OpenAT平臺的GSM Modem通信協(xié)議報文設計
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隨著經濟的發(fā)展以及國內工農業(yè)領域的自動化程度的提高，越來越多的場合需要遠程監(jiān)控和操作的設備?？煽俊崟r、低成本、低功耗的基于GSM網絡的短信遠程數據控制與傳輸系統(tǒng)，在電力抄表、水文監(jiān)測、防盜、環(huán)境監(jiān)測、車輛跟蹤、兒童定位、油田監(jiān)控等需要遠程數據采集和控制領域中的應用越來越廣泛。在所有這些基于GSM網絡短信息設備的領域，GSM Modem是必不可少的設備。本文討論目前應用廣泛的基于Wavecom公司Q24PL001模塊的GSM Modem嵌入式程序設計，以實現將短信數據通信報文封裝進GSM Modem，從而簡化上位機軟件的工作量。
本文以OpenAT3.12嵌入式開發(fā)平臺為例，討論如何將遠程控制和數據采集通信報文封裝進以Q24PL001模塊為主的GSM Modem。
1 OpenAT操作系統(tǒng)介紹
OpenAT是Wavecom公司為GPRS／GSM無線CPU開發(fā)的一款實時操作系統(tǒng)，集成了內存分配、Flash管理、數據流管理、GPIO管理、總線管理、定時器管理等多種功能。底層為嵌入式API應用層，它包括程序初始化API、AT指令API、操作系統(tǒng)API、標準API、流控API、總線API等，包含了建立在OpenAT基礎之上的應用開發(fā)層函數庫。應用開發(fā)層(簡稱ADL)函數庫為開發(fā)人員提供了上層應用接口，簡化了嵌入式應用的開發(fā)；同時還提供了嵌入式應用程序框架，包括消息解析器和服務聲明機制。基于以上原因，OpenAT應用程序開發(fā)人員在開發(fā)應用程序時，更多的時間用于調用服務處理函數，使系統(tǒng)更專注于程序本身的優(yōu)化。
2 GSM Modom的硬件結構和應用程序
GSM模塊在工業(yè)領域中比較重要的一個應用就是用來做GSM Modem，這也是GSM模塊一個最簡單的應用。如圖1所示，一個常規(guī)通用GSM Modem的系統(tǒng)結構包括電源、RS232接口、GSM模塊、LED指示燈、SIM卡和天線等部分。
GSM Modem核心模塊采用Wavecom公司的無線CPU模塊Q24PL001。在Q24PL001模塊中，OpenAT與應用程序的結構關系如圖2所示。Q24PL001集成了ARM7內核的32位CPU，內嵌OpenAT操作系統(tǒng)內核，支持OpenAT嵌入式應用程序設計。
3 基于短信遠程控制系統(tǒng)的結構
如圖3所示，基于GSM網絡的短信遠程控制系統(tǒng)通常包括以下幾個部分：GSM Modem、上位機監(jiān)控終端、移動運營商的GSM網絡和GSM終端等。
在一般產品設計中，GSM Modem作為發(fā)送GSM短信息的工具使用。PC機通過RS232串口與GSM Modem相連，根據通信協(xié)議處理短信數據將處理好的短信數據包打包，通過RS232串口發(fā)送一系列標準Ar指令控制GSM Modem，由其將短信數據包發(fā)送至終端系統(tǒng)。本文重點研究簡化上位機軟件，將數據處理過程交給GSM Modem嵌入式系統(tǒng)軟件處理的方法。
4 GSM短信遠程控制系統(tǒng)的通信報文設計
對于GSM遠程通信系統(tǒng)，數據通信報文并無統(tǒng)一標準，設計者可以根據具體情況自由設計不同通信終端之間的數據通信報文。由于GSM網絡的短信數據通信接收端可以通過普通手機實現短信接收，所以必須在短信數據通信報文設計中進行數據加密設計，以防止非法用戶對GSM短信數據通信報文的破解和濫用，保證整個SMS短信控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了便于介紹，在此以非加密的GSM短信數據通信報文為例，介紹GSM短信通信報文的設計。
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