基于PTM101模塊無線通信系統的設計

紀寵興

基于PTM101模塊無線通信系統的設計

紀寵興

以我國現有的GSM無線資源為依托，以譜泰PTM101無線模塊和ATMEL公司ATMEG64型號的單片機設計出了一套遠程控制系統，其中包括硬件搭建設計和軟件分析控制流程設計以及為研發調試時的觀察監聽，后期維護維修方便而設計了硬件優化鋪助模塊，最終成功實現了服務器（主控端）對客戶端（被控端）的遠程控制。

GSM無線資源；PTM101無線模塊；ATMEG64單片機；遠程控制

GSM（Global system for mobile communication）系統是當下在時分多址技術的移動通訊基礎上發展的非常完整、實用、應用最廣泛的一套系統。所謂GSM遠程控制就是服務器中的單片機利用GSM的短信功能通過AT指令向目標客戶端發送控制信息指令，客戶端根據控制方的指令讓客戶端采取相對應的執行動作。同時，為了向控制方及時的回饋操作效果，又可以把動作后的內容發送回控制方，以實現二者的互聯通信。

1　系統主要硬件部分介紹

圖1 GSM遠程控制系統硬件流程圖

圖1是GSM遠程控制系統的流程框圖，現以醫院利用廠家生產的凝血分析儀做凝血分析實驗為例說明其工作整體流程。廠家通過低價或者免費送給醫院，要收回成本并逐漸盈利必須用遠程控制其實驗次數，一旦客戶端的控制設備檢測到本凝血分析儀預先允許做的凝血實驗次數用完后就停止運作。直到接受到服務器新的有效指令和數據信息的時候，按照服務器發過來的信息重新啟動設備并且重新設置使用次數等數據。為了實現這種控制，當醫院通知廠家要購買實驗具體次數時，廠家通過PC機將按照內部協議將加工后的數據通過USB傳送到ATMET64單片機內，單片機通過再次分析提取要發送給PTM101的數據發送給PTM101無線模塊并且利用外部存儲器對服務對象的信息備份，以便將來需要的時候查詢核對。數據通過單片機的TXD引腳（收數據用RXD引腳）發送到PTM101后會在SIM卡中以短信的形式發送到客戶端，客戶端收到服務器數據后會按照與服務器約定的數據格式和協議提取具體信息，如是否激活凝血分析儀，允許做凝血實驗幾次。解析完短信后刷新客戶端系統的數據，重新激活設備。之后醫院每做一次凝血分析實驗就會自動通過USB向客服端授權中心傳送一些信息，客戶端授權中心依據這些數據來刷新允許做凝血分析次數等數據，并且將這些數據按照協議打包通過PTM101模塊以短信的形式發送給服務器，服務器收到短信后單片機會提取SIM卡中的短信，單片機解析短信后將有用的數據在備份的同時通過USB傳送到服務器的PC機上，這樣廠家可以實時觀察客戶端的信息，從而起到遠程控制作用。

2　系統主要軟件部分介紹

主程序進去后先系統初始化，System_Init（）函數里包含了單片機看門狗和對外部存儲器、串口、USB、指示燈引腳以及收發短信模塊等初始化動作。程序進入永遠為真的while大循環后就一直掃描是否有短信要發、是否有短信要讀、是否上位機有操作命令通過USB傳下來以及指示燈亮滅函數。recv_mes（）、send_mes（）、Usb_AVR（）三個函數用標志位隔離開，這樣就可以不互相干擾了。現在以收短信為例具體說明下工作流程，進入recv_ mes（）函數后單片機就給PTM101模塊發送讀第一條短信AT指令，假如沒有短信可讀PTM101會返回一個ERROR應答，當有短信可讀的時候PTM101返回一個OK應答。當返回OK的時候，AVR就讀出第一條短信，然后把讀短信第幾條的那個數字RD_MES_CMD往下加一，這樣短信一條一條的讀出來。考慮到這個SIM會收到各種廣告短信以及移動聯通話費余額等各種不是服務器發過來的短信，要先過濾掉這些“垃圾”短信。對于的確是服務器發過來的短信對其進行最重要的解析操作，依據服務器和客戶端約定的通信協議提取出有用信息再按這些信息去做相應的控制和更新數據操作。操作完成后客戶端會以發短信的形式通知服務器做出了相應的動作，這樣在千里之外的服務器就可以實時了解和控制客戶端。至于發短信的過程類似于收短信，這里不再贅述。

3　結語

本文解析了GSM網絡概念和應用，并且以AVR ATMEG64和PTM101無線模塊為核心設計出了一套遠程控制系統，并且以凝血分析儀為例說明了遠程控制系統的工作流程。文中在給出并解析了系統控制流程圖和主要硬件原理圖之后又給出了核心軟件構架，分析了軟件各模塊的功能并重點介紹了收短信函數的處理過程。

［1］ 易慶，石志國，王志良，李攀. 基于GSM短消息的信息查詢系統［J］. 成都：計算機應用研究，2003（2）：63-65.

［2］ 馬潮. 嵌入式GSM短信息接口的軟硬件設計［J］. 單片機及嵌入式系統應用，2003（2）：11-14.

［3］ 張海燕，葉鵬. 基于IE1850的智能變電站通信網絡的構建研究［J］. 節能，2011（11，12）：71-73.

廣東科技學院計算機系 廣東東莞 523083

Design of wireless communication system based on PTM101 module

Ji Chongxing

A remote control system was designed，supporting by China's existing GSM radio resources with Putal PTM101 wireless module and TMEG64 model microcontroller. It includes hardware building and software analytical flow chart. It also contains models for observation and monitor in R & D. Optimal computer-aided modules are designed for the convenient maintenance. Remote control from server（the control terminal）to client（the controlled terminal）has been realized.

GSM radio resources；PTM101 wireless module；ATMEG64 microcontroller；remote control

TN91

A