Проекты. GSM модуль SIM900A. Прошивка и использование

15.05.2019

Флешка

Итак, после продолжительного времени раскуривания тонкостей работы с GSM модулем SIM900D анонсируем первый рабочий проект, совмещающий в себе охранную систему с возможностью удаленного контроля. Если кратко, то устройство способно отправлять информирующие SMS в случае срабатывания датчика проникновения, делать дозвон для возможности аудиоконтроля помещения, следить за температурой и отправлять ее смс-кой по запросу, а также управлять какой-нибудь нагрузкой по команде отправленной по смс.

Кто следил за данной темой, тот в курсе, что у меня GSM модуль и модуль управления им – две разные платы, соединенные бутербродом (см. плата с SIM900D и плата управления). На управляющей плате помимо микроконтроллера ATmega32a стоит модуль питания, выполненный на преобразователе LM2596 , он запитывает схему постоянным напряжением 3,5 вольт. В принципе подойдет любой другой источник питания, главное чтобы он был способен кратковременно вытянуть до 2 ампер (именно такое потребление GSM-модуля в момент регистрации).

Удобства ради, к плате управления подключен дисплей от телефона Nokia3310, методы работы с котором уже ни раз описывались на этом сайте. Благодаря дисплею можно быстро определить состояние устройства и значение датчиков.

В итоге получившаяся схема подключения вышла такая (кликабельно):

Нумерация выводов микроконтроллера на схеме приведена для DIP корпуса, поэтому если повторяете схему с использованием мк в корпусе TQFP будьте внимательны, нумерация выводов у него отличается. Тактируется микроконтроллер от внешнего кварца на 16 МГц.

Линия Control идущая от коллектора транзистора Q2 к выводу PortD.4 микроконтроллера добавлена для перестраховки и нужна за тем чтобы следить включен ли модуль. Так как порог выключения у SIM900 составляет 3,2 вольта то даже при незначительной просадке напряжения модуль автоматически выключится, тогда как микроконтроллер продолжит работать и выполнять программу (порог сброса у ATmega32a 2,7 вольта). В рабочем состоянии на этой линии находится низкий уровень. Если микроконтроллер обнаружит что на этой линии высокий уровень, выполнится функция повторного запуска GSM модуля.

А вот так это выглядит в работе на данный момент.

После окончательной обгонки программы, все это будет засунуто в корпус, а разъемные соединения для надежности будут запаяны.

На дисплей выводится основная информация о состоянии устройства: название оператора, качество сигнала связи, значение температуры с датчика 18b20, состояние выхода нагрузки и датчика проникновения, а так же время и дата.

Видео включения модуля

Время и дата берутся от встроенных в GSM-модуль часов. Для их работы обязательно наличие 3-х вольтовой батарейки подключенной к выводу 15 (VRTC). Диод D1 рекомендуется ставить с низким падением напряжения, например Шоттки. Настройка часов и даты делается в ручную, команды были описаны ранее

Дата выводится на дисплей в том формате как получается с модуля, тоесть сначала год, затем месяц и дата. Здесь пока ничего менять не стал.

За измерение температуры отвечает датчик DS18B20, он подключается к выводу PortD.3 микроконтроллера.

К PortD.6 можно подключить какую-нибудь нагрузку и управлять ей посредством команд смс. У меня сейчас висит светодиод – D4 на схеме. Но ничего не мешает повесить сюда релюху или симистор и управлять чем-нибудь посерьезней.

В охранных целях планируется применение датчика движения HC-SR501 , купленного на E-bay. В случае срабатывания на выходе датчика появляется логическая единица. Поймав ее, микроконтроллер даст команду на отправку SMS сообщения по телефонному номеру, заданному в программе.

Выход датчика подключается к выводу PortD.7 микроконтроллера, на схеме, датчик условно заменен на кнопку.

Заместо датчика движения можно ставить любые другие средства обнаружения проникновения – датчики открывания окон и дверей, датчики разбития стекла, фотоэлектрические датчики и др. в общем все на что способна фантазия.

Для того чтобы предотвратить многократное отсылание предупреждающих смс в случае срабатывания датчика, в программу введено ограничение: после первого отправленного смс ставится запрет на последующую отправку. Чтобы заново разрешить отправку уведомляющих сообщений при срабатывании датчика, необходимо отослать на модуль смс с определенной командой. Когда посылка смс запрещена на дисплей возле состояния датчика, выведется восклицательный знак.

Список команд

А вот и список команд в смс которые обрабатывает модуль. Для удобства и простоты комады цифровые, возможно в следующих версиях прошивки будут более осмысленные имена команд 🙂

0 – Отключение нагрузки (на выводе PortD.6 выставляется логический 0)

1 – Включение нагрузки (на выводе PortD.6 выставляется логическая 1)

2 – Приняв эту команду, модуль перезвонит на указанный в программе телефонный номер

3 – Запрос баланса и отправление его смс-кой обратно на указанный номер. Здесь есть один важный нюанс – ответы на USSD запросы обязательно должны приходить в латинице. Иначе заместо осмысленного текста в ответ придет сообщение в шестнадцатеричной кодировке. Как перевести USSD в латиницу нужно уточнить у своего оператора. К примеру, на используемой мной симке от Смартса, нужно ввести *102*1# (в мегафоне *105*0#)

4 – Запрос температуры. Значение температуры будет отправлено нам в смс.

5 – Разрешенить отсылать сообщения в случае срабатывания датчика проникновения.

6 – Запрет на отправление уведомляющих смс от датчика проникновения.

? – По этой команде модуль пришлет нам смс, в котором находится общая информация об устройстве, такие как значение с датчика температуры, включена ли нагрузка, состояние на входе от датчика проникновения и разрешена ли отправка уведомляющих смс от него. К примеру, вот как может выглядеть такое сообщение: температура +24, нагрузка выключена, на выходе датчика движения 0, отправка смс в случае срабатывания запрещена.

Теперь как настроить чтобы модуль отправлял sms именно на ваш номер. В архиве с программой находим основной файл программы, она так и называется “программа” 🙂 и находим в ней константу:

Const Phonenumber = “+7908390хххх”

подставляем сюда свой номер телефона, компилируем программу и получаем hex файл прошивки.

Программа как и всегда написана в Bascom-AVR, поэтому разобраться с алгоритмом работы с GSM модулем достаточно просто. Удачи!

Ну и напоследок демонстрация того как модуль обрабатывает команды.

Отдельное спасибо за участие и помощь в разработке, давнему товарищу сайта Сергею RD3AVJ!

UPD: от 31.10.12

Немного доработал прошивку, теперь для того чтобы задать номер на который будут слаться уведомляющие SMS не нужно перекомпилировать программу. Достаточно послать на модуль смску с сообщением “Firstnumber” (без ковычек) и номер, с которого была отправлена эта команда, записывается в энергонезависимую память микроконтроллера.

Vassilis Serasidis

Устройство предназначено для удаленного управления питанием различных устройств (например, ADSL модемы, персональные компьютеры, комнатное освещение, различные бытовые устройства), а также может отслеживать состояние восьми цифровых линий и затем сообщать пользователю о состоянии этих линий, т.е. может использоваться в качестве своеобразной охранной системы. Управление и информирование пользователя осуществляется с помощью SMS.

Основные характеристики устройства:

управление 4 реле (вкл./выкл.);
возможность отслеживания состояния реле и 8 цифровых входов для дальнейшей отправки SMS пользователю с целью информирования о текущем состоянии;
простая схема, небольшое количество используемых компонентов;
управление с помощью SMS. Команды управления защищены паролем (может быть изменен пользователем) с целью предотвращения ложного срабатывания.

Принципиальная схема устройства изображена на рис. 1.

Основой устройства является микроконтроллер ATtiny2313 корпорации и GSM модуль производства фирмы .

Микроконтроллер IC2 работает на частоте 4 МГц, которая задается внешним кварцевым резонатором X1.

Рис.2 Внешний вид GSM модуля GM-47

Для работы GSM модуля необходима SIM карта, которая подключается непосредственно к модулю с помощью специального держателя. Питание микроконтроллера и GSM модуля осуществляется от регулятора IC1 LM1117T 3.3 с выходным напряжением 3.3 В. Вообще, микроконтроллер сохраняет работоспособность в пределах 2.7 В - 5.5 В (при рабочей частоте до 10 МГц), поэтому для обеспечения согласования логических уровней GSM модуля и микроконтроллера мы можем запитать его от регулятора IC1.

Коммуникация с GSM модулем осуществляется на скорости 9600 бит/с с помощью AT команд. Стоит заметить, что уровни напряжения при данной коммуникации составляют 3.3 В со стороны микроконтроллера AVR и 2.75 В со стороны GSM модуля. Поэтому для адаптации уровней был применен транзистор T5 BC547 .

Модуль подключается с помощью коннектора на печатной плате.

Рис.3 Печатная плата с установленным коннектором под модуль GM-47

Подключение SIM карты осуществляется с помощью слота K15, который имеет встроенный концевой переключатель SW для обнаружения присутствия карты в держателе.

Управление реле осуществляется посредством ключей выполненных на транзисторах BC547

Рис.4 Внешний вид печатной платы с установленным модулем

Светодиод D6 предназначен для индикации статуса подключения к сети, и если он мигает, то это означает удачное подключение к сотовой GSM сети, которую поддерживает SIM карта. Если светодиод постоянно светится - это означает, что модуль не может подключиться к сотовой сети.

GSM модуль имеет цифровые и аналоговые входы/выходы, но в этом проекте автор их не использовал, чтобы исключить опасность повреждения модуля.

Какие задачи выполняет микроконтроллер AVR

После подачи питания на плату микроконтроллер ожидает пока пройдет инициализация GSM модуля, т.е. модуль должен считать SIM карту и подключиться к GSM сети, которую она поддерживает.

После удачной инициализации микроконтроллер посылает AT команду, что означает выбор памяти модуля в качестве хранилища SMS. Должен быть ответ модуля на эту команду, в противном случае команда посылается еще раз.

После выбора памяти микроконтроллер посылает следующую команду. Данная команда указывает модулю, что сообщения будут считываться в текстовом формате (а не формате PDU, который также поддерживается модулем).

Затем следует команда, благодаря которой из текста SMS сообщения будет удаляться некоторая информация, например номер SMS сервера, дата и время. Это сделано с целью уменьшения SMS и упрощения работы микроконтроллера с ними.

Следующая команда предназначена для чтения SMS, сохраненного по первому адресу в памяти модуля.

При наличии текста SMS микроконтроллер считывает его и проверяет наличие корректного пароля. По умолчанию пароль - 1234, который затем может быть изменен пользователем. После проверки пароля проверяется наличие символа «*», который означает смену пароля на следующие после символа «*» 4 цифры (буквы).

После этого SMS обрабатывается далее с целью обнаружения зарезервированной команды где X - означает номер реле (1-4), Y - команда вкл./выкл. реле, может принимать значения 1 (вкл.) или 0 (выкл.). Например, команда Relay2=1 означает включить реле №2.

После этого микроконтроллер обрабатывает SMS далее на предмет наличия команды Status , и при ее наличии считывает состояние восьми цифровых линий и состояния всех реле и отсылает SMS с текстовым сообщением о состоянии контроллируемых линий на номер, с которого пришла SMS-команда. При этом не забудьте, что на SIM карте для отправки SMS должны быть средства.

После всех этих операций микроконтроллер удаляет SMS сообщение находящееся по первому адресу в памяти модуля и переходит к ожиданию получения следующего SMS-сообщения.

Посылка команд с помощью SMS с мобильного телефона осуществляется с соблюдением определенного синтаксиса. Рассмотрим его на примере команд:

Команда: 1234*5678 Relay1=1 Relay2=0 Relay3=1 Relay4=1 Status
Здесь мы имеем самую насыщенную команду. Сначала мы посылаем пароль (1234) и указываем, что он будет сменен (*) на 5678. Затем мы включаем реле №1, 3, 4 и выключаем реле №2. Кроме того, затем посылая команду мы запрашиваем информацию о состоянии 8 датчиков и всех реле.
Команда: 1234 Relay1=1 Relay2=0 Relay3=1 Relay4=1 Status
В этой SMS-команде мы включаем реле №1, 3, 4, выключаем реле №2 и запрашиваем информацию о состоянии датчиков и реле.
Команда: 1234 1=1 2=0 3=1 4=1 Status
Данная команда аналогична рассмотренной команде 2), здесь мы опустили слова.
Команда: 1234 Status
При помощи мы только запрашиваем информацию о состоянии датчиков и реле.
Команда: 1234 Relay2=0
В этой команде, как видно, мы только отключаем реле №2

Принципиальная схема, рисунок печатной платы, исходный код (AVR ассемблер) - .

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться .

а возможно ли использовать вместо SM модуля GM-47 мобильник,по моему мобильник легче достать и дешевле
Таких модулей и нет в продаже. А так интересное устройство. Вообще здесь много интересных вещей печатают, если бы ещё и всё это доступно было бы нам...
Управление посредством SMS возможно с использованием GSM модема или телефона, используемого в качестве модема, подключенного к компьютеру. Вас интересуют детали реализации? Или этот вариант с применением компьютера для Вас слишком громоздок!? Можно использовать микро PC или контроллер совместимого типа с GSM модулем, этот вариант компактнее. Так что упоминаемые выше специализированные устройства, это и есть по сути GSM модем + компьютер, можно реализовать и самостоятельно из более широко доступных компонентов.
Можно, я так думаю, использовать совместимые модули, у которых система команд совпадает...
В GSM модулях и мобильных телефонах для управления и контроля используется специализированные АТ команды, набор которых, в основном, для различных фирм изготовителей и различных подобного рода устройств один и тот же, и в зависимости от специализации устройства и особенностей набор команд включаются дополнительные спец команды. Это устройство можно переделать практически под любой GSM модуль или мобильный телефон. Делаем на плате разъем управления, которое осуществляется по 2-х проводному интерфейсу UART, вместо 20 – 40 ног для модема, и немного правим исходный код АSM, который нам доступен (что может даже и не понадобится!) ну и само собой под новый проект новая разводка платы. И получаем универсальное устройство управления и контроля.
Вот вариант реализации удалённого управления на доступном GSM модуле SIM300D - http://electromost.com/index/mnogofu...kontrolja/0-35 При использовании SMS есть один момент - доставка SMS оператором по времени не нормируется. Поэтому управлять ответственными устройствами таким способом не рекомендуется. Кроме того, в обязательном порядке нужно отслеживать подтверждение выполненной команды - иначе "пульнули" SMS и неизвестно - выполнена команда или нет:). Поэтому при использовании сотовой связи управлять нагрузками нужно в "режиме реального времени" с подтверждением выполненых команд. Например, использовать GPRS. Или хотя бы DTMF - как в устройстве, ссылку на которое давал выше.
Господа, всем доброго времени суток! Кто-нибудь пробовал собирать сей девайс? Мои попытки с использованием модуля Neoway M590 не увенчались успехом. После чтения принятого СМС микроконтроллер делает паузу на пару секунд, затем удаляет его из памяти и продолжает посылку в модуль АТ-команды по циклу. При этом не происходит ни изменений состояния реле, ни отправки сообщения по команде "Status". У кого-нибудь есть мысли по этому поводу?
Пошивка устройства нерабочая. Я тоже собирал такой девайс на плате с оригинальной разводкой, и с GR-47. Реакция такая же как и у Вас. Также читал на одном западном форуме о подобной проблеме этого девайса. Чтобы не ковырять листинг на асме, переписал на CodeVision AVR, при этом ввел оптимизацию: не постоянно гонять цикл опроса, а в начале работы с модемом отправить команду на выдачу в терминал сообщения о приходе смс, и дальше парсить смс после прихода сообщения о получении.
Вот и я перерыл практически весь интернет в поисках правды, и даже писал автору Serasidis Vasilis с просьбой помочь разобраться (на английском, естественно), однако так ничего и не добился. Как мне кажется, засада тут кроется в различии телефонных номеров наших и забугорных. Из листинга программы видно, что у них этот номер на одну цифру больше, соответственно, необходимо везде корректировать параметр регистра "No_Of_ignore_bytes" (R25). Хотя, могу и ошибаться. На одном из профильных сайтов поднималась эта проблема в точности как и у нас, и похоже, ее там благополучно решили, но каким именно образом, к сожалению, умалчивается. Зарегистрироваться на этом сайте, чтобы пообщаться с участниками темы тоже не получается - отфутболивают без разъяснений, сразу на этапе регистрации. Вот ссылка: http://www.edaboard.com/thread290544.html Уважаемый max7780, если у Вас устройство заработало, не поделитесь программой? Был бы очень Вам признателен, поскольку мои познания в программировании не позволяют мне написать такую сложную программу с нуля ни на асме, ни на СИ, а ковырять имеющуюся я уже просто мозг сломал за два месяца.
Устройство собирал 5 лет назад, если найду, то возможно завтра выложу исходник. Но там реализованы не все функции, например не делал команду status, которая читает состояния входов, и нет гарантии что программа заработает с Вашим модемом, возможно есть какие - то отличия в ответах на команды или в самих командах. Также в оригинальном исходнике отсутствует анализ ответа модуля, модем может сообщить об ошибке, а программа продолжит выдачу команд, либо модем может банально зависнуть, а микроконтроллер просто не сможет его перезагрузить, так как на оригинальной плате отсутствует управление PowerPin-ом модуля. Я проанализирую Datasheet на Ваш модуль и помогу, чем смогу. Также хотелось бы сказать что 590-й - редкостная дрянь, три модуля купил, только один нормально заработал без глюков. При переделке софта не стояла задача обеспечить безотказную работу устройства гарантировано в течении длительного времени, а просто запустить железку, также много неоптимального кода, лучше я перешлю Вам эту программу на электронную почту.
У меня из двух приобретенных модемов 590-х тоже заработал нормально лишь один, второй шлет в эфир всякий мусор, который видно на терминале. Пробовал подбирать скорость - бесполезно. А второй работает четко на скорости 9600, но с микроконтроллером дружить не хочет почему-то, хотя, тут мы уже выяснили, что дело скорее всего в самой программе. Однако, для меня все равно остается загадкой почему у одних она работает, а у других нет. Вроде у GM47 и NEOWAY полностью совпадают протоколы АТ-команд, единственное отличие - у Neoway нет порта под микрофон, соответственно - невозможно реализовать голосовой вызов. А схема и контроллер у Вас остались прежними, или изменились? Да я буду рад любому, даже "сырому" решению, ведь потом его уже можно доработать как положено. Главное - это основа. Так что буду безмерно благодарен, если отправите прогу на адрес [email protected], тогда уже можно будет двигаться дальше в этом направлении, потому как сейчас я просто зашел в тупик...

Наконец-то мне удалось заняться изучением, пожалуй самого популярного в DIY среде GSM модуля — GSM900. Что такое GSM модуль? Это устройство, которое реализует функции сотового телефона. Другими словами, GSM900 позволяет звонить другим абонентам сотовой сети, принимать звонки, отправлять и принимать SMS-сообщения. А еще, разумеется, передавать данные по протоколу GPRS.

Мне этот модуль понадобился для вполне конкретной цели: появился проект системы освещения, управляемой дистанционно. Проще всего эта задача решается SMS-сообщениями: отправил одну sms — свет включился, отправил другую — выключился. Никаких пультов не надо, а телефон есть у всех (даже у бомжей). Собственно, в этой статье я рассмотрю именно этот вариант использования модуля GSM900.

1. Прошивка

Волею судеб, у меня в руках оказался модуль GSM900A. Прочитав первый попавшийся форум про оживление этой штуки, выяснилось, что буква A в названии означает принадлежность модуля к азиатскому региону. А следовательно, работать с нашими операторами он не станет. Уныние 🙁

Благо, в следующих постах на том же форуме содержалась успокаивающая информация:) Оказалось, что не всё так плохо, и чтобы модуль заработал в нашем регионе, его нужно попросту перепрошить. Этот процесс хорошо описан в блоге нашего соратника Alex-EXE: прошивка «all in one» sim900
Попробую сделать то же самое, но еще более подробно, и с учетом особенностей моего модуля.

Если у вас правильный модуль и прошивка не требуется, можно сразу прыгать на раздел №2.

Инструменты

Итак, для начала подготовим все необходимые инструменты. Во-первых, непосредственно для прошивки потребуется приложение SIM900 Series download Tools Develop, которое можно легко найти в интернете ().

Во-вторых, пригодится и сам файл прошивки 1137B02SIM900M64_ST_ENHANCE, который тоже легко добывается ().

Наконец, в-третьих, нам нужен будет хороший терминал для экспериментов с модулем. Обычно я использую TeraTerm, но в этот раз его возможностей нехватило (или я не разобрался). Пришлось установить монстра с гениальным названием .

Подключение к USB-UART мосту

Теперь подключаем линии RX и TX к мосту. В качестве последнего я использовал CP2102. В моем случае, вопреки логике, RX и TX моста соединялись с RX и TX GSM-модуля симметрично (а не крест-накрест, как принято).

Также следует запитать модуль от стабильного и мощного источника, так как пиковый ток на модуле может достигать 2А (якобы). Подойдут 4 аккумулятора типоразмера AA. Полная схема включения выглядит так:

	SIM900
CP2102 Gnd	Gnd
CP2102 +5V	VCC_MCU
CP2102 RX	SIMR
CP2102 TX	SIMT
Внешний источник +5В	VCC5
Внешний источник Gnd	Gnd
	RST

У данной модели нет кнопки сброса, так что для прошивки нам потребуется на пару секунд кинуть контакт RST на землю. Для этого мы пока оставим его висеть в воздухе.

Предварительная настройка модуля

Перед тем, как приступить к прошивке, мы соединимся с модулем, и изменим ему скорость UART. Для этого запустим терминал Terminal, выберем правильный порт, и установим скорость обмена — 9600. После этого жмем «Connect».

Всё общение с модулем происходит посредством AT-команд.

Первое что мы скажем модулю будет самая примитивная AT-команда: «AT». Это такой своеобразный ping, на который модуль должен ответить словом «OK».

Если все прошло успешно, и модуль действительно ответил нам «OK», отправляем команду настройки скорости:

AT+IPR=115200

В конце команды должен стоять служебный символ возврата каретки — CR. В ASCII таблице он имеет код 13 (или 0x0D в шестнадцатеричной системе). Символ подставится автоматически, если вы поставите галку «+CR» напротив строки ввода в нашем терминале. В других терминалах тоже есть подобные настройки.

В ответ на введенную команду снова получим — «OK».

Данная настройка понадобится нам для ускорения процедуры прошивки. В противном случае, как указал в своем блоге Alex-EXE, прошивка займет около часа.

Настройка программы

После того, как все провода воткнуты в нужные места, и модуль подготовлен к прошивке, запускаем приложение SIM900 Series download Tools Develop. Настройка программы состоит всего из нескольких пунктов:

в поле Target указываем целевой чип. Почему-то у меня не вышло залить прошивку на SIM900A, так что я выбрал «SIM900»;
выбираем правильный порт в поле Port;
Baud Rate ставим в 115200;
наконец, указываем файл прошивки в поле Core File (файл с расширением cla).

С настройкой всё.

Прошивка

Теперь выполняем строго и последовательно шесть важных шагов.

Подключаем к модулю питание (наши 4 аккумулятора). Должна загореться красная лампа питания, а лампа статуса должна начать мигать.
Подключаем USB-UART к компьютеру.
Замыкаем провод RST на землю (помним, что все это время он болтался в воздухе).
Нажимаем в программе кнопку Start Download.
Считаем в уме до трех, и отрываем RST от земли.

Ждем 6 минут до завершения прошивки.

Что мы имеем после прошивки

Во-первых, модуль теперь умеет работать с нашими операторами. Во-вторых, мы поставили расширенную прошивку, среди особенностей которой, к примеру, получение координат модуля по сотовым вышкам, работа с электронной почтой и доступ к дополнительным 2.5 Мб памяти.

2. Эксперименты с GSM модулем

Попробуем теперь выполнить разные полезные операции с модулем. Для начала, введем ПИН-код (если он есть):

AT+CPIN=8899

Ответ модуля будет таким:

CPIN: READY.

После этого получим от модуля немного информации.

AT+GMR - идентификатор прошивки. AT+GSN - IMEI. AT+CPAS - состояние (0 – готов к работе, 2 – неизвестно, 3 – входящий звонок, 4 – голосовое соединение). AT+COPS? - информация об операторе.

Телефонные вызовы

Теперь наберем какой-нибудь номер. Делается это с помощью команды:

ATD+790XXXXXXXX;

Точка с запятой в конце команды очень важна, на забудьте про неё!

Если во время UART сеанса на устройство кто-нибудь позвонит, вернется сообщение:

Ответить на звонок (взять трубку) можно командой:

Если к модулю подключены наушники и микрофон, то можно пообщаться с удаленным абонентом как по обычному сотовому телефону.

Завершает вызов команда:

Отправка SMS

Сначала включим текстовый режим сообщений:

AT+CMGF=1

и установим кодировку:

AT+CSCS= "GSM"

Модуль поддерживает и другие кодировки, более удобные для автоматических систем. Но нам для экспериментов удобнее всего использовать именно GSM режим, в котором телефон задается цифрами, а текст сообщений пишется в ASCII кодировке. Теперь отправим кому-нибудь сообщение:

AT+CMGS="+79123456789"

А конце команды необходимо добавить сразу два служебных символа: CR и LF. В Terminal это можно сделать галочкой CR=CR+LF, либо вручную добавив в конце строки: AT+CMGS=»+79123456789″&0D&0A

После ввода этой команды, в ответ будет получен символ «>», означающий начало ввода сообщения. Пишем какой-нибудь текст:

Hello World!

В конце сообщения нам нужно будет передать один из двух специальных символов. Чтобы отправить сообщение введем символ из ASCII таблицы с номером 26. Чтобы отменить отправку — символ с номером 27.

В используемом нами терминале для отправки символа по коду можно использовать одно из двух выражений: в шестнадцатеричном формате: $1A, и в десятеричном: #026

Прием SMS

Если во время сеанса на устройство придет SMS, вернется сообщение формата:

CMTI: "SM",4

здесь 4 — это номер входящего непрочитанного сообщения.

AT+CMGR=4

В ответ получим:

CMGR: "REC READ","+790XXXXXXXX","","13/09/21,11:57:46+24" Hello World! OK

В общем, все просто. Этого нам вполне достаточно для реализации задуманного. Для более глубокого изучения возможностей GFM900 рекомендую почитать еще одну статью Alex-EXE: at-команды gsm модема sim900

3. Взаимодействие с микроконтроллерами

Вообще, чтобы управлять внешними устройствами вовсе не обязательно спаривать модуль GSM900 с другим микроконтроллером. В этот модуль можно зашить свою программу, которая будет делать всё что угодно со свободными GPIO выводами. Однако, в большинстве готовых плат GPIO не разведены, поэтому для создания прототипа задуманного устройства воспользуемся самой простой Arduino Uno/Nano.

Общаться Arduino и GSM900 будут всё по тому же UART интерфейсу. Для этого соединим эти два устройства по следующей схеме:

GSM900	GND	VCC_MCU	SIMT	SIMR
Ардуино Уно	GND	+5V	RX	TX

Теперь составим программу, которая будет ловить СМС-ки, и зажигать светодиод на ноге №13 на пару секунд. Этим мы имитируем управление неким внешним устройством.

Const String spin = "1234"; const int rel_pin = 13; String ss = ""; // Отправка пин-кода void sendPin(){ String cmd = "AT+CPIN="+spin+char(0x0D); Serial.print(cmd); } // Включение светодиода на 2 секунды void receiveSMS(String s){ digitalWrite(rel_pin, HIGH); delay(2000); digitalWrite(rel_pin, LOW); } // Разбор строки, пришедшей из модуля void parseString(String src){ bool collect = false; String s = ""; for(byte i=0; i

Загружаем программу на Arduino, и тестируем систему. Если всё сделано правильно, отправка SMS сообщения на устройство приведет к включению светодиода на 2 секунды. Разумеется, вместо светодиода можно включать/выключать мощное реле, к которому подключен котел отопления в загородном доме.

Кто следил за данной темой, тот в курсе, что у меня GSM модуль и модуль управления им - две разные платы, соединенные бутербродом (см. плата с SIM900D и плата управления ). На управляющей плате помимо микроконтроллера ATmega32a стоит модуль питания, выполненный на преобразователе LM2596 , он запитывает схему постоянным напряжением 3,5 вольт. В принципе подойдет любой другой источник питания, главное чтобы он был способен кратковременно вытянуть до 2 ампер (именно такое потребление GSM-модуля в момент регистрации).

В итоге получившаяся схема подключения вышла такая (кликабельно):

А вот так это выглядит в работе на данный момент.

Видео включения модуля

За измерение температуры отвечает датчик DS18B20, он подключается к выводу PortD.3 микроконтроллера.

К PortD.6 можно подключить какую-нибудь нагрузку и управлять ей посредством команд смс. У меня сейчас висит светодиод - D4 на схеме. Но ничего не мешает повесить сюда релюху или симистор и управлять чем-нибудь посерьезней.

Выход датчика подключается к выводу PortD.7 микроконтроллера, на схеме, датчик условно заменен на кнопку.

Заместо датчика движения можно ставить любые другие средства обнаружения проникновения - датчики открывания окон и дверей, датчики разбития стекла, фотоэлектрические датчики и др. в общем все на что способна фантазия.

Список команд

А вот и список команд в смс которые обрабатывает модуль. Для удобства и простоты комады цифровые, возможно в следующих версиях прошивки будут более осмысленные имена команд:)

0 - Отключение нагрузки (на выводе PortD.6 выставляется логический 0)

1 - Включение нагрузки (на выводе PortD.6 выставляется логическая 1)

2 - Приняв эту команду, модуль перезвонит на указанный в программе телефонный номер

3 - Запрос баланса и отправление его смс-кой обратно на указанный номер. Здесь есть один важный нюанс - ответы на USSD запросы обязательно должны приходить в латинице. Иначе заместо осмысленного текста в ответ придет сообщение в шестнадцатеричной кодировке. Как перевести USSD в латиницу нужно уточнить у своего оператора. К примеру, на используемой мной симке от Смартса, нужно ввести *102*1# (в мегафоне *105*0#)

4 - Запрос температуры. Значение температуры будет отправлено нам в смс.

5 - Разрешенить отсылать сообщения в случае срабатывания датчика проникновения.

6 - Запрет на отправление уведомляющих смс от датчика проникновения.

? - По этой команде модуль пришлет нам смс, в котором находится общая информация об устройстве, такие как значение с датчика температуры, включена ли нагрузка, состояние на входе от датчика проникновения и разрешена ли отправка уведомляющих смс от него. К примеру, вот как может выглядеть такое сообщение: температура +24, нагрузка выключена, на выходе датчика движения 0, отправка смс в случае срабатывания запрещена.

Теперь как настроить чтобы модуль отправлял sms именно на ваш номер. В архиве с программой находим основной файл программы, она так и называется "программа" :) и находим в ней константу:

Const Phonenumber = "+7908390хххх"

подставляем сюда свой номер телефона, компилируем программу и получаем hex файл прошивки.

Ну и напоследок демонстрация того как модуль обрабатывает команды.

Отдельное спасибо за участие и помощь в разработке, давнему товарищу сайта Сергею RD3AVJ!

UPD: от 31.10.12

Немного доработал прошивку, теперь для того чтобы задать номер на который будут слаться уведомляющие SMS не нужно перекомпилировать программу. Достаточно послать на модуль смску с сообщением "Firstnumber" (без ковычек) и номер, с которого была отправлена эта команда, записывается в энергонезависимую память микроконтроллера.

Опыт использования SIM900, описанный ниже будет более полезен тем, кто уже успел немного поработать с модулем. Для тех же читателей, кто только начинает изучение данной микросхемы и планирует использовать её для обмена данными через интернет мы подготовили серию уроков на эту тему. Вот .

Итак, SIM900 – GSM-модуль компании SIM COM, управляется AT-командами, умеет посылать SMS, совершать звонки, организовывать прямое CSD-соединение, обмениваться информацией по GPRS.

В моих руках оказалась заказанная из Китая отладочная плата SIM900 GPRS shield – совместимая с платформой Arduino.

На плате находится сам чип SIM900, разъёмы для микрофона и наушников, переключатель источника питания (от внешнего разъёма или от Arduino), антенна, несколько светодиодов для индикации режимов работы, разъём для батарейки (если нужны часы реального времени), кнопка включения/выключения. Хорошее описание я нашёл на wiki производителя . Там же приведён код для управления модемом в различных режимах.

Как заявляет нам производитель плата отлично совместима с Arduino Uno. Действительно, плата SIM900 просто втыкается в Uno и сразу же начинает работать. Однако, как выяснилось, Arduino Uno может оказаться «слабоватой» для реализации некоторых функций, но об этом я расскажу чуть ниже.

С Arduino Mega плата работает с некоторыми ограничениями. Это связано с тем, что у Меги в отличие от Uno пины 7 и 8, недоступны для использования в качестве software serial (программный USART). Это решается переключением интерфейса USART на ноги 0 и 1, для этого на плате SIM900 предусмотрены джамперы.

Вообще, плату можно подключить к любому контроллеру с интерфейсом USART. Например, пробовал управлять модемом с помощью контроллера STM32F4.

SIM900: SMS-сообщения и звонки

Испытания модуля для обмена SMS-сообщениями и звонков прошли «на УРА»! Модуль справился с этими задачами без особых проблем, для этого я просто скопировал c того же сайта , скомпилировал и прошил в Arduino Uno вот этот код:

//Serial Relay - Arduino will patch a //serial link between the computer and the GPRS Shield //at 19200 bps 8-N-1 //Computer is connected to Hardware UART //GPRS Shield is connected to the Software UART #include SoftwareSerial GPRS(7, 8); unsigned char buffer; // buffer array for data recieve over serial port int count=0; // counter for buffer array void setup() { GPRS.begin(19200); // the GPRS baud rate Serial.begin(19200); // the Serial port of Arduino baud rate. } void loop() { if (GPRS.available()) // if date is comming from softwareserial port ==> data is comming from gprs shield { while(GPRS.available()) // reading data into char array { buffer=GPRS.read(); // writing data into array if(count == 64)break; } Serial.write(buffer,count); // if no data transmission ends, write buffer to hardware serial port clearBufferArray(); // call clearBufferArray function to clear the storaged data from the array count = 0; // set counter of while loop to zero } if (Serial.available()) // if data is available on hardwareserial port ==> data is comming from PC or notebook GPRS.write(Serial.read()); // write it to the GPRS shield } void clearBufferArray() // function to clear buffer array { for (int i=0; i
Для того, чтобы посылать модулю команды, его нужно подключить к компьютеру. Это можно сделать, используя USB порт Arduino. На компьютере для этого нужен любой монитор COM-порта. Его можно скачать отсюда , а можно использовать монитор, встроенный в Arduino IDE.

Всё, что делает прошитая программа Arduino, — «ловит» команды пользователя и посылает их модулю, а затем возвращает пользователю ответы SIM900. Таким образом, передавая модулю AT-команды в ручном режиме, я опробовал приём и передачу SMS-сообщений, а подключив в соответствующие разъёмы микрофон и наушники — воспользовался модулем SIM900 в качестве мобильного телефона.

Передача данных по GPRS с помощью SIM900

Свои первые опыты по передаче данных через GPRS я начал, используя для управления SIM900 платформу Arduino UNO (просто потому, что она была под рукой). Для начала купил хостинг с сервером под Apatche и развернул на нём простейшее приложение, которое умело отвечать на GET-запросы. Получилось! Я все так же посылал команды с ПК контроллеру Arduino, который в свою очередь пересылал их SIM900.

Всё работало корректно до тех пор, пока GET-запросы были достаточно короткими (до 100 символов). Но как только запросы стали длиннее — начались сбои: запросы передавались не полностью. Было замечено, что глюки могут появиться или исчезнуть даже при увеличении/уменьшении управляющей программы Arduino на несколько строк. Впоследствии выяснилось, что сбои связаны с программным USARTом, которой Arduino UNO использует для общения с SIM900, т.к. такой USART целиком и полностью зависит от программного цикла ядра контроллера. При малом количестве данных, они успевают передаваться всегда, а при увеличении их количества — результат передачи зависит от длительности программного цикла.

Вывод из всего вышесказанного: использовать программный USART при общении с SIM900 НЕЛЬЗЯ , особенно когда речь идёт о большом количестве передаваемых данных.

У Arduino Uno всего один «железный» интерфейс USART, который был занят под обмен с ПК, поэтому пришлось отказаться от UNO, заменив её на Arduino Mega, которая не страдает недостатком «железных» USARTов. После такой «рокировки» работа устройства стала стабильной и корректной.
SIM900: TCP-IP стек или HTTP? Что лучше?

Изучая руководство по управлению модемом, я обнаружил что существует две группы AT-команд. Первая группа используется для передачи данных через встроенный TCP-IP стек, а вторая использует HTTP протокол уже реализованный внутренней логикой SIM900. Сколько я ни мучал Google и Яндекс пытаясь узнать, чем же отличаются данные способы, каковы плюсы и минусы каждого из них, — ничего не нашёл, поэтому попробовал оба и делюсь своим практическим опытом тут.

Оба способа рабочие и имеют право на существование.

TCP-IP стек немного сложнее инициализируется (больше команд нужно передать модулю), им немного сложнее управлять. Для того, чтобы передать запрос, необходимо открыть соединение, дождаться ответа и корректно закрыть его.

HTTP — это, говоря простыми словами, браузер встроенный в SIM900. Он прост в инициализации, для того чтобы начать обмен с сервером необходимо открыть сеанс. При этом открытие и закрытие соединения при каждом запросе и решение других «организационных задач» ложиться на плечи SIM900. Это удобно, к тому же передача данных таким способом происходит несколько быстрее, как раз из-за того, что у SIM900 быстрее получается выполнять все «вспомогательные операции», чем это может делать управляющий контроллер.

Таким образом, при выборе способа обмена я все-таки остановился на протоколе HTTP.

Некорректный GET-запрос на сервер

В самом начале своей работы по передаче данных по GPRS я допустил ошибку, которая стоила мне не одного дня мучений. Не имея достаточного опыта работы по взаимодействию с сервером посредством GET-запросов, я, набравшись поверхностных знаний в интернете, составил запрос вида:

GET http://xxx.ru/d_command.php?UC=1111 HTTP/1.1
HOST: xxx.ru

Этот запрос не является корректным, однако его отлично «кушал» браузер и прокси сервер, с которого я отправлял запросы для отладки — именно поэтому я считал запрос верным.

Самое удивительное то, что SIM900 тоже отлично справлялся с «плохим» запросом (а отправлял запросы я тогда через TCP-IP стек). Однако, в один прекрасный день сервер начал отвечать на такие запросы ошибкой 404. Произошло это по так и не выясненным обстоятельствам, то ли хостинг-провайдер поменял алгоритмы обработки запроса (он открещивается от этого), то ли это сделал мобильный оператор. Но факт остаётся фактом. Тогда же я попробовал передать тот же запрос через HTTP — всё работало. Объясняется это тем, что внутренний HTTP протокол модуля SIM900 (как я уже говорил, по-сути встроенный браузер) умеет сам правильно «распарсивать» некорректные запросы и транслировать в сеть уже в правильном виде. Это еще один плюс (сомнительный, конечно же) использования HTTP, поскольку позволяет программисту некоторые неточности. А вообще, конечно, запрос должен быть написан правильно и выглядеть вот так:

GET /d_command.php?UC=1111 HTTP/1.1
HOST: xxx.ru

С таким корректным запросом SIM900 успешно обменивается и через TCP-IP стек, и через HTTP.

Зависание SIM900

Иногда при обмене по GPRS возникают ситуации, после которых модуль может зависнуть. Этому виной могут быть некорректные данные, пришедшие по сети и загнавшие в ступор SIM900, или помехи на линии обмена модуля и контроллера, при которых SIM900 получил «не то, что ждал», или ещё какие-то неведомые проблемы. Производитель чипа предупреждает о том, что это может происходить и предлагает в таких случаях перезагружать модуль с помощью специальной последовательности импульсов, подаваемых на вход PWRKEY.

Однако, как выяснилось, это не всегда помогает — после такой перезагрузки модуль может «проснуться» всё ещё «глюкнутым». И об этом тоже нас предупреждает производитель, если внимательно читать DataSheet на модуль. Вот что рекомендуется в документации:

NOTE: It is recommended to cut off the VBAT power supply directly instead of using external reset pin when SIM900 can not respond to the AT command “AT+CPOWD=1” and PWRKEY pin.

Поэтому самым правильным способом перезагрузки модуля является полное снятие с него питания (с ножки VBAT), выдержка некоторой паузы (хотя бы секунду на всякий случай) и повторная подача питания. Для перезагрузки модуля на плате лучше предусмотреть реле или транзисторный ключ, управляемый контроллером.

Заключение

В дальнейшем я планирую выпустить серию статей-уроков, в которых расскажу как организовать обмен между серверным веб-приложением и SIM900, начиная с покупки хостинга у провайдера заканчивая написанием кода управляющих программ.

До свидания! Следите за обновлениями на LAZY SMART .