Gsm модуль подключение к микроконтроллеру. Как установить GSM модуль для управления сигнализацией StarLine A93. Описание модуля SIM900
Рассмотрим как связать Адруино с GSM модулем SIM800L. Существуют GSM шилды специально для Ардуино, но по цене они достаточно дороги, потому решил приобрести бюджетный вариант. Статья может быть полезна так же для подключения модуля SIM900, NEOWAY M590, и некоторых сотовых телефонов. Неудобный нюанс в том, что этот модуль требует нестандартное для Ардуино питание 3.7В, поэтому запитывать пришлось отдельно через понижающий преобразователь напряжения.
Подключение
Для подключения я использовал следующие компоненты:
- Контроллер Arduino UNO R3 + USB кабель
- GSM модуль SIM800L (питание от 3.7В до 4.2В)
- Преобразователь напряжения понижающий (DC-DC step-down converter)
- Батарея 12В (или любой источник питания от 6В до 20В)
- Соединительные провода
Соединяем Ардуино с компьютером через USB кабель.
Даем питание к GSM модулю от батареи 12В через преобразователь:
- от 12В "минус" идет на ардуино в "GND", от "GND" в преобразователь напряжения во "входящий минус".
- от 12В "плюс" идет в преобразователь напряжения во "входящий плюс".
Возникает вопрос: можно ли подать питание от самой Ардуино от 5В? Напрямую не рисковал бы. Но можно подобрать диод или стабилизатор напряжения.
Перед подключением к преобразователю напряжения необходимо его настроить выставив выходное напряжение на любое в диапазоне 3.7В - 4.2В. От преобразователя напряжения выходящие контакты подключаем к GSM модулю, соблюдая полярность.
TX и RX контакты на GSM модуле соединяем с 2 и 3 цифровыми контактами на Ардуино. Если необходимо подключить несколько GSM модулей к Arduino, то используйте другие пины и прописывайте в скетче через SoftwareSerial.
Скетч
#include <SoftwareSerial .h> SoftwareSerial mySerial(2, 3); // RX, TX void setup () { Serial .begin (19200); //Скорость порта для связи Arduino с компьютером Serial .println ("Goodnight moon!" ); mySerial.begin (19200); //Скорость порта для связи Arduino с GSM модулем mySerial.println ("AT" ); } void loop () { if (mySerial.available ()) Serial .write (mySerial.read ()); if (Serial .available ()) mySerial.write (Serial .read ()); }Процедура для отправки СМС
void sms (String text , String phone ) { Serial . println ("SMS send started" ) ; mySerial . println ("AT+CMGS=\"" + phone + "\"" ) ; delay (1000 ) ; mySerial . print (text ) ; delay (300 ) ; mySerial . print ((char ) 26 ) ; delay (300 ) ; Serial . println ("SMS send finish" ) ; delay (3000 ) ; }Процедуру добавлять в конец скетча и вызывать её из основного цикла так: sms(String("текст СМС на англ."),String("+791212345678"));
Проверка
Включаем питание затем через монитор порта, выставив скорость 19200 и обязательно опцию "новая строка".
Вводите команду "ATI" и нажмите ENTER. Должна появиться информация от модели модуля.
Пробовал отправить на модуль СМСку через бесплатный сервис от Теле2, приходят непонятные строки. Пробовал в модуле сменить кодировки. Вопрос пока не решен.
Видео
Не так давно друг предложил мне работу, связанную с созданием прошивки для микроконтроллера, который должен был связываться с сервером при помощи GSM-модуля SIM900D . Ранее я с программированием микроконтроллеров дела не имел, да и на C программировал последний раз в студенческие времена, но любопытство перевесило и я принялся за работу. Документация по данной железке присутствует в интернете, однако хороших примеров работы с TCP/IP в коде найти не удалось. Ничего не оставалось, кроме как обложиться документацией, запастись сигаретами и чаем и приступить к лавированию между граблями. А граблей оказалось немало. Собственно, поэтому я и написал эту статью - чтобы другим было легче.
Что было нужно
Требовалось написать код, который мог бы инициализировать GSM-модуль, устанавливать подключение с сервером, получать и отправлять произвольные данные, проверять состояние подключения и работать без сбоев. А также быть достаточно компактным, чтобы уместиться в ограниченной памяти микроконтроллера и оставить место для основной функциональности и еще чуть-чуть про запас.Что получилось в итоге
Получился код на C, который может все, что было нужно. Из-за требований компактности, разбирать ответы и генерировать строки пришлось при помощи своего кода, который даже стыдно показать честному народу. Поэтому рекомендую всем использовать для этих целей регулярные выражения. Свой код я тоже собираюсь перевести на легковесный движок регулярных выражений, но уже после создания полнофункциональной прошивки.Код требует функций/макросов для работы с последовательным портом, а также наличия функций memset и memcpy. Так что его с относительной легкостью можно перенести на другую платформу, не зацепив по пути кучу библиотек.
И как оно выглядит?
Программирование и тестирование проводилось под Windows 7. Код, полученный в результате, стал основным материалом для этой статьи. Я не стану приводить код полностью и комментировать его, а вместо этого покажу алгоритм настройки и работы с GSM-модулем.Функции, которые требуются коду:
- uint16_t init_serial_port(char *port_name) Эта функция настраивает указанный последовательный порт. Под Windows.
- uint16_t puts_serial(uint8_t *buffer, uint16_t size) А эта пишет строку байт в этот порт.
- gets_serial(uint8_t *buffer, uint16_t size) Эта, соответственно, читает строку байт из последовательного порта.
- init_gprs() & stop_gprs() Соответственно инициализируют и вырубают GSM-модуль.
- uint16_t connect_gprs(uint8_t index, uint8_t mode, char *address, char *port) Устанавливает подключение с сервером. Стоит отметить, что модуль умеет работать с протоколами TCP и UDP как в качестве клиента, так и будучи клиентом. Поддерживается максимум 8 одновременных подключений.
- uint16_t close_gprs(uint8_t index) Закрывает указанное подключение.
- uint16_t send_gprs(uint8_t index, uint8_t *buffer, uint16_t size) Отправка сообщения через указанное подключение.
- uint16_t recv_gprs(uint8_t index, uint8_t *buffer, uint16_t size) Получение сообщения. Неблокирующая функция, что значит она не будет ждать появления данных в потоке, а вернет управление, если получать нечего. Стоит отметить, что такое поведение реализовать проще, чем блокирующее.
Как работать с последовательным портом
Это достаточно просто. Под целевой микроконтроллер есть макросы для отправки/получения данных через USART , но так как отлаживать такой код проще со стационарного компьютера, мне была предоставлена связка из переходника USB<->USART и GSM-модуля. Оставалось только научиться работать с последовательным портом под Windows. Это оказалось просто. Вкратце, последовательный порт представляется в ОС обычным файлом, передача информации осуществляется функциями ReadFile и WriteFile . Нужно только установить кое-какие параметры при помощи функций SetCommTimeouts и SetCommState .Вот как выглядит функция инициализации порта:
uint16_t init_serial_port(char *port_name)
{
COMMTIMEOUTS timeouts;
DCB parameters;
int result;
serial_port_handle = CreateFile(port_name, // "\\\\.\\COMx"
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
0, // Значения последующих параметров фиксированы при работе с портом
NULL,
OPEN_EXISTING,
0,
NULL);
if (serial_port_handle == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
printf("Error opening a serial port!\n");
return 1;
}
// Максимальное время между чтением двух байт подряд
timeouts.ReadIntervalTimeout = 100;
// Следующее значение умножается на количество читаемых из порта символов
timeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;
// и прибавляется к этому значению, получается максимальное время на выполнение
// всей операции
timeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 1000;
// Значение то же, что и у предыдущих двух параметров, однако таймаут считается на запись.
timeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 0;
timeouts.WriteTotalTimeoutConstant = 1000;
result = SetCommTimeouts(serial_port_handle, &timeouts);
if (result == 0)
{
printf("Error setting timeouts for serial port!\n");
close_serial_port();
return 1;
}
// В параметры порта занесены самые простые настройки - без контроля
// четности, без управления потоком, 1 стоп-бит.
memset(¶meters,0,sizeof(parameters));
parameters.DCBlength = sizeof(DCB);
GetCommState(serial_port_handle, ¶meters);
parameters.BaudRate = (DWORD)BAUD_RATE;
parameters.ByteSize = 8;
parameters.Parity = NOPARITY;
parameters.StopBits = ONESTOPBIT;
parameters.fAbortOnError = TRUE;
parameters.fDtrControl = DTR_CONTROL_DISABLE;
parameters.fRtsControl = RTS_CONTROL_DISABLE;
parameters.fBinary = TRUE;
parameters.fParity = FALSE;
parameters.fOutX = FALSE;
parameters.fInX = FALSE;
parameters.XonChar = (uint8_t)0x00;
parameters.XoffChar = (uint8_t)0xff;
parameters.fErrorChar = FALSE;
parameters.fNull = FALSE;
parameters.fOutxCtsFlow = FALSE;
parameters.fOutxDsrFlow = FALSE;
parameters.XonLim = 128;
parameters.XoffLim = 128;
result = SetCommState(serial_port_handle, ¶meters);
if (result == 0)
{
printf("Error setting serial port parameters!\n");
close_serial_port();
return 1;
}
return 0;
}
Как происходит общение с GSM-модулем
После того, как последовательный порт настроен, в него можно отправлять AT-команды. Первой командой должна быть последовательность "AT\r" , позволяющая модулю автоматически настроить скорость передачи по последовательному порту. Ответ, который можно получить после этого из порта, будет выглядеть как "AT\r\r\nOK\r\n" .Команда является простой строкой из ASCII-символов. Чтобы команду воспринял модуль, в ее конце нужно поставить символ перевода каретки "\r" . В ответ модуль передаст строку символов, состоящую из двух частей - команды, на которую модуль отвечает и отделенным от нее символами "\r\r\n" ответом, заканчивающимся символами "\r\n" . Чтобы было удобнее разбирать ответы я создал макрос, который устанавливает указатель на начало ответа в принимающем буфере. Если хочется вывести ответ в консоль, нужно добавить нулевой символ в конец принятого сообщения.
Void at_send(char *cmd, uint16_t size)
{
uint16_t result;
cmd = "\r";
result = puts_serial(cmd, size);
return;
}
uint16_t at_recv(uint8_t *buffer, uint16_t size)
{
uint16_t result;
result = gets_serial(buffer, size);
return result;
}
Примерно так и выглядят вспомогательные функции для отправки команды и получения ответа.
Инициализация модуля
Самая большая функция в коде отвечает за настройку модуля. При инициализации отправляется много AT-команд. Я опишу их в порядке посылки модулю. Специально не расписываю аргументы и варианты ответов подробно, ибо их можно найти в документации.- "AT+CPIN=pin-code" Как несложно догадаться, эта команда разблокирует SIM-карту путем ввода пин-кода. Чтобы проверить, требуется ли пин-код, можно использовать команду "AT+CPIN?" .
- "AT+CREG?" Эта команда возвращает статус регистрации модуля в сети. Нужно выполнять ее, пока модуль не ответит, что в сети он зарегистрирован.
- "AT+CGATT=1" Заставляет модуль подключиться к GPRS. Проверить, подключен ли он, можно командой "AT+CGATT?" .
- "AT+CIPRXGET=1" Включает получение данных, переданных через соединение, вручную. По умолчанию этот параметр отключен и данные передаются в последовательный порт сразу после получения. Это не слишком удобно, хотя и не критично - можно настроить модуль так, чтобы вместе с данными он передавал и заголовки IP, по которым можно определить, от кого был получен пакет. Я решил, что вручную данные получать проще и не ошибся. Как я понял, данная команда воспринимается только GSM-модулями SIM.COM.
- "AT+CIPMUX=1" По умолчанию модуль может устанавливать только одно подключение. Этот параметр включает возможность создавать несколько подключений. Отправка и прием данных будут отличаться только на один параметр - индекс подключения.
- "AT+CSTT="internet"" APN - Access Point Name, имя точки доступа для GPRS. Для моего провайдера выглядит именно так.
- "AT+CIICR" Устанавливает беспроводное подключение GPRS. Может занять некоторое время, так что ее нужно выполнять в цикле и проверять ответ.
- "AT+CIFSR" Возвращает IP-адрес модуля. Я использую ее чтобы проверить, подключен ли модуль к интернету.
- "AT+CDNSCFG="8.8.8.8","8.8.4.4"" Этой командой устанавливаются сервера DNS, которые будет использовать модуль.
- "AT+CIPSTATUS" Помимо данных о состоянии подключений эта команда дает информацию о том, готов ли модуль к установке соединений. Так что нужно проверить ее ответ.
Установка и разрыв подключений
Создание подключения производится командой "AT+CIPSTART=index,"mode","address","port"" .- index указывает порядковый номер подключения, может принимать значения от 0 до 7.
- mode определяет протокол, который будет использоваться соединением. Может быть «TCP» или «UDP».
- address задает адрес сервера. Если при настройке были указаны DNS-сервера, то можно использовать как IP-адрес, так и доменное имя.
- port задает порт сервера, с которым будет устанавливаться соединение.
В ответ на команду можно получить несколько вариантов ответов. Если все хорошо, то после стандартного "OK" через небольшой промежуток времени можно получить один из трех ответов:
- "index,ALREADY CONNECT" это значит, что подключение с заданным индексом уже установлено и стоит его поискать.
- "index,CONNECT OK" тут все очевидно.
- "index,CONNECT FAIL" означает, что возникли проблемы с установкой соединения.
Передача данных
Данные передаются командой "AT+CIPSEND=index,length" , где index указывает подключение, по которому нужно передать данные, а length задает длину пакета данных. Кстати, узнать MTU для каждого подключения можно при помощи команды "AT+CIPSEND=?" .Если все хорошо, то модуль в ответ на команду выдаст приглашение ">" , после которого нужно переслать в последовательный порт данные. Как только модуль получит количество байт, равное length , он скажет что-то типа "index,SEND OK" . Вообще, можно не использовать параметр length , однако в таком случае окончание пакета данных должно быть указано явно при помощи символа 0x1A , в терминале сочетание Ctrl+Z. Для передачи произвольных данных такой вариант, очевидно, не подходит.
Как видите, передача данных - процесс не слишком сложный. Поэтому переходим к самому интересному - приему данных.
Прием данных
Как только GSM-модуль принимает данные, он сигнализирует об этом, посылая в последовательный порт строку вида "+CIPRXGET:1,index\r\n" . Я честно не знаю, что означает единица, ибо данная функция модуля документирована достаточно слабо, но у меня она фигурирует во всех сообщениях о приеме пакета.Мне не доставляла радости мысль о том, что придется тем или иным образом отслеживать сообщения модуля. Однако, немного поигравшись с дебаггером, я выяснил, что никаких других асинхронных сообщений модуль не посылает, а также то, что после выполнения любой AT-команды это сообщение оказывается в начале буфера. Так как я составил макрос для отделения ответа от команды путем поиска подстроки "\r\r\n" , меня это никоим образом не задевало. Так что функция приема данных была реализована достаточно просто.
Так вот, принимать данные можно командой "AT+CIPRXGET=2,index,length" . Двойка означает режим приема, в данном случае байты просто высыпаются в последовательный порт. Можно также задать получение данных в виде HEX-текста, видимо, ради предотвращения конфликтов с программным управлением потоком . Мне это не потребовалось, ибо управление потоком я вообще не использую. Параметр length задает размер пакета данных, который мы желаем получить за один раз.
В ответ мы получим нечто вида "+CIPRXGET:2,index,received,excess\r\n__DATA__\r\nOK\r\n" . В поле received будет находиться количество байт, находящихся в пакете данных __DATA__ , а поле excess будет содержать количество байт, ожидающих своей очереди в буфере модуля. Так что если поле received равно нулю, можно с чистой совестью заявлять, что получать нечего. Собственно, пользуясь этим, я и реализовал неблокирующую функцию для приема данных.
В заключение
Настоятельно рекомендую перед написанием кода освоиться в AT-командах при помощи PuTTY , который прекрасно работает с последовательным портом.Надеюсь, информация из этой статьи поможет кому-нибудь написать код для своего SIM900. Вполне возможно, что принципы работы с GSM-модулем, изложенные выше, можно применить и к модулям других моделей, а, возможно, и производителей.
GSM модуль представляет собой беспроводное устройство (модем) для приема/передачи данных в сетях мобильной связи.
Neoway M590E - двухдиапазонный GSM-модуль без поддержки голосовой связи.
Технические характеристики:
Частотный диапазон
900/1800 МГц
Температурный диапазон
рабочий: -40...+85 °
Энергопотребление
напряжение питания: 3,3...4,8 В (номинальное 3,9 В)
Протоколы передачи данных
GPRS class 10
GPRS: максимальная скорость 48 кбит/с
SMS: прием/передача, точка-точка MO/MT, широковещательный режим
встроенный стек протоколов TCP/UDP/FTP/DNS: клиент TCP/UDP-сервера или M2M
Набор AT-команд
GSM 07.05, 07.07
Пришел мне недавно такой модуль, покупал у другого продавца, но он поднял цену. Это довольно старый и простой модуль. Сам модем какой то бывший в употреблении, это видно по фото, все остальное новое.
Все приходит россыпухой, остается все это спаять
Питание GSM-модуля
В мануале сказано, что при наличии в цепи питания конденсатора емкостью 1000 мкФ требование к источнику питания по току – 0,6А (при напряжении 3,9 В)
Не забудьте
вывод BOOT надо замкнуть на GND через резистор на 10 кОм, тогда при подаче питания, модуль включится.
Модуль управляется по UART с помощью AT-команд
Сам модуль можно использовать в домашней автоматике и системе умный дом, собрать на нем сигнализацию, можно подключить его к Arduino, принимать и отправлять СМС и управлять удаленно устройствами. Вобщем найти кучу применения, выходящей за рамки данного сайта. Модуль очень дешевый, к покупке рекомендую. Кто желает получить дополнительную информацию, ниже привожу ссылки.
Скачать
Описание и команды управления
Neoway M590 Hardware Design Manual V1.1
Neoway M590 AT Command Sets V3.0
GSM и GPRS модуль в проектах Ардуино позволяет подключаться к удаленным автономным устройствам через обычную сотовую связь. Мы можем отправлять команды на устройства и принимать информацию от него с помощью SMS-команд или через интернет-подключение, открытое по GPRS. В этой статье мы рассмотрим наиболее популярные модули для Arduino, разберемся с подключением и рассмотрим примеры программирования.
Модули GSM GPRS
GSM модуль используется для расширения возможностей обычных плат Ардуино – отправка смс, совершение звонков, обмен данными по GPRS. Существуют различные виды модулей, наиболее часто используемые – SIM900, SIM800L, A6, A7.
Описание модуля SIM900
Модуль SIM900 используется в различных автоматизированных системах. С помощью интерфейса UART осуществляется обмен данными с другими устройствами. Модуль обеспечивает возможность совершения звонков, обмен текстовыми сообщениями. Работа модуля релизуется на компоненте SIM900, созданным фирмой SIMCom Wireless Solution.
Технические характеристики:
- Диапазон напряжений 4,8-5,2В;
- В обычном режиме ток достигает 450 мА, максимальный ток в импульсном режиме 2 А;
- Поддержка 2G;
- Мощность передачи: 1 Вт 1800 и 1900 МГц, 2 Вт 850 и 900 МГц;
- Имеются встроенные протоколы TCP и UDP;
- GPRS multi-slot class 10/8;
- Рабочая температура от -30С до 75С.
С помощью устройства можно отслеживать маршрут транспорта совместно с ГЛОНАСС или GPS устройством. Возможность отправки смс-сообщений используется в беспроводной сигнализации и различных охранных системах.
Описание модуля SIM800L
Модуль выполнен на основе компонента SIM800L и используется для отправки смс, реализации звонков и обмена данными по GPRS. В модуль устанавливается микро сим карта. Устройство обладает встроенной антенной и разъемом, к которому можно подключать внешнюю антенну. Питание к модулю поступает от внешнего источника либо через DC-DC преобразователь. Управление осуществляется с помощью компьютера через UART, Ардуино, Raspberry Pi или аналогичные устройства.
Технические характеристики:
- Диапазон напряжений 3,7В – 4,2В;
- Поддержка 4х диапазонной сети 900/1800/1900 МГц;
- GPRS class 12 (85.6 кБ/с);
- Максимальный ток 500 мА;
- Поддержка 2G;
- Автоматический поиск в четырех частотных диапазонах;
- Рабочая температура от –30С до 75С.
Описание модуля A6
Модуль A6 разработан фирмой AI-THINKER в 2016 году. Устройство используется для обмена смс-сообщениями и обмена данными по GPRS. Плата отличается низким потреблением энергии и малыми размерами. Устройство полностью совместимо с российскими мобильными операторами.
Технические характеристики:
- Диапазон напряжений 4,5 – 5,5В;
- Питание 5В;
- Диапазон рабочих температур от -30С до 80С;
- Максимальное потребление тока 900мА;
- GPRS Class 10;
- Поддержка протоколов PPP, TCP, UDP, MUX.
Модуль поддерживает карты формата микросим.
Описание модуля A7
A7 является новейшим модулем от фирмы AI-THINKER. По сравнению со своим предшественником A6 имеет встроенный GPS, позволяющий упрощать конструкцию устройства.
Технические характеристики:
- Диапазон рабочих напряжений 3,3В-4,6В;
- Напряжение питания 5В;
- Частоты 850/900/1800/1900 МГц;
- GPRS Class 10: Макс. 85.6 кбит;
- Подавление эха и шумов.
Устройство поддерживает микросим карты. Модуль поддерживает обмен звонками, обмен смс-сообщениями, передачу данных по GPRS, прием сигналов по GPS.
Где купить GSM модули для ардуино
Традиционно, прежде чем начать, несколько советов и полезных ссылок на продавцов Aliexpress.
| Очень качественный модуль KEYES SIM900 GSM GPRS |
 Модуль SIM800C для ардуино от проверенного поставщика
|
 Шилд для разработки, совместимый с Ардуино, на базе модуля SIM900 GPRS/GSM
|
 Недорогой модуль mini A6 GPRS GSM
|
Подключение GSM GPRS шилда к Arduino
В этом разделе мы рассмотрим вопросы подключения GSM – модулей к плате адуино. За основу почти во всех примерах берется Arduino Uno, но в большинстве своем примеры пойдут и для плат Mega, Nano и т.д.
Подключение модуля SIM800
Для подключения нужны плата Ардуино, модуль SIM800L, понижающий преобразователь напряжения, провода для соединения и батарея на 12В. Модуль SIM800L требует нестандартное для ардуино напряжение в 3,7В, для этого нужен понижающий преобразователь напряжения.
Распиновка модуля SIM800 приведена на рисунке.
Плату Ардуино нужно подключить к компьютеру через USB кабель. Батарею на 12 В подключить через преобразователь: -12В на землю Ардуино, от земли в преобразователь в минус, +12В в преобразователь в плюс. Выходы с модуля TX и RX нужно подключить к пинам 2 и 3 на Ардуино. Несколько модулей можно подключать к любым цифровым пинам.
Подключение модуля A6
Модуль A6 стоит дешевле, чем SIM900, и его очень просто подключать к Ардуино. Модуль питается напряжением 5В, поэтому для соединения не нужны дополнительно понижающие напряжение элементы.
Для подключения потребуются плата Ардуино (в данном случае рассмотрена Arduino UNO), GSM модуль А6, соединительные провода. Схема подключения приведена на рисунке.
Вывод RX с модуля GSM нужно подключить к TX на плате Ардуино, вывод TX подключить к пину RX на Ардуино. Земля с модуля соединяется с землей на микроконтроллере. Вывод Vcc на GSM модуле нужно соединить с PWR_KEY.
Подключение с помощью GSM-GPRS шилда
Перед подключением важно обратить внимание на напряжение питания шилда. Ток в момент звонка или отправки данных может достигать значений в 15-2 А, поэтому не стоит запитывать шилд напрямую от Ардуино.
Перед подключением к Ардуино нужно установить сим-карту на GSM-GPRS шилд. Также нужно установить джамперы TX и RX, как показано на рисунке.
Подключение производится следующим образом – первый контакт (на рисунке желтый провод) с шилда нужно соединить с TX на Ардуино. Второй контакт (зеленый провод) подключается к RX на Ардуино. Земля с шилда соединяется с землей с аруино. Питание на микроконтроллер поступает через USB кабель.
Макет соединения шилда и платы Ардуино изображен на рисунке.
Для работы потребуется установить библиотеку GPRS_Shield_Arduino.
Для проверки правильности собранной схемы нужно сделать следующее: соединить на Ардуино RESET и GND (это приведет к тому, что данные будут передаваться напрямую от шилда к компьютеру), вставить сим-карту в шилд и включить питание шилда. Плату Ардуино нужно подключить к компьютеру и нажать кнопку включения. Если все соединено правильно, загорится красный светодиод и будет мигать зеленый.
Краткое описание взаимодействия через AT-команды
AT-команды – это набор специальных команд для модема, состоящий из коротких текстовых строк. Чтобы модем распознал поданную ему команду, строки должны начинаться с букв at. Строка будет восприниматься, когда модем находится в командном режиме. AT-команды можно отправлять как при помощи коммуникационного программного обеспечения, так и вручную с клавиатуры. Практические все команды можно разделить на 3 режима – тестовый, в котором модуль отвечает, поддерживает ли команду; чтение – выдача текущих параметров команды; запись – произойдет записывание новых значений.
Список наиболее используемых AT-команд:
- AT – для проверки правильности подключения модуля. Если все исправно, возвращается OK.
- A/ – повтор предыдущей команды.
- AT+IPR? – получение информации о скорости порта. Ответом будет +IPR: 0 OK (0 в данном случае – автоматически).
- AT+ICF? – настройка передачи. В ответ придет +ICF: бит, четность.
- AT+IFC? – контроль передачи. Ответом будет +IFC: терминал от модуля, модуль от терминала (0 – отсутствует контроль, 1 – программный контроль, 2 – аппаратный).
- AT+GCAP – показывает возможности модуля. Пример ответа – +GCAP:+FCLASS,+CGSM.
- AT+GSN – получение IMEI модуля. Пример ответа 01322600XXXXXXX.
- AT+COPS? – показывает доступные операторы.
- AT+CPAS – состояние модуля. Ответ +CPAS: 0. 0 – готовность к работе, 3 – входящий звонок, 4 – голосовое соединение, 2 – неизвестно.
- AT+CCLK? – информация о текущем времени и дате.
- AT+CLIP=1 – включение/выключение АОН. 1 – включен, 0 – выключен.
- AT+CSCB=0 – прием специальных смс-сообщений. 0 – разрешено, 1 – запрещено.
- AT+CSCS= “GSM” – кодирование смс-сообщения. Можно выбрать одну из следующих кодировок: IRA, GSM, UCS2, HEX, PCCP, PCDN, 8859-1.
- AT+CMEE=0 – получение информации об ошибке.
- AT+CPIN=XXXX – ввод пин-кода сим-карты.
- AT&F – сброс до заводских настроек.
- AT+CPOWD=1 – срочное(0) или нормальное(1) выключение модуля.
- ATD+790XXXXXXXX – звонок на номер +790XXXXXXXX.
- ATA – ответ на вызов.
- AT+CMGS=”+790XXXXXXXX”>Test sms – отправка смс-сообщения на номер +790XXXXXXXX.
В данном случае рассмотрены основные команды для модуля SIM900. Для разных модулей команды могут незначительно отличаться. Данные для модуля будут подаваться через специальную программу «терминал», которую нужно установить на компьютер. Также подавать команды модулю можно через монитор порта в Arduino IDE.
Скетчи для работы с модулем GSM
Отправка СМС на примере SIM900
Перед тем, как отправить сообщение, нужно настроить модуль. В первую очередь нужно перевести в текстовый формат передаваемое сообщение. Для этого существует команда AT+CMGF=1. Нужно перевести кодировку на GSM командой AT+CSCS=»GSM». Эта кодировка наиболее удобная, так как там символы представлены в ASCII коде, который легко понимает компилятор.
Затем нужно набрать смс-сообщение. Для этого посылается команда с номером абонента AT+CMGS=»+79XXXXXXXXX» r, в ответ предлагается набрать текст смс. Нужно выполнить отправку сообщения. По окончании требуется отправить код комбинации Ctrl+Z, модуль позволит отправку текста адресату. Когда сообщение будет отправлено, вернется OK.
Взаимодействие с модулем основано на индексах, которые присваиваются каждому новому сообщению. По этому индексу можно указать, какое из сообщений удалить или прочитать.
Получение смс. Для чтения смс-сообщения используется команда AT + CNMI = 2,2,0,0,0. Когда на модуль придет текстовое сообщение, он отправит в последовательный порт +CMTI: «SM»,2 (в данном случае 2 – порядковый номер сообщения). Чтобы его прочитать, нужно отправить команду AT+CMGR=2.
Прием голосового звонка. В первую очередь для разговора нужно подключить к модулю динамик и микрофон. При получении звонка будет показан номер, с которого он совершен. Для осуществления работы нужно включить библиотеку GSM:
#include
Если сим-карта заблокирована, нужно ввести ее пин-код. Если пин-код не требуется, это поле нужно оставить пустым.
#define PINNUMBER “”
В setup() должна быть произведена инициализация передачи данных на компьютер. Следующим шагом будет создание локальной переменной, чтобы отследить статус подключения к сети. Скетч не будет запущен, пока сим-карта не подключена к сети.
boolean notConnected = true;
С помощью функции gsmAccess.begin() происходит подключение к сети. При установлении соединения вернется значение GSM_READY.
vcs.hangCall(); – функция, показывающая, что модем готов принимать звонки.
getvoiceCallStatus() – определяет статус скетча. Если кто-то звонит, она возвращает значение RECEIVINGCALL. Для записи номера нужно воспользоваться функцией retrieveCallingNumber(). Когда будет совершен ответ на звонок, вернется TALKING. Затем скетч будет ждать символа новой строки, чтобы прервать разговор.
Установить GPRS-соединение и отправить данные на удаленный сервер
Сначала нужно установить библиотеку SoftwareSerial, которая позволяет обеспечивать последовательную передачу информации и связать GSM-модуль и микроконтроллер Ардуино.
Для отправки данных на сервер нужно отправить следующие команды:
AT+SAPBR=1,1 – открытие Carrier.
Следующие три команды связаны с установкой настроек подключения к сети.
AT+SAPBR=3,1,\”APN\”,\”internet.mts.ru\” – выбор оператора mts, имя точки доступа.
AT+SAPBR=3,1,\”USER\”,\” mts \” – выбор пользователя mts.
AT+SAPBR=3,1,\”PWD\”,\” mts \”
AT+SAPBR=1,1 – установка соединения.
AT+HTTPINIT – инициализация http.
AT+HTTPPARA=”URL”, – URL адрес.
AT+HTTPREAD – ожидание ответа.
AT+HTTPTERM – остановка http.
Если все выполнено правильно, в мониторе порта будут появляться строчки с АТ командами. Если отсутствует связь с модемом, то будет показывать по одной строке. При успешной установке GPRS-соединения на модуле начнет мигать светодиод.
GSM-модуль предназначен для оперативного контроля и управления автозапуском.
Основные функции GSM-модуля:
- Контроль за состоянием внешней сети.
- Контроль за подключением потребителей к источнику напряжения.
- Дистанционное включение и отключение системы автозапуска с помощью SMS-запроса.
- Дистанционное управление пуском генератора.
- Контроль за состоянием встроенного реле.
- Контроль за температурой (датчик внутри GSM-модуля).
- Контроль за балансом SIM-карты.
С помощью GSM-модуля, используя силовую часть автозапуска, можно включать и отключать потребителей от внешней сети. (Например, электроотопление в загородном доме с контролем температуры посредством SMS).
GSM-модуль оповещает администраторов системы SMS сообщением, состоящим из 4-х информационных полей, следующего вида:
Сеть подключена;
Реле выкл.;
Темп. 27С;
Баланс: 51р.
SMS сообщение отправляется автоматически на телефон 1 администратора каждый раз при изменении режима питания потребителей (1 информационное поле). Если это изменение произошло на время менее 10 сек, SMS сообщение отправляться не будет.
1 информационное поле «Сеть подключена».
GSM-модуль контролирует сигналы наличия напряжения во входной сети и у потребителей, и в зависимости от наличия напряжения формирует информационное поле следующего вида:
2 информационное поле «Реле выкл».
Информационное поле, показывающее состояние реле, встроенного в GSM-модуль. Для включения реле необходимо с телефона 1 или 2 администратора отправить SMS с текстом «1» .
Для выключения реле - SMS с текстом «0» . Красный светодиод отображает состояние реле. То есть не горит когда реле выключено и горит когда включено.
3 информационное поле «Темп. 27С».
Температура, встроенного в GSM-модуль термодатчика.
4 информационное поле «Баланс: 51р.».
Баланс СИМ-карты GSM-модуля.
Администраторы могут запросить у GSM-модуля состояние системы. Для этого нужно отправить пустую СМС с номера 1 или 2 администратора или просто сделать дозвон (модуль автоматом разорвёт соединение - т. е. будет занято). GSM-модуль, приняв пустую SMS/входящий дозвон, опросит состояние своих входов, запросит баланс, состояние реле и считает температуру и пришлёт SMS на номер администратора, который делал запрос.
Подключайте GSM-модуль при обесточенной системе.
Установка GSM-модуля.
Выходы и входы GSM-модуля показаны на рисунке:
GSM-модуль необходимо размещать вне металлических конструкций. Если Вас интересует контроль за температурой в определенном помещении, то модуль можно разместить в нем (проверьте наличие в помещении достаточного уровня сети сотового оператора!) Модуль соединяется с автозапуском 5-ю проводами. Провода могут быть любые (модуль потребляет около 500 мА).
Настройка GSM-модуля.
Необходимо приобрести SIM-карту сотового оператора и выбрать тариф. Так как общение с модулем происходит только посредством SMS сообщений, тариф выбирайте по их минимальной стоимости и отсутствию абонентской платы.
Во избежание неоправданных затрат, необходимо с помощью меню телефона отключить информационные службы и рекламные каналы. Если возникли сложности с отключением рекламных или информационных каналов – обратитесь в абонентскую службу сотовой компании. По Вашей просьбе оператор, как правило, может проделать это дистанционно.
Вставьте SIM-карту в телефон и ПОЛНОСТЬЮ ОЧИСТИТЕ телефонную книгу SIM-карты. Далее Вам необходимо заполнить телефонную книгу следующим образом (это лучше делать на телефоне, который показывает номера ячеек сим-карты, т. к. крайне важен именно такой порядок заполнения ячеек):
В 1-ю ячейку SIM-карты необходимо ввести номер телефона 1 администратора. В поле «Имя» вводим слово «Админ 1» (или любое другое слово). В поле «Номер» вводим номер телефона администратора в формате: 89991234567 или +79991234567 (значения не имеет).
Во 2-ю ячейку SIM-карты необходимо ввести номер телефона 2 администратора. В поле «Имя» вводим слово «Админ 2» (или любое другое слово). В поле «Номер» вводим номер телефона администратора в формате: 89991234567 или +79991234567 (значения не имеет). Если планируется работа с одним администратором, то в эту ячейку необходимо ввести номер 1 администратора.
В 3-ю ячейку SIM-карты необходимо ввести команду запроса баланса сотового оператора. В поле «Имя» вводим слово «Баланс» (или любое другое слово). В поле «Номер» вводим команду запроса баланса (обычно это *100# или *102# ).
При подаче питания загораются оба светодиода на 1 сек., затем гаснут на 1 сек. и зажигается красный светодиод в пол накала. Через некоторое время красный светодиод загорается в полный накал.
Далее красный гаснет и зажигается в пол накала зелёный (как правило на очень короткое время что можно не заметить), затем светодиоды вместе мигнут 2 или 3 раза. 2 раза в случае если указаны только номера администраторов а номер баланса не указан, 3 раза - если все три ячейки прописаны и прошло успешное их чтение. Далее контроллер сохраняет текущее состояние системы. Реле выключено (всегда после подачи питания). Рабочий режим - красный потушен, зелёный мигает. Если зелёный мигает равномерно - сеть не найдена. Если редко кратковременная вспышка - то сеть найдена и может происходить обмен по сети GSM.
Использование GSM-модуля для дистанционного управления пуском генератора.
GSM-модуль можно использовать для дистанционного пуска генератора. Режим «Управляемый пуск» активируется в настройках системы. Позволяет в отсутствие внешней сети пускать генератор с подключением нагрузки и останавливать при необходимости.
Использование GSM-модуля для дистанционного управления нагрузкой.
GSM-модуль можно использовать для дистанционного управления включением нагрузки. Т. к. силовая часть в автозапуске уже есть, то используя режим «Управление нагрузкой», можно организовать вкл/выкл нагрузки при наличии внешней сети. Это удобно использовать, например, для дистанционного управления электроотоплением на даче в зимний период, что позволит Вам приезжать в любое время в уже прогретый дом. С помощью термометра можно контролировать процесс нагрева.
Если Вы планируете использовать этот режим, необходимо переключить вход БП, подзаряжающего аккумулятор генератора с потребителей на входную сеть! Также необходимо проверить нормальную работу встроенной в генератор системы подзарядки аккумулятора, т. к. в отсутствии сети, подзарядка аккумулятора будет происходить только от встроенной системы.
Использование GSM-модуля для дистанционного отключения системы.
GSM-модуль можно использовать для дистанционного отключения/включения системы. Режим «Управляемое включение» активируется в настройках. Позволяет корректно выключать систему и снова включать при необходимости.
Подключение GSM-модуля к автозапуску изображено на схеме:
