基于GSM短消息模式的生理参数远程传输

【关键词】短消息；ＴＣ３５ｉ模块；生理参数
【中图分类号】ＴＮ９２
【文献标识码】Ａ
【文章编号】１００２—０８０２（２００８）１２—０２７７—０３
Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，Ｒｅｍｏｔｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＧＳＭ Ｓｈｏｒｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｍｏｄｅｌ
ＰＥＮＧ Ｇｕｉ－１ ｉ。，ＬＩＵ Ｚｈｉ—ｇｕｉ。，ＷＡＮＧ Ｃａｉ－ｆｅｎｇ⑦，ＬＩ Ｊｉｎｇ。 （（Ｉ）Ｄｅｐｔ．ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｉａｎｊｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ。Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３８４，Ｃｈｉｎａ： ②Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉａｎｙａｎｇ Ｓｉｃｈｕａｎ ６２１０１０。Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍｏｂｉ ｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＧＳＭ ＳＭＳ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｕｓｅｄ
ｉｎ ｍａｎｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｉｅｍｅｎｓ ＴＣ３５ｉ ｍｏｄｕｌｅ，ｔｈｅ ＧＳＭ ＳＭＳ ｉｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｍｏｔｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ ｏｆ ＴＣ３５ｉ ｍｏｄｕｌｅ，ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ＧＳＭ ｍｏｄｕｌｅ ｉｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｓｅｒｉａｌ ｐｏｒｔ．Ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅｓ ｔｈｅ ＧＳＭ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＡＴ ｃｏｍｍａｎｄ，ａｎｄ ｔｈｕｓ ｒｅａｌｉｚｅｓ ＳＭＳ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ．
１ ＧＳＭ远程通信总体设计思路
对于所研究人体参数远程监测系统，＿丰要是利用了ＧＳＭ 网络中的短消息模式，将采集到的数据通过ＳＭＳ形式进行 远程的传输，达到对人体生理参数监控的目的。
目前，ＧＳＭ拥有用户数鼍庞大，覆盖范围广大，通信 质量稳定可靠。利用短消息进行远程监测，传送数据具有很 多优势。短消息采用存储、转发的通信模式，可靠性高，它 无需申请新的频率点，干扰少，无通信盲区，易于操作，不 受空间地点的约束，显然这种监控系统的应用极其广泛，其 框图如图１所示。
模
块
通
监
信 ２３２串ｆ 控
模
系
块
统
统
图１ ＧＳＭ远程通信
２ ＧＳＭ通信模块硬件设计
２．１ ＴＣ３５ｉ模块硬件设计 蜂窝通信引擎ＴＣ３５ｉ模块是Ｓｉｅｍｅｎｓ公司推出的最新无
线通信ＧＳＭ通信模块【卯。功能上与ＴＣ３５兼容，它设计小巧、 功耗很低，ＴＣ３５ｉ 与 ＧＳＭ２／２＋兼容， 双频
（ＧＳＭ９００／ＧＳＭｌ８００）、ＲＳ２３２数据口，符合ＥＴＳＩ标准
［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ＧＳＭ ｓｈｏｒｔ ｍｅｓｓａｇｅ；ＴＣ３５ｉ ｍｏｄｕｌｅ；ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
０引言
远程通信实现的方法分为有线和无线两种【ｌｌ。ＧＳＭ网络 通信技术就是属于无线远程通信的一种，它已经在全球获得 了巨人的成功，其广阔的覆盖范围和良好的漫游性、安全性， 再加上各种基于ＧＳＭ的数据传输技术的不断发展，使得在 ＧｓＭ上进行数据通信成为在３Ｇ（第三代移动通信的简称） 到来之前最好的一种手段１２１。
万方数据
２６，只需要直接输入数值２６即可，完成发送任务。
图３系统流程
４结语
实现本对文采利集用到现的有人成体型生的理Ｇ参ＳＭ数网的络发技送术。，采通用过了短Ｉ消惝息２２的１完方成式
发送短消息流程： 首先要设置短信中心地址，其指令是ＡＴ＋ＣＡＳＣ＝各短信 中心号码； 其次要设置发送短消息模式，其指令是ＡＴ＋ＣＭＧＦ＝０， ０代表发送的格式是文本格式，如果为１时，表示发送格式 为ＰＤＵ格式； 再次设置短消息发送的目标地址，其指令是ＡＴ＋ＣＭＧＳ＝ 目标地址号码，当输入完这条指令后，就会提示要输入短消 息内容，可以利用中断模式打开串口通信，把测量到的人体 生理参数的数值写入发送区； 最后设置发送命令，以Ｃｔｒｌ＋Ｚ结束，它的ＡＳＣＩＩ值为
（１）电源管脚为１～１４脚，其中１～５为电源电压输 入端Ｖｂａｔｔ＋，６～１０为电源地ＧＮＤ，１ｌ、１２充电引脚，１３ 对外输出电压，１４为ＡＣＣｕ——＿ＴＥＭＰ接负温度系数的热敏
波特率在３００ｂｐｓ～１１５ｋｂｐｓ之间可选，支持标准的ＡＩＴ命令 集。通过这一接口可以用ＡＴ命令切Fra Baidu bibliotek操作模式，可以使它 处于语音、数据、短消息或传真模式【８１。
ＴＣ３５ｉ共有４０个引脚，通过一个ＺＩＦ（ＺｅｒｏＩｎｓｅｒｔｉｏｎＦｏｒｃｅ）ＴＣ３５ｉ的数据输入／输｝Ｈ接口实际上是一个串行异步收
连接器引出。这４０个引脚可以划分为５类，即电源、数据
发器，它符合ＩＴｕ．ＴＲＳ２３２接口标准，同样支持ＲＳ２３２Ｃ串
输入／输出、ＳＩＭ卡、音频接Ｕ和控制。
口，它有同定的参数，８位数据位和１位停止位，无校验位，
ＴＣ３５ｉ模块进行发送短消息的功能，主要是把从人体参 数远程监测装置测量出来的数值，利用串口通信传输到ＧＳＭ 模块中，然后利用ＰＤＵ格式进行短消息的远程传输。
要初始化单片机和ＴＣ３５ｉ模块，主要的操作是检查单 片机与ＴＣ３５ｉ的串口连接好了没有，检测ＴＣ３５ｉ模块是否可 以通过单片机进行识别。检测完毕后，证明模块可以正常使 用，然后调用ＡＴ指令，进入短消息发送程序，把采集到的 数据通过ＰＤＵ格式进行远程传输，发送完成后，还要检查 是否发送成功，如果发送成功结束，发送失败的话重新发送。
（１）发送短消息的编码方式 ＰＤＵ的格式为：ＳＣＡＰＯＭＲＤＡＰＩＤＤＣＳＶＰＵＤＬＵＤ ＳＣＡ：服务中心地址；ＦＯ：文件字节头，一般为ｌｌ； ＭＲ：短消息参数，一般为ｏｏ； ＤＡ：目的地址，一般指手机号码；ＰＩＤ：协议指示标志， 一般为００； ＤＣＳ：数据编码方案；ＶＰ：有效期限，ｏｏ表示５分钟； ＵＤＬ：用户数据长度。
由于手机的接口不易和单片机和ＰＣ机相连【引，一些大 的通信公司推出新的ＧＳＭ通信模块，这些通信模块内部集 成了全部手机功能和一些手机以外的功能，接口容易、使用 方便，大大缩短了系统的开发周期１４Ｊ。
收稿ｒＩ期：２００８—０４－１６。 基企项日：四川省科技厅科技攻关项目，（编号：０４ｓ９０２２－００９）。 作者简介：彭桂力（１９８Ｉ一），男，硕上研究乍。助教。从事生物医学的生理仪器仪表的开发和研制；刘知贵（１９６６一），男，教授，博上．ｔ要
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图２ ＴＣ３５ｉ外围电路
电阻； （２）数据输入，输出管脚为１６～２３脚，分别为ＤＳＲ０、
所以，设计了一个串口电路来进行数据的传输，需要 ＭＡＸ３２１ １实现逻辑电平的转换，进行电平转换。
ＲＪＮＧＯ、ＲＸＤ０、ＴＸＤ０、ＣＴＳ０、ＲＴＳ０、ＤＴＲ０和ＤＣＤ０； （３）ＳＩＭ卡引脚为２４～２９脚，分别为ＣＣＩＮ、ＣＣＲＳＴ、
３ ＧＳＭ通信模块软件设计
（２）接收短消息的编码方式 ＰＤＵ的格式为：ＳＣＡ ＦＯ ＯＡ ＰＩＤ ＤＣＳ ＳＣＴＳ
ＵＤＬ ＵＤ
ＳＣＡ：服务中心地址；ＦＯ：文件字节头，一般为０４： ＯＡ：发送方地址；
ＰＩＤ：协议指示标志，一般为００；ＤＣＳ：数据编码方案； ＳＣＴＳ：短消息中心时间戳；
ＵＤＬ：用户数据长度：ＵＤ：用，＿数据域。 ３．３系统整体流程（见图３）
【摘要】随着移动通讯技术的发展，ＧＳＭ短消息技术已运用在许多监控系统中。本文基于西门子公司的ＴＣ３５ｉ模块，采
用ＧＳＭ短消息的方式，对测量到的人体生理参数进行远程的传输。根据ＴＣ３５ｉ模块的工作方式，设计出接口电路，利用串口
对ＧＳＭ模块进行控制，利用ＡＴ指令完成对ＧＳＭ模块的软件编程，实现短消息无线传输的功能。
利用ＧＳＭ技术将采集到的人体生理参数数据进行无线 远程传输，达到实时监控的目的，这对家庭医疗保健工程， 社区医疗监控系统，医院监控系统都有着蘑大的意义。基于 ＧＳＭ技术的人体生理参数远程监测系统在不久的将来将走 进人们的生活之中，服务于干家万户，成为生活中不可缺少 的保健医生。目前，国内外都在进行远程医疗的研究，其发 展前景是十分巨大的。
２００８年第１２期，第４１卷 总第２０４期
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Ｖ０１．４１，Ｎｏ．１２，２００８ Ｎｏ．２０４，Ｔｏｔａｌ １Ｙ
基于ＧＳＭ短消息模式的生理参数远程传输
彭桂力ｏ， 刘知贵。， 王彩峰ｏ， 李 靖。
（①天津城市建设学院电子与信息工程系，天律３００３８４；②四川绵阳西南科技大学信息工程学院， 四川绵阳６２１０１０）
从事自动控制理论、计算机技术及其应用研究；工彩峰（１９８０一），女。硕十研究生，从事生物医学的生理仪器仪表的开发和研制及 蓝牙通信技术；李嫡（１９８２一），女。硕士研究生，从事生物医学的生理仪器仪表的开发和研制。
２７７
万方数据
照
ＧＳ
ＧＳ
ＰＣ
片
Ｍ
Ｍ
机
检
测 对 象
机 ￥２３２出 榆
测 系
通 ＳＭ网 信
线ＩＧＴ（Ｉｇｎｉｔｉｏｎ），３０为ＲＴＣ ｂａｃｋｕｐ。３１为Ｐｏｗｅｒ ｄｏｗｎ， ３２为ＳＹＮＣ，当ＴＣ３５ｉ通电后必须给ＩＧＴ一个大于１００ｍｓ 低电平，模块才启动，所设计的电路中利用了四二输出的与 ｑｌ：ｆｌ ＣＤ４０１ＩＢＭ来启动ＧＳＭ模块。 ２．２ ＧＳＭ通信模块串口电路设计
远端系统通信，发起或应答一个呼叫【¨ｏ】。用户可以通过ＡＴ 命令来进行呼叫、短信、电话本、数据业务、补充业务、传 真等方面的控制。
ＣＣＩＯ、ＣＣＣＬＫ、ＣＣＶＣＣ和ＣＣＧＮＤ： （４）音频接口为３３～４０脚，用来接电话手柄，进行
３．１ ＡＴ指令介绍 ＡＴ指令集足调制解调器通信接口的工业标准，ＡＴ指令
通话；
是调制解调器可以识别并执行的命令。ＡＴ命令简单、容易
（５）控制部分管脚为１５、３０、３ｌ和３２脚，１５为点火
掌握，使用它可以配置调制解调器，配合通信软件工作，与
ＧＳＭ０７０７和ＧＳＭ０７０５，并且易于升级为ＧＰＲＳ模块，ＴＣ３５ｉ 外围电路见图２。向用户提供了标准的ＡＴ命令接口，可以 快速安全可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息 服务（Ｓｈｏｒｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ）和传真，方便用户设计。
ＴＣ３５ｉ模块主要特性与技术指标【＂１： 频段为双频ＧＳＭ９００和ＧＳＭｌ８００；高集成度，体积小 （５４．５＊３６＊３．６）ＩＴＩＩＴＩ｜ 支持语音、数据、短消息和传真；单电源供电，电源电 压３．３～４．８Ｖ： 可选波特率３００ｂ／ｓ～１１５ｋｂ／ｓ，动波特率４．８～１１５ｋｂ／ｓ： 正常工作温度．２０。Ｃ～８５。Ｃ，存放温度．３０。Ｃ～８５。Ｃ； ＳＩＭ卡电压为３ＷＩ．８Ｖ： 电流消耗——林眠状态３．５ｍＡ，空闲状态为２５ｍＡ，放 射状态为３００ｍＡ。
ＡＴ命令是Ｈａｙｅｓ公司开发的控制调制解调器功能的操 作和使用命令。通过串口发送ＡＴ命令，可实现对ＴＣ３５ｉ无
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万方数据
线模块的控制。 ３．２ＰＤＵ编码介绍
ＰＤＵ模式不仪支持英文短信，也能发送中文短信。ＰＤＵ 模式收发短信可以使用３种编码：７－ｂｉｔ、８－ｂｉｔ和ＵＣＳ２编码。 ＰＤＵ相当于一个数据包，它由构成短消息的信息组成。作为 一种数据单元，它必须包含源和目的地址、保护有效时间、 数据格式、协议类型和正文。ＰＤＵ串不仅包含可显示的消息 本身，还包含很多其它信息，如ＳＭＳ服务中心号码、目标号 码、咧复号码、编码方式和服务时间等。发送和接收的ＰＤＵ 串，结构是不完全相同的。下面介绍短消息的ＰＤＵ编码方式。