基于GSM的叉車(chē)遠(yuǎn)程呼叫系統(tǒng)

張燕 張衛(wèi)強(qiáng) 陳軍

摘 要：基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行的定位系統(tǒng)是目前的一個(gè)熱點(diǎn)，但是一般的定位系統(tǒng)只能完成定位功能，而不能讓移動(dòng)終端和服務(wù)終端進(jìn)行語(yǔ)音的通信。為克服上述的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)基于GSM模塊，以單片機(jī)為主控制，制作遠(yuǎn)程呼叫系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)叉車(chē)的遠(yuǎn)程呼叫聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：GSM，叉車(chē)，遠(yuǎn)程呼叫

Long-rang call system of forklift based on the existing GSM network

ZHANG Yan，ZHANG Wei-qiang，CHEN Jun

（ Institute of Information Technical&Engineering， Ningbo University， Ningbo 315211， China）

Abstract：Aiming at using the existing GSM network for location is currently a hot ，but usually the system only can complete the location function ，and could not communication with other .For the purpose of the voice communication between the mobile terminals and the service terminals， this paper designed a new long-rang call system to overcome the above disadvantages， and especially taken their applications into consideration.

Keywords：GSM，F(xiàn)orklift，Long-rang system

0 前言

基于公共無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的定位系統(tǒng)是目前是無(wú)線(xiàn)定位系統(tǒng)的熱點(diǎn)，由于公共無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，在其基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)定位可以提供最大范圍的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

叉車(chē)是物流設(shè)備中用途廣泛的一種物料搬運(yùn)機(jī)械，在倉(cāng)庫(kù)、碼頭、物流中心等地隨處可見(jiàn)，是一種面廣量大的物流設(shè)備。若在叉車(chē)上安裝這樣一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)的叉車(chē)緊急呼叫終端，生產(chǎn)廠(chǎng)家又可提供更好的售后服務(wù)：對(duì)叉車(chē)的信息隨時(shí)跟蹤，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)，當(dāng)使用者遇到了突發(fā)問(wèn)題時(shí)，可以立即呼叫客服中心來(lái)獲取緊急幫助。

采用單片機(jī)控制GSM模塊制作遠(yuǎn)程呼叫系統(tǒng)這種簡(jiǎn)單快捷的聯(lián)系，極大方便了叉車(chē)的調(diào)度，一定程度上降低了接打電話(huà)時(shí)的危險(xiǎn)，也提高了工作效率。

1.GSM介紹

GSM為“全球移動(dòng)通信系統(tǒng)”（Globa1 system for Mobile communications） 的縮寫(xiě)，是一種數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)主要由移動(dòng)臺(tái)、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)構(gòu)成。

2.系統(tǒng)硬件部分

本系統(tǒng)以單片機(jī)和GSM模塊為核心構(gòu)成。整個(gè)系統(tǒng)主要包括單片機(jī)模塊（AT89C52）、無(wú)線(xiàn)GSM模塊TC35、計(jì)算機(jī)接口模塊、按鍵模塊和LED燈等模塊。

2.1單片機(jī)與GSMTC35模塊與PC機(jī)接口的設(shè)計(jì)（串口通信電路）

2.2 電源電路的設(shè)計(jì)

單片機(jī)的工作電壓為4～5V，而TC35的工作電壓范圍為3.3～5.5V。

2.3 其它外圍電路的設(shè)計(jì)

2.3.1 GSM模塊相關(guān)外圍電路

包括來(lái)電指示燈、來(lái)電響鈴電路、GSM自啟動(dòng)電路、信號(hào)指示燈部分。

2.3.2 STC模塊相關(guān)外圍電路

包括STC晶振電路、STC復(fù)位電路。

3.系統(tǒng)軟件部分

在介紹了各個(gè)模塊電路之后，將繼續(xù)介紹本軟件的設(shè)計(jì)，軟件可分為以下幾類(lèi)：AT指令，單片機(jī)與GSM模塊通信程序設(shè)計(jì)，單片機(jī)與PC機(jī)通信程序設(shè)計(jì)。

3.1 主程序流程

圖1 系統(tǒng)主程序流程圖

其中最主要的部分就是系統(tǒng)的初始化：?jiǎn)纹瑱C(jī)的初始化和GSM模塊的初始化設(shè)置。對(duì)單片機(jī)串口進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，選擇串口方式1 ，打開(kāi)中斷總允許控位，設(shè)置波特率，以適應(yīng)與GSM 模塊通信的需要。對(duì)GSM模塊初始化設(shè)置主要是對(duì)GSM模塊的工作方式進(jìn)行設(shè)置。

反復(fù)查詢(xún)SIM卡網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)情況，若SIM卡網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)成功，即可進(jìn)入低功耗模式、等待中斷。

3.2 AT及其特點(diǎn)

系統(tǒng)各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)是依靠程序流程軟件的，通過(guò)對(duì)各部件里寫(xiě)入不同的AT指令，能完成像網(wǎng)絡(luò)登錄、讀取SIM卡上的電話(huà)號(hào)碼、發(fā)送呼叫請(qǐng)求等功能。

3.2.1 AT定義

AT，即Attention，AT指令是帶有串行口的計(jì)算機(jī)操作GSM模塊的指令集。為了控制GSM引擎而借助串行接口簡(jiǎn)單的發(fā)送AT命令，一端為終端設(shè)備（Terminal Equipment，TE）或數(shù)據(jù)終端設(shè)備（Data Terminal Equipment，DTE），另一端為終端適配器（Terminal Adapter， TA）或者或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備（Data Circuit Terminal Equipment，DCE）。對(duì)簡(jiǎn)單的“應(yīng)用系統(tǒng)（可能運(yùn)行與一個(gè)嵌入式系統(tǒng)）”進(jìn)行呼叫、短信、電話(huà)本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制。

GSM07.07標(biāo)準(zhǔn)是手機(jī)、Modem等設(shè)備與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的標(biāo)準(zhǔn)，不同的廠(chǎng)家（Nokia、Hp、Ericsson、Motorola）共同對(duì)AT指令都進(jìn)行了相應(yīng)的擴(kuò)充和修改，因而不同設(shè)備的指令格式并不完全相同，但都遵循GSM07.07標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.2 AT指令集格式

AT指令每個(gè)都以AT+開(kāi)頭，以回車(chē)結(jié)尾。每個(gè)命令執(zhí)行成功與否都有相應(yīng)的返回。

“AT”或“at”，前綴一定是放置在每條指令行最前面。通過(guò)輸入一個(gè)回車(chē)來(lái)結(jié)束一個(gè)指令行。指令通常被一個(gè)包括<回應(yīng)>的回應(yīng)跟隨。在隨后的指令介紹中只有回應(yīng)，而被有意省略了。

AT命令的類(lèi)型和回應(yīng)：

AT+CXXX=？ 測(cè)試指令，這個(gè)指令返回與寫(xiě)命令相應(yīng)的參數(shù)表和數(shù)值范圍。

AT+CXXX讀指令，這個(gè)指令返回參數(shù)設(shè)置的當(dāng)前值或參數(shù)。

AT+CXXX=<…..> 寫(xiě)指令，這個(gè)指令設(shè)定使用者可定義的參數(shù)值。

AT+CXXX執(zhí)行指令，執(zhí)行指令讀模塊內(nèi)部影響不變的參數(shù)。

命令行緩沖區(qū)允許接受最大391個(gè)字符。如果AT指令執(zhí)行成功，“OK”字符串返回； 如果AT 指令語(yǔ)法錯(cuò)誤、超出則沒(méi)有命令執(zhí)行或AT 指令執(zhí)行失敗， “ERROR”字符串返回。

通常應(yīng)盡量避免添加相同的或混合的指令。如果你仍然需要在同一行輸人幾個(gè)命令的話(huà)，注意在同一行命令的數(shù)目是有限的。當(dāng)你在分離的行上輸人一系列AT指令時(shí)，在前一行和后一行之間留出停頓時(shí)間以便OK的出現(xiàn)，這可以避免沒(méi)有等待每一個(gè)命令有回應(yīng)就發(fā)送大量的AT指令。

3.2.3用于語(yǔ)音通話(huà)的AT指令和詳細(xì)描述

AT指令控制GSM模塊TC35，本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)接打電話(huà)的功能所以主要用到一下AT指令：

ATD+NUM 呼叫號(hào)碼指令

ATH 關(guān)機(jī)，掛斷已存在的連接

ATA 回應(yīng)一次呼叫（接通）

ATD 撥號(hào)命令，這個(gè)命令用來(lái)設(shè)置通話(huà)、數(shù)據(jù)或傳真呼叫。

4.結(jié)論

圖4.1 單片機(jī)控制GSM模塊撥電話(huà)流程圖

此方案結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，體積小。而且不需要開(kāi)發(fā)GPRS模塊基板，研發(fā)周期會(huì)相對(duì)縮短很多。并移動(dòng)終端經(jīng)過(guò)測(cè)試，具有較穩(wěn)定的性能。

該設(shè)計(jì)尤其設(shè)置了緊急呼叫裝置，只需觸動(dòng)一個(gè)緊急呼叫鍵，就能直接啟動(dòng)單片機(jī)工作，進(jìn)而進(jìn)行撥號(hào)呼叫，配置優(yōu)異，省事方便，技術(shù)手段便捷，易于被市場(chǎng)接受。

首先需要實(shí)現(xiàn)GSM模塊的啟動(dòng)，SIM卡的網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)。將SIM卡正確放入SIM卡電路的卡槽中，確定三相轉(zhuǎn)接口電路的短路帽安裝正確。

接通電源（開(kāi)關(guān)電源適配器接頭默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為 5.5*2.1）。通電后，樣板的電源指示燈（紅燈）會(huì)變亮，信號(hào)指示燈（綠燈）一亮一滅，亮與滅的時(shí)間相同，這時(shí)GSM模塊正在搜索信號(hào)，等到信號(hào)指示燈閃一下，滅大約2-3秒時(shí)，這時(shí)說(shuō)明GSM模塊已經(jīng)注冊(cè)上信號(hào)。

為了實(shí)現(xiàn)STC控制GSM模塊進(jìn)行通話(huà)，首先使用PC連接GSM模塊進(jìn)行串口調(diào)試（激發(fā)測(cè)試、握手測(cè)試、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)測(cè)試）。

握手測(cè)試：手動(dòng)發(fā)送AT回車(chē)，數(shù)據(jù)接收為AT。

網(wǎng)絡(luò)信號(hào)測(cè)試：數(shù)據(jù)發(fā)送AT+CSQ回車(chē)，數(shù)據(jù)接收為：AT+CSQ

+CSQ： 14，99

OK

查看網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)：數(shù)據(jù)發(fā)送AT+CREG？回車(chē)，數(shù)據(jù)接收為：AT+CREG？

+CREG： 0，5

OK

查看服務(wù)商：數(shù)據(jù)發(fā)送AT+COPS？回車(chē)，數(shù)據(jù)接收為：AT+COPS？

+COPS： 0，0，"China Mobile"

OK

顯示信號(hào)正常后，可輸入ATD+指定號(hào)碼，進(jìn)行通話(huà)測(cè)試，ATH為掛斷指令，ATA為接聽(tīng)令，調(diào)試成功，說(shuō)明GSM模塊工作正常。

隨后調(diào)整三相轉(zhuǎn)接口，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和計(jì)算機(jī)的通信，將編譯好的程序利用STC芯片下載軟件下載到樣板中的單片AT89C52中。

最后調(diào)整三相轉(zhuǎn)接口選擇GSM模塊和單片機(jī)通信，接通電源，根據(jù)設(shè)計(jì)不同按鍵發(fā)送的AT指令不同，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制GSM模塊撥打電話(huà)。

對(duì)指定號(hào)碼撥打電話(huà)，電話(huà)接通并可以進(jìn)行通話(huà)。測(cè)試結(jié)果成功實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)控制GSM模塊接打電話(huà)的功能。

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