于挂断电话，要想结束正在进行的通话，只需给模块发送：ATH，即可挂断。 AT+COLP，用于设置被叫号码显示，这里我们通过发送：AT+COLP=1，开启被叫号码显 AT+CLIP，用于设置来电显示，通过发送：AT+CLIP=1，可以实现设置来电显示功能，模 AT+VTS，产生 DTMF 音，该指令只有在通话进行中才有效，用于向对方发送 DTMF 音， 示，当成功拨通的时候（被叫接听电话），模块会返回被叫号码。 块接收到来电的时候，会返回来电号码。 比如在拨打 10086 查询的时候，我们可以通过发送：AT+VTS=1，模拟发送按键 1。 以上就是在拨打/接听电话时经常用到的几条指令，通过这几条指令，就可以实现电话 的拨打和接听了，不过首先要保证模块成功接入到 GSM 网络，通过发送：AT+COPS？，如 果返回：+COPS: 0,0,"CHINA MOBILE"，则说明模块成功连接到了 GSM 网络，可以正常使用了， 网络运营商为"CHINA MOBILE"（中国移动）。 www.alientek.comALIENTEK STM32开发板AN1504www.openedv.com开源电子网2015-4-12
    这些指令的使用示例可以参考《ATK-SIM900A GSM(GPRS)模块用户手册》2.3.3 节。 1.2.3 短信的读取与发送 使用 ATK-SIM900A 模块，我们可以很方便的进行中英文短信的读取与发送。短信的读取 与发送将用到的指令有：AT+CNMI/ AT+CMGF / AT+CSCS / AT+CSMP / AT+CMGR/AT+CMGS/ AT+CPMS 等 7 条 AT 指令。 AT+CNMI，用于设置新消息指示。发送：AT+CNMI=2,1，设置新消息提示，当收到新消 息，且 SIM 卡未满的时候，SIM900A 模块会通过串口输出数据，如：+CMTI: "SM",2，表示收 到接收到新消息，存储在 SIM 卡的位置 2。 AT+CMGF，用于设置短消息模式，SIM900A 支持 PDU 模式和文本（TEXT）模式等 2 种 模式，发送：AT+CMGF=1，即可设置为文本模式。 AT+CSCS，用于设置 TE 字符集，默认的为 GSM 7 位缺省字符集，在发送纯英文短信的 时候，发送：AT+CSCS="GSM"，设置为缺省字符集即可。在发送中英文短信的时候，需要发 送：AT+CSCS="UCS2"，设置为 16 位通用 8 字节倍数编码字符集。 AT+CSMP，用于设置短消息文本模式参数，在使用 UCS2 方式发送中文短信的时候，需 要发送：AT+CSMP=17,167,2,25，设置文本模式参数。 AT+CMGR，用于读取短信，比如发送：AT+CMGR=1，则可以读取 SIM 卡存储在位置 1 的短信。 AT+CMGS，用于发送短信，在"GSM"字符集下，最大可以发送 180 个字节的英文字符， 在"UCS2"字符集下，最大可以发送 70 个汉字（包括字符/数字）。 AT+CPMS，用于查询/设置优选消息存储器，通过发送：AT+CPMS?，可以查询当前 SIM 卡 最 大 支 持 多 少 条 短 信 存 储 ， 以 及 当 前 存 储 了 多 少 条 短 信 等 信 息 。 如 返 回 ： +CPMS: "SM",1,50,"SM",1,50,"SM",1,50，表示当前 SIM 卡最大存储 50 条信息，目前已经有 1 条存储 的信息。 以上就是短信读取与发送需要用到的一些 AT 指令，这些指令的使用示例可以参考 《ATK-SIM900A GSM(GPRS)模块用户手册》2.3.4 节。 为方便实现中英文短信的读取与发送，本文档例程采用文本模式（AT+CMGF=1）、UCS2 编码字符集（AT+CSCS="UCS2"），这样电话号码和短信内容，全部是采用 UNICODE 编码的字 符串。在读取短信的时候，需要将模块返回的 UNICODE 编码字符串转换为 GBK/ASCII 码，以 便显示（我们的例程只支持 GBK/ASCII 编码的汉字/字符显示）。而在发送短信的时候，需要 将 GBK/ASCII 编码的电话号码和短信内容转换为 UNICODE 编码的字符串，发送给 ATK-SIM900A 模块，实现中英文短信的发送。 在《ATK-SIM900A GSM(GPRS)模块用户手册》2.3.4 节里面，我们使用了一个汉字 Unicode 互换工具的软件来实现汉字和 UNICODE 的互换，而在本文档例程里面，我们要在开发板液 晶上面显示短信内容，而液晶只支持 GBK 编码的汉字显示，所以我们需要一个 GBK/UNICODE 互换编码表，通过查表来实现 UNICDOE 和 GBK 的互换。这里我们利用 FATFS 提供的 cc936.c 里面的数组 uni2oem 来实现，不过为了节省空间，我们将该码表转换为：UNIGBK.BIN，并存 放到了外部 FLASH 芯片（这部分实现请参考《STM32 开发指南》第 46 章 汉字显示实验）， 通过 ff_convert 函数，我们可以实现 UNICODE 码和 GBK 码的互换，不过都是十六进制格式 的，但是 ATK-SIM900A 模块接受的 UNCODE 编码，都是采用字符串格式的形式，所以需要做 一下字符串/十六进制格式转换。 比如汉字“好”的 GBK 编码是 0XBAC3，我们需要先将其转换为 UNCODE 编码：0X597D， 然后再转换为 UNICODE 字符串”597D”，最后再发送给 ATK-SIM900A 模块，才可以正常使用。 而相反的，我们的程序在收到模块发过来的 UNICODE 字符串”597D”后，必须先将其转换为 www.alientek.comALIENTEK STM32开发板AN1504www.openedv.com开源电子网2015-4-12
    16 进制的 UNICODE 编码：0X597D，然后再将其转换为 GBK 编码：0XBAC3，最后送给汉字 显示函数，才能在 LCD 上面显示出“好”这个汉字。 1.2.4 GPRS 通信 ATK-SIM900A 模块内嵌了 TCP/IP 协议，通过该模块，我们可以很方便的进行 GPRS 数据 通信。本文档例程我们将实现模块与电脑的 TCP 和 UDP 数据传输。将要用到的指令有： AT+CGCLASS/AT+CGDCONT/ AT+CGATT/AT+CIPCSGP/AT+CIPHEAD /AT+CLPORT/AT+CIPSTART/ AT+CIPSEN/AT+CIPSTATUS/AT+CIPCLOSE/AT+CIPSHUT 等 11 条 AT 指令。 AT+CGCLASS，用于设置移动台类别。SIM900A 模块仅支持类别"B"和"CC"，发送： AT+CGCLASS="B"，设置移动台台类别为 B。即，模块支持包交换和电路交换模式，但不能同 时支持。 上下文标标志为 1，采用互联网协议（IP），接入点为"CMNET"。 AT+CGDCONT，用于设置 PDP 上下文。发送：AT+CGDCONT=1,"IP","CMNET"，设置 PDP AT+CGATT，用于设置附着和分离 GPRS 业务。发送：AT+CGATT=1，附着 GPRS 业务。 AT+CIPCSGP，用于设置 CSD 或 GPRS 链接模式。发送：AT+CIPCSGP=1, "CMNET"，设置为 AT+CLPORT，用于设置本地端口号。发送：AT+CLPORT="TCP","8888"，即设置 TCP 连接 GPRS 连接，接入点为”CMNET”。 AT+ CIPHEAD，用于设置接收数据是否显示 IP 头。发送：AT+CIPHEAD=1，即设置显示 IP 头，在收到 TCP/UDP 数据的时候，会在数据之前添加如：+IPD:28，表示是 TCP/UDP 数据， 数据长度为 28 字节。通过这个头，可以方便我们在程序上区分数据来源。 本地端口号为 8888。 "TCP","113.111.214.69","8086"，模块将建立一个 TCP 连接，连接目标地址为：113.111.214.69， 连接端口为 8086（这个 IP 和端口得根据实际情况确定），连接成功会返回：CONNECT OK。 AT+CIPSEND，用于发送数据。在连接成功以后发送：AT+CIPSEND，模块返回：>，此时 可以输入要发送的数据，最大可以一次发送 1352 字节，数据输入完后，同发短信一样，输 入十六进制的：1A（0X1A），启动发送数据。在数据发送完成后，模块返回：SEND OK，表 示发送成功。 AT+CIPSTART，用于建立 TCP 连接或注册 UDP 端口号。发送： AT+CIPSTART= AT+CIPSTATUS，用于查询当前连接状态。发送：AT+CIPSTATUS，模块即返回当前连接状 态。 AT+CIPCLOSE，用于关闭 TCP/UDP 连接。发送：AT+CIPCLOSE=1，即可快速关闭当前 TCP/UDP 连接。 AT+CIPSHUT，用于关闭移动场景。发送：AT+SHUT，则可以关闭移动场景，关闭场景后 连接状态为：IP INITIAL，可以通过发送：AT+CIPSTATUS，查询。另外，在连接建立后，如果 收到：+PDP: DEACT，则必须发送：AT+CIPSHUT，关闭场景后，才能实现重连。 以上就是 GPRS 通信（TCP/UDP）将要用到的一些 AT 指令的简介，这些指令的使用示例 可以参考《ATK-SIM900A GSM(GPRS)模块用户手册》2.3.5 节。 另外，要实现模块与电脑的 GPRS 通信，需要确保所用电脑具有公网 IP，否则无法实现 通信，推荐在 ADSL 网络下进行测试，并最好关闭防火墙/杀毒软件。 对于 ADSL 用户（没用路由器），直接拥有 1 个公网 IP，你可以通过百度，搜索：IP，第 一个条目，就是本机 IP，如图 1.2.4.1 所示： www.alientek.comALIENTEK STM32开发板AN1504www.openedv.com开源电子网2015-4-12
    图 1.2.4.1 百度得到的本机公网 IP 该 IP 将与你的电脑 IP（双击本地连接图标支持选项卡，即可查看）是一致的。 对与使用了路由器的 ADSL 用户，那么电脑 IP 与你百度到的公网 IP 是不一样的，如图 1.2.4.2 所示： 图 1.2.4.2 经过路由器后的电脑 IP 可以看到，我们电脑 IP 为 192.168.1.107，与公网 IP 不一致，此时我们需要对路由器进 行一下转发规则设置：登录路由器控制页面，然后选择转发规则DMZ 主机，如图 1.2.4.3 所示： 图 1.2.4.3 转发规则设置值 然后设置启用 DMZ 主机，并设置 DMZ 主机 IP 地址为所用电脑的 IP 地址，本机 IP 为： 192.168.1.107，如图 1.2.4.4 所示： www.alientek.comALIENTEK STM32开发板AN1504www.openedv.com开源电子网2015-4-12
    图 1.2.4.4 设置 DMZ 主机 然后保存。这样，我们就把内网 IP（192.168.1.107）映射到了外网，相当于经过路由器 的电脑，拥有了一个公网 IP。 最后，我们在电脑上，还需要用到一个软件：网络调试助手，来协助验证 GPRS 通信， 该软件启动界面如图 1.2.4.5 所示： 该软件的使用非常简单，我们将在第四节配合我们的例程向大家介绍该软件的使用。 图 1.2.4.5 网络调试助手启动界面 www.alientek.comALIENTEK STM32开发板AN1504www.openedv.com开源电子网2015-4-12
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