引言

　　移動網(wǎng)絡(luò)是目前覆蓋范圍廣的移動通信網(wǎng)絡(luò)，SMS短消息服務是GSM終端之間通過服務中心進行文本信息收發(fā)的應用服務，SMS服務作為GSM網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務，已經(jīng)得到越來越多系統(tǒng)運營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視。SMS以其實現(xiàn)簡單，抗干擾能力強，強通信成本低等特點，在遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、遠程無線傳輸、車輛監(jiān)控定位系統(tǒng)等領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。本文選用Siemens公司的GSM模塊TC35i，給出其應用方案、外圍電路設(shè)計及軟硬件實現(xiàn)。

　　1 TC35i模塊簡介

　　TC35i是Siemens公司推出的新一代無線通信GSM模塊，可以快速安全可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務（SMS）和傳真。模塊的工作電壓為3.3～4.8 V，可以工作在900 MHz和1 800 MHz兩個頻段。具有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、傳真。此外，該模塊還具有電話簿功能、多方通話、漫游檢測功能。

　　TC35/TC35I短信模塊是一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM短信模塊。在GSM網(wǎng)絡(luò)日臻完善的今天，TC35/TC35I短信模塊秉承了西門子一貫的品質(zhì)，它易于集成使用它您可以在較短的時間內(nèi)花費較少的成本開發(fā)出新穎的產(chǎn)品。在遠程監(jiān)控和無線公話以及無線POS終端等領(lǐng)域您都能看到TC35I短信模塊無線模塊在發(fā)揮作用，使用它是您產(chǎn)品質(zhì)量和性能的保證。

　　◇TC35/TC35I短信模塊技術(shù)特點：體積小、重量輕，低功耗，支持數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真，SIM應用工具包，AT 命令集控制，R&TTE，、GCF，SMS：MT/MO/CB/PDU模式，音頻： 速率，升級速率和半速率，便于集成。

　　2 硬件設(shè)計

　　2.1 數(shù)據(jù)通信電路

　　數(shù)據(jù)通信電路主要完成短消息收發(fā)，以及與PC機通信、軟件流控制等功能。TC35i的數(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā)，符合ITU-T RS 232接口電路標準，工作在CMOS電平（2.65 V）。數(shù)據(jù)接口配置為8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無校驗位，波特率在300 b／s～115 Kb／s之間可選，默認9 600 b／s。TC35i模塊還支持RTS0／CTS0的硬件握手和XON／XOFF的軟件流控制。

　　在數(shù)據(jù)通信電路中選用Sipex公司的SP3232芯片，實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換及串口通信功能。SP3232芯片供電電壓為3～5.5 V，符合TIA／EIA-232-F和ITU v.28標準。該芯片的特性可以滿足TC35i作為移動終端的電路連接要求。在SP3232與ZIF連接器相應引腳連接時，要注意發(fā)送、接收引腳的連接正確。

　　TC35i能否正常通信，可通過SYNC引腳接LED指示燈觀察，當指示熄滅時，表明TC35i處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當LED為600 ms亮／600 ms熄時，表明SIM卡沒有插入或TC35i正在進行網(wǎng)絡(luò)登錄；當LED為75 ms亮／3 s熄時，表明TC35i已登錄進網(wǎng)絡(luò)，處于待機狀態(tài)。

　　2.2 SIM卡電路

　　SIM（subscribet identity module），即用戶識別卡，TC35i的基帶處理器集成了一個與ISO 7816-3 IC Card標準兼容的SIM接口。為了適合外部的SIM接口，該接口通過ZIF連接器連接到TC35i的第24～29引腳。在GSMll.11為SIM卡預留5個引腳的基礎(chǔ)上，TC35i在ZIF連接器上為SIM卡接口預留了6個引腳，所添加的CCIN引腳用來檢測SIM卡支架中是否插有SIM卡。當插入SIM卡，該引腳置為高電平，系統(tǒng)方可進入正常工作狀態(tài)。

　　SIM卡是帶微處理機的芯片卡，它由CPU、工作存儲器RAM、程序存儲器ROM、數(shù)據(jù)存儲器EEPRoM和串行通信單元5個模塊組成，這5個模塊集成在一塊集成電路中。例如Motorola公司的SC21 SIM卡，其CPU為68H05， RoM為6144比特，RAM為12比特，EEPROM為2992比特可擦除，16比特不可擦除，它們集成在一片集成電路中。

　　2.3 電源及啟動電路

　　TC35i電源供電范圍為DC3.3～4.8 V，推薦使用DC4.2 V。有3種電源管理模式，休眠狀態(tài)電流消耗為3.5 mA，空閑狀態(tài)為25 mA，發(fā)射狀態(tài)平均為300 mA，瞬時值可能達到2 A，如圖2所示。在發(fā)射狀態(tài)，電源電壓瞬時壓降不能超過400 mV，必須考慮線路上的電壓損耗，線路電阻不可超過200 mΩ，因此在布線時必須注意這些問題。在TC35i的接口上，第1～5的引腳為電源引腳，第6～10的引腳為地線。另外，還有一個VDDLP引腳（引腳編號為30）用于模塊掉電時實時時鐘的供電。

　　在實際應用中一般有2種供電方案，一種是采用外接電源供電，需將電源電壓轉(zhuǎn)換為模塊所需電壓（推薦4.2 V）。可選用LM2941CS，它是開關(guān)型可調(diào)高性能微波電路專用穩(wěn)壓芯片，通過外圍兩個電阻的分壓比能靈活改變輸出電壓，通過控制引腳可開啟／關(guān)閉電源模塊，如圖3所示；另一種是采用普通手機電池供電，電池電壓一般在3.6～4.O V，可選用LM2577電源芯片。LM2577可將電池電壓（3.6～4.0 V）穩(wěn)定在4.2 V左右，同時能輸出電流3 A，以保證峰值時的電流消耗，如圖4所示。

　　模塊上電10 ms后（電池電壓必須大于3.3 V），為使之正常工作，必須在啟動引腳（IGT）時加長至少為100 ms的低電平信號，且該信號下降沿時間小于1 ms。啟動后，第15引腳的信號應保持高阻抗。啟動電路由開漏極晶體管和上電復位電路組成，若該模塊與MCU組合，則可以直接與MCU的引腳連接，通過控制引腳輸出的電平來簡化電路。

　　3 軟件設(shè)計

　　3.1 AT指令

　　TC35IGSM模塊提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07規(guī)范。在短消息模塊收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的短消息時，能夠通過串口向數(shù)據(jù)終端設(shè)備發(fā)送指示消息，數(shù)據(jù)終端設(shè)備可以使用GSM.AT指令通過串口向GSM模塊發(fā)送各種命令。通過AT指令（見表1），可以控制SMS消息的接收與發(fā)送。

　　3.2 SMS消息的發(fā)送與接收

　　SMS消息的發(fā)送一般采用PDU（protocol dataunit）模式，如圖5所示。

　　在消息發(fā)送前，要將消息中韻ASCII字符及漢字統(tǒng)一編碼成UCS2碼，以PDU數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送。接收到的數(shù)據(jù)是以7 b的編碼形式存儲在TC35i模塊或SIM卡內(nèi)，在數(shù)據(jù)讀取時直接從TC35i模塊中得到符合GSM規(guī)范的數(shù)據(jù)，需經(jīng)過提取得到7 b編碼的有用數(shù)據(jù)。然而，這些7 b編碼數(shù)據(jù)是以ASCII字符的形式存在的，要轉(zhuǎn)換成8位的十六進制形式的7 b編碼，再解碼成可用的ASCII碼數(shù)據(jù)，這樣得到GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送來的原始數(shù)據(jù)，如圖6所示。

　　3.3 PDU格式發(fā)送短信息

　　TC35i支持Text和PDU（protocol data unit）2種消息模式，TEXT模式是基于ASCII碼形式字符的一種結(jié)構(gòu)模式，代碼較為簡單，但不支持中文字符。PDU模式也是基于十六進制形式字符的，數(shù)據(jù)和代碼都經(jīng)過編碼，所以無法直接讀懂；但PDU模式同時支持中英文兩種短信，PDU模式收發(fā)短信包括3種編碼：7位、8位和UCS2編碼。7位編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符；8位編碼用于發(fā)送數(shù)據(jù)信息；UCS2編碼用于發(fā)送Unieode字符。一般的PDU編碼由A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H，I，J，K，L，M共13項組成。例如，發(fā)送“監(jiān)控系統(tǒng)已開啟！”到用戶手機15826652893，對應用的數(shù)據(jù)編碼為：

　　            M：76D1 63A7 7CFB 7EDF 5DF2 5F00 542F FF01為用戶數(shù)據(jù)，Unicode字符（監(jiān)控系統(tǒng)已開啟）。

　　4 應用實例

　　在TC35i應用過程中通常要結(jié)合微處理器或通過電平轉(zhuǎn)換直接與PC串口通信。因此給出一個由TC35i與AVR微處理器構(gòu)成的GSM Modem實例。該GSM Modem已經(jīng)使用于GPS汽車防盜系統(tǒng)中。

　　5 結(jié)語

　　本設(shè)計已通過調(diào)試，并在實際應用中驗證了它的可行性。相信隨著通信技術(shù)和通信軟件不斷的發(fā)展，移動通信應用領(lǐng)域不斷擴大，基于TC35i的移動終端將有廣闊的應用前景，給公司會打來巨大的利益。

參考文獻:

[1]. ROM datasheet http://hbjingang.com/datasheet/ROM_1188413.html.
[2]. LM2577 datasheet http://hbjingang.com/datasheet/LM2577_1081687.html.