Схема подключения gsm модуля к микроконтроллеру. Освоение GSM на базе модуля SIM900D

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.

Здравствуйте!
Встала тут задача по управлять загородным домом, последить за температурой, дверями, окнами. И тут же возник вопрос о среде передачи данных. Ну провода и радиоканал отпадают из-за дороговизны, ВОЛС просто мечты, а вот GSM то что нужно. Сначала пал глаз на старые телефоны "Motorola", "Nokia", "SonyEricsson". Посмотрел, повертел и передумал. Первое, не хотел подпаиваться к контактам кнопок, да и обратной связи нет. Второе, разбираться с ПО телефона, ну это совсем не в кассу. В общем в творческих раздумьях и плавая в просторах всемирной паутины, изловив пару вирусов был найден компромисс. И работа с ПО и без всяких кнопок. Все это предлагает модуль SIM900D . Чем он мне приглянулся.
- Первое это простота монтажа. В этом вы убедитесь позже. - Второе это общение через UART. (Это значит МК + SIM900D = нормальная связь) - Третье это питание модуля от 3 до 4.8 вольт. Хош AVR, хош ARM. По вкусу. Ну лирики хватит, пора по делу.
Выглядит сей модуль так.

По поводу монтажа. Как видите модуль заточен на поверхностный монтаж. Размеры контактных площадок достаточно большие даже для ЛУТа. Ниже картинка моего устройства.

Как видите ничего сложного. Теперь давайте поговорим о схеме подключения этого чуда. Глядим мануал. И видим распиновку.

Да, много всего, но все использовать не будем. Первое что нам потребуется это обвязать все выводы "GND". Если глянуть на правый верхний угол, то можно заметить три отдельных вывода. Два "GND" и "ANT". Эти выводы расположены таким образом не просто так. Глянем в документацию на картинку подключения антенны.

59 и 61 контакты должны находиться как можно ближе к выводу антенны. Дополнительные схемы выделенные пунктиром, нужны для подключение антенн с кабелем. Поэтому я впаял SMA разъем как можно ближе к выводам 59, 60, 61 и не стал заморачиваться со схемой согласования, при этом с антенной на 3-х метровом кабеле и в месте очень плохого приема, выжал из модуля 13 балов из 31. Разъем видно на картинке выше. Точнее ноги от него)) Сам разъем с другой стороны. При этом контакты 59 и 61 как бы обнимают антенну. Ну как-то так. Далее давайте поговорим о SIM-карте. Для ее установки я использовал вот такой разъем (SIM ICA-501-006-01-F7)

Самое интересное то что я нашел 3 варианта распиновки SIM-карт. Какую использовать? Не буду вносить интриги, а для простоты привожу распиновку данного разъема. Вид сверху.

Но это еще не все. Если глянуть в монуал на схему включения SIM-карты, то там можно увидеть некую микросхемку под названием SMF05C . Эта микросхема содержит защитные диоды аж 5 штуков. Нужна для зашиты контактов SIM-карты. Конечно можно ее и не ставить, но тогда будьте внимательны и не трогайте контакты пальцами!!! Я как грешный человек за себя не ручаюсь, поэтому микруху припоял. А вот и сама схема.

Она конечно приведена для 8-и контактной SIM-карты, но для 6-ти будет тоже самое. Есть правда две засады с этой микросхемой. Первая это то что ее хрен где сыщешь. А вторая то что размер ее... Я когда получил заказ и достав положил ее на стол... Короче на втором рисунке сверху она впаяна между SIM-картой и батарейкой. Для сравнения резисторы 0805. Ну а справа транзистор в корпусе SOT-23. Так ну вроде с SIM-картой разобрались, поехали дальше. А дальше светотехника. Вообще говоря это на любителя. Так как все эти сигналы можно завести прямо в МК и он там сам пускай разбирается. Я все их вывел из чувства к прекрасному. Так что решайте сами.
- Первое это сигнал включен модуль или нет (STATUS) лог 1 - Второе это сигнал наличия регистрации сети (NETLIGHT) лог 1/0 (мигает) Если мигает с одинаковой частотой, значит не зарегистрировался в сети Если длинный промежуток, значит есть конект к сети. - Третье это сигнал звонка/sms (RING) лог 0 Горит если есть входящий звонок и моргнет при получении sms-сообщения. Первые два сигнала нужно подключать через NPN транзистор в ключевом режиме.

А третий сигнал (RING) нужно подключать через PNP транзистор. Еще один не мало важный сигнал, это кнопка включения и выключения модуля. (куда же без нее). Вот что нам предлагает мануал.

То есть подали лог 1 на базу транзистора на 1 секунду и модуль включился.
Теперь давайте поговорим о питании. Да, я бы ща от хорошей тарелочки борьща не отказался бы, а вы? Ну ладно, едем дальше. Питается модуль напругой от 3 до 4.8 вольтов. Вроде все просто, да не так. В момент звонка, передачи sms, поиска сети модуль может потребовать аж до 2А. Во как. Так что любители LM7805 и КРЕНок могут огорчиться. К счастью в мануале присутствуют две схемы на микросхемах MIC29302 (я так в продаже ее и не нашел) и LM2596 (эту купить можно). Но я лениииивый и собирать питалово с таким большим количеством обвязки просто не захотел. Я пошукал в интернете и нашел. Есть такой хороший стабилизатор для процессоров типа "Пень", "AMD" на 3.3в и до 7.5А. Во, думаю то что надо и ARM запитать можно и модуль. Вот схема этого чуда.

А вот как это выглядит в собранном виде.

Радиатор поставил со страху, в принципе микросхема не греется даже во время звонка. И последнее на что следует обратить внимание, это на батарейку. Она нужна для поддержания жизни часов реального времени. Самое важное что оставлять этот вывод в воздухе нельзя. Лично я сошелся на подключении батарейки чего и вам желаю. Можно конечно две АА влепить)) но как-то крупновато, а вот в форме таблетки 2032 на 3v то что надо. Благо они стоят не дорого и отсеки паять можно прям на плату. По моему это самое простое решение. Решать вам. Ну вроде и все. Вот как это все безобразие выглядит вместе и в работающем состоянии.

В следующей статье я расскажу как ломал этот модуль но уже программно через терминал при помощи АТ команд.
Выкладываю схемы в PCAD-2006
Архив с файлами модуля GSM.
Архив с файлами блока стабилизации.
Продолжение цикла статей о GSM модуле.
AT-Команды.
Связь модуля с ATmega8515.
Отладочная плата на базе SIM900D

Foli 14.03.13

Хотелось бы подробней о АТ командах, UARTу и непосредственно работы с этим в CodeVision

Алексей 15.03.13

С АТ командами разбираюсь. Не хочу выкладывать половину работы, так как есть некоторые вопросы. А с UARTтом и CVAVR там все просто. Как только разберусь с АТ командами сразу выложу и какие команды и как из CVAVR их подать.

Anatok 04.11.13

Все это красиво. А вот если сигнализация работала хотя бы при минус 30-и градусах и зарядилась скрытыми солнечными батареями особенно зимой, то желающих иметь такой аппарат было бы очень много.

Алексей 04.11.13

GSM модуль жрет до 2А при регистрации в сети или звонке или связи по GPRS. Для таких ресурсов требуется хороший аккумулятор, а при -30 АКБ долго не проживет. Даже в метеостанциях на уличных датчиках рекомендуют использовать простые батарейки.

Мишка 11.11.13

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 .

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.