紀(jì)寵興

基于PTM101模塊無線通信系統(tǒng)的設(shè)計

紀(jì)寵興

以我國現(xiàn)有的GSM無線資源為依托，以譜泰PTM101無線模塊和ATMEL公司ATMEG64型號的單片機(jī)設(shè)計出了一套遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其中包括硬件搭建設(shè)計和軟件分析控制流程設(shè)計以及為研發(fā)調(diào)試時的觀察監(jiān)聽，后期維護(hù)維修方便而設(shè)計了硬件優(yōu)化鋪助模塊，最終成功實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器（主控端）對客戶端（被控端）的遠(yuǎn)程控制。

GSM無線資源；PTM101無線模塊；ATMEG64單片機(jī)；遠(yuǎn)程控制

GSM（Global system for mobile communication）系統(tǒng)是當(dāng)下在時分多址技術(shù)的移動通訊基礎(chǔ)上發(fā)展的非常完整、實(shí)用、應(yīng)用最廣泛的一套系統(tǒng)。所謂GSM遠(yuǎn)程控制就是服務(wù)器中的單片機(jī)利用GSM的短信功能通過AT指令向目標(biāo)客戶端發(fā)送控制信息指令，客戶端根據(jù)控制方的指令讓客戶端采取相對應(yīng)的執(zhí)行動作。同時，為了向控制方及時的回饋操作效果，又可以把動作后的內(nèi)容發(fā)送回控制方，以實(shí)現(xiàn)二者的互聯(lián)通信。

1　系統(tǒng)主要硬件部分介紹

圖1 GSM遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)硬件流程圖

圖1是GSM遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的流程框圖，現(xiàn)以醫(yī)院利用廠家生產(chǎn)的凝血分析儀做凝血分析實(shí)驗為例說明其工作整體流程。廠家通過低價或者免費(fèi)送給醫(yī)院，要收回成本并逐漸盈利必須用遠(yuǎn)程控制其實(shí)驗次數(shù)，一旦客戶端的控制設(shè)備檢測到本凝血分析儀預(yù)先允許做的凝血實(shí)驗次數(shù)用完后就停止運(yùn)作。直到接受到服務(wù)器新的有效指令和數(shù)據(jù)信息的時候，按照服務(wù)器發(fā)過來的信息重新啟動設(shè)備并且重新設(shè)置使用次數(shù)等數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)這種控制，當(dāng)醫(yī)院通知廠家要購買實(shí)驗具體次數(shù)時，廠家通過PC機(jī)將按照內(nèi)部協(xié)議將加工后的數(shù)據(jù)通過USB傳送到ATMET64單片機(jī)內(nèi)，單片機(jī)通過再次分析提取要發(fā)送給PTM101的數(shù)據(jù)發(fā)送給PTM101無線模塊并且利用外部存儲器對服務(wù)對象的信息備份，以便將來需要的時候查詢核對。數(shù)據(jù)通過單片機(jī)的TXD引腳（收數(shù)據(jù)用RXD引腳）發(fā)送到PTM101后會在SIM卡中以短信的形式發(fā)送到客戶端，客戶端收到服務(wù)器數(shù)據(jù)后會按照與服務(wù)器約定的數(shù)據(jù)格式和協(xié)議提取具體信息，如是否激活凝血分析儀，允許做凝血實(shí)驗幾次。解析完短信后刷新客戶端系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，重新激活設(shè)備。之后醫(yī)院每做一次凝血分析實(shí)驗就會自動通過USB向客服端授權(quán)中心傳送一些信息，客戶端授權(quán)中心依據(jù)這些數(shù)據(jù)來刷新允許做凝血分析次數(shù)等數(shù)據(jù)，并且將這些數(shù)據(jù)按照協(xié)議打包通過PTM101模塊以短信的形式發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器收到短信后單片機(jī)會提取SIM卡中的短信，單片機(jī)解析短信后將有用的數(shù)據(jù)在備份的同時通過USB傳送到服務(wù)器的PC機(jī)上，這樣廠家可以實(shí)時觀察客戶端的信息，從而起到遠(yuǎn)程控制作用。

2　系統(tǒng)主要軟件部分介紹

主程序進(jìn)去后先系統(tǒng)初始化，System_Init（）函數(shù)里包含了單片機(jī)看門狗和對外部存儲器、串口、USB、指示燈引腳以及收發(fā)短信模塊等初始化動作。程序進(jìn)入永遠(yuǎn)為真的while大循環(huán)后就一直掃描是否有短信要發(fā)、是否有短信要讀、是否上位機(jī)有操作命令通過USB傳下來以及指示燈亮滅函數(shù)。recv_mes（）、send_mes（）、Usb_AVR（）三個函數(shù)用標(biāo)志位隔離開，這樣就可以不互相干擾了?，F(xiàn)在以收短信為例具體說明下工作流程，進(jìn)入recv_ mes（）函數(shù)后單片機(jī)就給PTM101模塊發(fā)送讀第一條短信AT指令，假如沒有短信可讀PTM101會返回一個ERROR應(yīng)答，當(dāng)有短信可讀的時候PTM101返回一個OK應(yīng)答。當(dāng)返回OK的時候，AVR就讀出第一條短信，然后把讀短信第幾條的那個數(shù)字RD_MES_CMD往下加一，這樣短信一條一條的讀出來?？紤]到這個SIM會收到各種廣告短信以及移動聯(lián)通話費(fèi)余額等各種不是服務(wù)器發(fā)過來的短信，要先過濾掉這些“垃圾”短信。對于的確是服務(wù)器發(fā)過來的短信對其進(jìn)行最重要的解析操作，依據(jù)服務(wù)器和客戶端約定的通信協(xié)議提取出有用信息再按這些信息去做相應(yīng)的控制和更新數(shù)據(jù)操作。操作完成后客戶端會以發(fā)短信的形式通知服務(wù)器做出了相應(yīng)的動作，這樣在千里之外的服務(wù)器就可以實(shí)時了解和控制客戶端。至于發(fā)短信的過程類似于收短信，這里不再贅述。

3　結(jié)語

本文解析了GSM網(wǎng)絡(luò)概念和應(yīng)用，并且以AVR ATMEG64和PTM101無線模塊為核心設(shè)計出了一套遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，并且以凝血分析儀為例說明了遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的工作流程。文中在給出并解析了系統(tǒng)控制流程圖和主要硬件原理圖之后又給出了核心軟件構(gòu)架，分析了軟件各模塊的功能并重點(diǎn)介紹了收短信函數(shù)的處理過程。

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廣東科技學(xué)院計算機(jī)系 廣東東莞 523083

Design of wireless communication system based on PTM101 module

Ji Chongxing

A remote control system was designed，supporting by China's existing GSM radio resources with Putal PTM101 wireless module and TMEG64 model microcontroller. It includes hardware building and software analytical flow chart. It also contains models for observation and monitor in R & D. Optimal computer-aided modules are designed for the convenient maintenance. Remote control from server（the control terminal）to client（the controlled terminal）has been realized.

GSM radio resources；PTM101 wireless module；ATMEG64 microcontroller；remote control

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