无线传输技术及应用.

无线传输技术及应用

本选修课根据社会的实际需要，无线传输技术远程操作方便的特点，选择了

TC35i无线传输方案。

一．课题用途：

在工业方面：操作员用手机和电脑远距离监测、操作和控制工厂的设备。在农业方面：进行植物生长发育的远程控制。在生活方面：进行远程的LED宣传语控制。

二．课题方案：

用传感器接收要测的数据，传到单片机上，通过TC35i通信模块传输数据到操作人员的手机或者电脑上，操作人员也可以通过现场的上位机进行监测和操作。

三.无线通信模块：

3.1 TC35I介绍

TC35i新版西门子工业GSM模块是一个支持中文短信息的工业级GSM模块,

TC35i由供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口等6部分组成。作为

TC35i的核心基带处

理器主要处理GSM终端内的语音和数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有模拟和数字功能。

TC35i模块工作在EGSM900和GSM1800双频段,电源范围为直流3.3～4.8V ,电流消耗—休眠状态为3.5mA，空闲状态为25mA，发射状态为300mA(平均)，2.5A 峰值；可传输语音和数据信号, 功耗在EGSM900(4类)和GSM1800(1类)分别为

2W和1W ,通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线。SIM电压为3V/1.8V，TC35i的数据接口(CMOS电平)通过AT命令可双向传输指令和数据,可选波特率为300b/s～115kb/s , 自动波特率为1.2kb/s～115kb/s。它支持Text 和PDU格式的SMS(Short Message Service,短消息),可通过AT命令或中断信号实现重启和故障恢复。其内部结构如图所示：

TC35i模块内部结构图

3.2 TC35i硬件设计

1.发射端

发射端的模块TC35i模块有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)连接器引出。这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。TC35i的第1～5引脚是正电源输入脚采用+4.2V，第6～10引脚是电源地。15脚是启动脚IGT，它与89C51的P1.3口相接，给IGT加一个大于100ms的低脉冲, 使TC35i进入工作状态。18脚RxD0通过2.2K电阻隔离和单片机的第11脚TXD相连；19脚TxD0为TTL的串口通讯脚，通过2.2K 电阻隔离和单片机的第10脚RXD相连。TC35i使用外接式SIM卡, 24～29为SIM卡引脚，SIM卡同TC35i是这样连接的:SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通过SIM卡阅读器与TC35i的同名端直接相连，ZIF连接座的CCIN引脚用来检测SIM卡是否插好，如果连接正确，则CCIN引脚输出高电

平，否则为低电平。 TC35i的第32脚SYNC引脚有两种工作模式，一种是指示发射状态时的功率增长情况，另一种是指示TC35i的工作状态，可用AT命令AT+SYNC进行切换。本模块32脚与单片机的P1.2脚连接，使用的是后一种工作状态。其电路图如图所示：

TC35i与89C51的接线图

该设计中有三个难点，即TC35i的启动问题，电源问题，SIM卡问题，电平转换问题。

在TC35i的启动电路中，必须满足下图所示的电平关系，而在一般的的设计中采用施密特触发器等延时一段时间。在给高电平，以达到启动TC35i

的目的，电路结构复杂，稳定

性差，本设计中采用单片机的P1.3，利用单片机的延时，启动TC35i,结构简单，性能稳定。

TC35i启动电路中的电平关系

2.电源部分

电源采用开关型高性能微波电路专用芯片LM2941CS，左边第一引脚是电压调整端，提供1.28V的基准电压，可以通过两个电阻的分压比灵活改变输出电压，本设计采用4.2V电压。第二引脚是控制端，高电平时关闭模块，低电平时模块正常工作，第三脚是地，第四脚是电压输入端，第五脚是电压输出端。

图4-4 LM2941CS实物图

3.SIM卡电路

SIM卡电路如下图4-5所示： 0.1uF0.1uF1uF

SIM

VCCRSTCLKGNDVPPI/O

图4-5 SIM卡电路图

4.电平转换部分

TC35i的数据通信电路主要完成短消息收发、与单片机通信、软件流控制等功能。由于TC35i采用5V供电，单片机是用3.3V供电，要考虑俩者间的电平关系。本课程采用串电阻的方法解决电平转换问题。

4.1短消息部分

SMS(Short Message Servie)短信息服务是GSM系统中提供的一种GSM端(手机)之间，通过服务中心(Servi CeCenter)进行文本信息收发的应用服务，服务中心完成信息的存储和转发功能。

GSM模块是传统调制解调器与GSM无线移动通信系统相结合的一种数据终端，因此也叫无线调制解调器。GSM模块网络传输部分由于GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，无需另外组网，在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵建网费用和维护费用。利用GSM短信息系统进行无线通信还具有双向数据传输功能，性能稳定，为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。TC35i通信模块具备GSM无线通信的全部功能，并提供标准的UART串行接口，支持GSM07.05所定义的AT命令集的指令。因此，MCU能够非常方便地通过UART接口与GSM模块连接，并直接使用AT命令就可以方便简洁地实现短信息的收发、查寻和管理。

1.短消息定义

短消息业务分为两种:一种是点对点短消息(SMS一PP)，在用户之间传送信息;另一种是小区广播短消息(SMS一CB)，类似于现在的寻呼，定期在一定的区域内重复广播交通流量、天气状况等信息。不同于寻呼机的是短消息是一种双向通信，GSM系统提供的短消息业务可以让网络端知道被叫方

是否收到所发的消息;如果传送失败，被叫方没有回答确认消息，网络会保留所传的消息，一旦网络发现被叫方能够被叫通时，就可以重发消息以确保被叫方能够收到，而且主叫方还能够知道发送是否成功。

短消息通信仅限于一个消息，换言之，一个消息的传输就构成了一次通信。因此，业务是非对称的，一般认为移动起始短消息传输与移动终接短报文传输是两回事。这并不阻碍实时对话，但系统认为不同的消息彼此独立，消息的传输总是由处于GSM外部的短消息服务中心(SMSC)进行中继，消息有目的地或起源地但只与用户和SMSC有关，而与其他GSM基础设施无关。短消息提供了一种小数