GSM模块（SIM900）详解

news2024/11/18 14:56:53

GSM模块（SIM900）

  • 0. GSM概述
  • 1. 常用的GSM模块
  • 2. SIM900系列
  • 3. STM32使用SIM900系列通信
    • 方法
    • AT指令
    • 示例代码

0. GSM概述

GSM（全球系统移动通信）是一种数字移动通信技术，是世界上最常用的移动通信标准之一。它是由欧洲电信标准协会（ETSI）制定的，于1991年首次发布。GSM的设计目标是提供一种在全球范围内实现移动通信的标准，使用户能够在不同的国家和地区之间使用同一种手机设备。

GSM基于蜂窝网络架构，将地理区域划分为许多小区，每个小区由一个基站负责覆盖，这些基站连接到移动通信网络的核心部分。GSM使用数字信号和时分多址技术，可以同时支持多个用户在同一个频率上进行通信。

GSM的主要特点和优势包括：

  1. 全球覆盖：GSM标准在全球范围内广泛应用，使得用户可以在不同国家和地区之间进行无缝通信。

  2. 数字通信：GSM使用数字信号进行通信，提供更好的音质和通信质量。

  3. 安全性：GSM引入了多种安全机制，包括身份验证、数据加密等，以保护用户的通信隐私和数据安全。

  4. 短信服务：GSM支持短信（Short Message Service）功能，允许用户发送和接收文本消息。

  5. 数据传输：GSM不仅可以传输语音通话，还可以用于数据传输，例如互联网接入、电子邮件等。

  6. 漫游支持：GSM的漫游功能使得用户可以在其他运营商的网络上使用自己的手机，方便用户在不同地区之间切换。

1. 常用的GSM模块

  1. SIM800系列：SIM800是一款广泛使用的GSM/GPRS模块系列，由SIMCom 公司生产。SIM800模块具有小型化尺寸、低功耗和丰富的功能，支持GSM通信和GPRS数据传输。
    在这里插入图片描述

  2. SIM900系列：SIM900是另一款由SIMCom 公司生产的GSM/GPRS模块系列。SIM900模块具有稳定的性能和广泛的应用，支持GSM通信、GPRS数据传输和短信功能。
    在这里插入图片描述

  3. Quectel系列：Quectel是一家领先的无线模块供应商，他们提供了多种GSM模块系列，如M66、M95、M66、M10等。这些模块具有高性能、稳定性和丰富的接口选项。
    在这里插入图片描述

  4. A6系列：A6是由AI-Thinker 公司生产的GSM模块系列，如A6、A6C、A7等。A6系列模块具有紧凑的尺寸、低功耗和较低的成本。
    在这里插入图片描述

  5. SIM7000系列：SIM7000是一款支持2G、3G和4G网络的GSM模块系列，由SIMCom 公司生产。SIM7000模块具有全球漫游能力和支持LTE Cat-M1、NB-IoT等低功耗广域网（LPWAN）技术。
    在这里插入图片描述

这些是市场上一些常见的GSM模块，每个模块都具有不同的特性、功能和性能，可根据具体的应用需求选择适合的模块。在选择GSM模块时，应考虑通信要求、功耗、尺寸、接口、价格等因素。

2. SIM900系列

SIM900系列模块的主要特点和功能如下：

  1. GSM/GPRS通信：SIM900系列支持GSM网络通信和GPRS数据传输。它可以在2G网络上进行语音通话和短信传输，还可以通过GPRS实现数据传输，包括互联网接入、远程监控等。

  2. 多频段支持：SIM900系列模块支持多个频段，使其能够在不同地区和国家的GSM网络上运行，实现全球范围内的漫游和通信。

  3. 小型化尺寸：SIM900系列模块具有紧凑的尺寸，适合嵌入式系统和物联网设备的集成，方便在各种应用场景中使用。

  4. 丰富的接口：SIM900系列模块提供了多个接口，包括UART串口、USB接口、GPIO（通用输入输出）等，方便与外部设备进行通信和连接，如传感器、显示屏等。

  5. 低功耗设计：SIM900系列模块采用低功耗设计，具有省电特性，适用于需要长时间运行的应用场景。

  6. AT指令控制：SIM900系列模块通过AT指令进行控制和通信。通过发送AT指令，可以实现模块的各种功能，如拨打电话、发送短信、接收数据等。

  7. 强大的软件支持：SIMCom为SIM900系列模块提供了丰富的软件支持，包括固件更新、驱动程序和开发工具，以帮助开发者快速集成和开发应用。

SIM900系列模块是一种成熟、可靠且广泛应用的GSM/GPRS解决方案。它的功能和性能使得它适用于各种物联网和远程通信应用，为设备提供了稳定的通信能力和远程控制能力。

3. STM32使用SIM900系列通信

方法

  1. 硬件连接：

    • 将STM32的串口引脚（TX和RX）连接到SIM900模块的对应引脚（RXD和TXD）。
    • 连接STM32和SIM900模块的地线。
    • 连接STM32和SIM900模块的电源线，确保电源电压和电流满足模块的要求。

  2. 初始化串口：

    • 在STM32上初始化串口。使用STM32的相关库函数或底层寄存器设置，配置串口的波特率、数据位、停止位等参数，使其与SIM900模块的串口参数一致。
    • 使能STM32串口的发送和接收中断或DMA功能（可选）。

  3. 发送AT指令和接收响应：

    • 编写发送函数，通过串口发送函数将AT指令字符串发送到SIM900模块。例如，使用库函数HAL_UART_Transmit()发送指令字符串。
    • 等待一段时间，以确保模块有足够的时间执行指令。
    • 使用接收函数，通过串口接收函数从SIM900模块接收响应数据。例如，使用库函数HAL_UART_Receive()接收数据。
    • 解析响应：根据SIM900模块的响应格式，解析接收到的数据以获取所需的信息。通常，SIM900模块的响应以"OK"或"ERROR"结尾，你可以根据需要解析其他信息。

  4. 控制和通信：

    • 根据需要，发送不同的AT指令来控制SIM900模块进行各种操作，如发送短信、拨打电话、接收数据等。
    • 编写相应的函数或代码段，以封装发送指令、接收响应和解析响应的过程。
    • 根据AT指令集和SIM900模块的文档，了解每个指令的格式、参数和用法。
    • 在发送指令后，等待模块的响应，并根据响应进行相应的处理。

  5. 错误处理：

    • 在通信过程中，对于发送指令后没有正确响应的情况，进行适当的错误处理。可以设置超时机制，如果在规定的时间内没有收到响应，则认为通信失败，进行相应的处理。

AT指令

SIM900系列模块支持一系列的AT指令，用于控制模块的各种功能和进行通信操作。下面列出了一些常用的SIM900系列模块的AT指令示例：

  1. 基本功能：
  • AT：测试模块是否正常响应。
  • AT+CSQ：查询信号强度。
  • AT+CCID：查询SIM卡识别号。
  • AT+COPS=?：搜索并显示可用的运营商。
  1. 短信功能：
  • AT+CMGF=1：设置短信格式为文本模式。
  • AT+CMGS=“手机号码”：发送短信给指定手机号码。
  • AT+CMGR=1：读取收件箱中的第一条短信。
  1. 通话功能：
  • ATD手机号码;：拨打指定手机号码。
  • ATA：接听来电。
  • ATH：挂断通话。
  1. GPRS数据传输：
  • AT+SAPBR=3,1,“Contype”,“GPRS”：设置GPRS连接类型。
  • AT+SAPBR=3,1,“APN”,“APN名称”：设置GPRS接入点名称。
  • AT+SAPBR=2,1：打开GPRS上下文。
  • AT+HTTPINIT：初始化HTTP功能。
  • AT+HTTPPARA=“URL”,“网址”：设置HTTP请求的URL。

示例代码

#include "stm32fxxx_hal.h"
#include <string.h>

UART_HandleTypeDef huart1;

void SIM900_SendCommand(const char* command)
{
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)command, strlen(command), HAL_MAX_DELAY);
}

void SIM900_ReceiveResponse(char* response, uint16_t maxLen)
{
    HAL_UART_Receive(&huart1, (uint8_t*)response, maxLen, HAL_MAX_DELAY);
}

void SIM900_Init()
{
    // 初始化串口
    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 9600;
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    HAL_UART_Init(&huart1);
}

void SIM900_CheckModule()
{
    char response[32];
    SIM900_SendCommand("AT\r\n"); // 发送AT指令检查模块响应
    SIM900_ReceiveResponse(response, sizeof(response));
    if (strstr(response, "OK"))
    {
        // 模块正常响应
        // 可以继续发送其他指令或执行其他操作
    }
    else
    {
        // 模块无响应或响应异常
        // 进行错误处理
    }
}

int main()
{
    HAL_Init();
    SIM900_Init();
    
    while (1)
    {
        // 检查模块状态
        SIM900_CheckModule();
        
        // 其他操作或指令
        // ...
    }
}

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