Sim900 начало работы. Описание модуля A6

К ряду побывавших в моих руках GSM модемах недавно добавился небезызвестный SIM900.

В статье речь пойдёт об отладочной плате для него.

Почему SIM900? Т.к. много слышал о нём и много, где его видел, давно захотелось ознакомиться с ним и его функционалом. Особенно заинтересовал он после статьи из журнала «Беспроводные технологии» «Все в одном или что нового в GSM-модуле SIM900». И один проект.

Основные характеристики:

• Четыре диапазона GSM 850/ 900/ 1800/ 1900 МГц;
• Класс передачи данных GPRS 10/8;
• Класс мощности 4 (2Вт в диапазонах 850.900 МГц);
• Класс мощности 1 (1Вт в диапазонах 1800/1900 МГц);
• Управление AT-командами (GSM 07.07, 07.05 + AT команды от SIMCom);
• Аудиокодеки HR, FR, EFR, AMR, подавление эха;
• CSD до 14,4кбит/сек;
• PPP-стек;
• Встроенный стек TCP/IP, UPD/IP;
• MUX (07.10);
• Протоколы HTTP и FTP;
• Напряжение питания 3,2-4,8В;
• Температурный рабочий режим -30 +80 °С;
• SIM карты поддерживает с напряжением 1,8 и 3,3В;
• Размеры: 24* 24 * 3 мм
• Вес 4 гр.

Характеристики взяты из той статьи и даташита к модулю.

Перейдём к получившемуся отладочному или демонстрационному модулю. За основу разработки взял свои наработки от . Вот что вышло:

В схеме были применены следующие упрощения от рекомендаций из даташита:

Эти упрощения не критичны, но при использование модуля в более жестких условиях или в железе, где на него будет возложена большая ответственность, о них забывать не стоит.

Теперь о том, что реализовано:

1. Питание от 5В (что удобно при работе от USB или в 5В микроконтроллером) до 7-8В, стало возможно благодаря LM1086CT с низким падение напряжения;
2. UART – для отладки или подключения к МК;
3. + выведен I2C (не забываем про согласование уровней, если подключать к 5В логике, в отладке их не заложил);
4. Кнопка и спец. вывод (5 пин на UART интерфейсе, включение высоким уровнем), как для ручного запуска модуля, т.к. и для его включения с микроконтроллера;
5. Аудио вход и выход, для экспериментов, где может понадобиться голосовая связь.
6. 2 статус диода, для отображения режимов работы модуля;
7. Джампер JUMP1, который замыкает стабилизатор и позволяет питать модуль от 3,3-4,7В, что в свою очередь позволяет его напрямую запитать, например от литий-ионной батареи. Во время сборки и проверки не оказалось под рукой стабилизатора, питал от одной 18650 банки ;
8. Разведены дополнительные земли для удобного подключения периферии;
9. Разведена SMD площадка линии NRESET, для возможности добавлении цепи перезагрузки модуля.

Печатка выглядит следующим образом:

Плата выполнена на одностороннем стеклотекстолите размером 61х49мм. Основа – GSM модуль SIM900 (B09). Стабилизатор VR1 LM1086CT-ADJ в корпусе ТО-220. Держатель симкарт Sim card SCV-W2523X-08 или Sim card SCV-W2523X-06. Светодиоды любые в корпусах 0603 или 0805 с малым током потребления. Единственный транзистор VT1 – BC847 или подобный. Резисторы R1 и R2, токоограничители статус светодиодов, по 510Ом 0805. R3 4,7кОм, R4 47кОм, R5-R6 1кОм все типоразмера 0805. R7 0805 68Ом, R8 1206 10Ом. R8-R10 по 22Ома в корпусах типоразмера 0805. R12 1кОм, R13 10кОм, оба 0805. Конденсаторы C2-C3, C7-C8 по 33пФ, С4 22пФ, C5 1мкФ, С6 10пФ, С9,С10, С12 0,1мкФ, все они типоразмера 0805. Конденсатор C1 10мкФ чип-тантал типоразмера A. С10 100мкФ не менее 16В, C13 470-680мкФ не менее 10В, плату разводил под EPCOS: 100мкФ бочонок размера 8х11,5мм и 470-680мкФ той же серии размера 10х12,5-20мм. Кнопка S1 – DTSM13-5.0N (в пормэлектроннике), возможно её настоящее название – DTSM13-4.3N. Антенна любая на GSM диапазон с разьемом SMA-M, на плате SMA-F гнездо. Штыри PLS5 и 3х PLS2 + для перемычки JUMP1 нужны PLS3 и сам джампер с шагом 2,54. Аудио разъемы Jack 3,5 — CK3-101B, ставил, что было в наличии, не удачный вариант, лучше поставить какие-нибудь моно гнёзда .

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:

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:

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.

Shield GPRS/GSM SIM900 с антенной
SIM900 GPRS/GSM Shield Development Board Quad-Band Kit For Arduino Compatible

Модуль для работы микроконтроллерных устройств Arduino и аналогичных в сетях сотовой связи по стандартам GSM и GPRS. Ориентирован на использование в системах автоматики и управления. Обмен данными с другими модулями происходит через интерфейс UART. Shield GPRS/GSM SIM900 с антенной может сопрягаться непосредственно с микроконтроллером через интерфейс UART или работать совместно с персональным компьютером при использовании преобразователя интерфейса портПК-UART. Это возможно благодаря программной совместимости на уровне класса команд используемых для управления модемами - АТ команды.
Мониторинг объектов и управление ими происходит благодаря обмену данными в пределах досягаемости мобильной связи. Обеспечивается голосовая связь, отправка СМС, ММС и много других функций и сервисов. Работа модуля основана на компоненте SIM900.

Статья на русском из журнала о компоненте SIM900 . Компонент разработан компанией SIMCom Wireless Solutions. Сайт SIMCom имеет русскоязычную версию . Плата GSM модуля на стороне компонентов содержит соединители для подключения антенны, наушников и микрофона. На стороне пайки платы размещены держатель батареи CR1220 3 вольта поддерживающей работу часов модуля и контейнер для установки симкарты.
Одно из применений устройства - система слежения за перемещениями транспорта совместно с ГЛОНАСС или GPS прибором. Отправка СМС сообщений позволяет использовать модуль в диспетчеризации, беспроводной сигнализации и в охранных системах. В результате происходящих событий могут отправляться различные СМС: “Аварийный стоп лифта 2 дома №34”, “Дверь автомобиля открыта”, “Подвал открыт”, “Напряжение 220 В выключено”, “Входная дверь дачи открыта”, “Включено освещение”, “Температура в теплице ниже критической”. Модуль незаменим для контроля и управления подвижными объектами, перемещающимися на большие расстояния. Или в случае удаления оператора на большое расстояние от стационарного объекта.

Shield GPRS/GSM SIM900 с антенной дает широкие возможности изучения работы компонента SIM900. Монтаж компонента SIM900 выполняется по самым современным технологиям из-за чего припаять к печатной плате SIM900 в лабораторных условиях весьма затруднительно. Имея модуль с установленным SIM900 можно проводить эксперименты по применению компонента SIM900. При использовании в собственных разработках компонента SIM900 появляется возможность отладки программного обеспечения и проверки схемотехнических решений.

Характеристики

Питание
напряжение, В
номинальное 5
диапазон 4,8-5,2
ток
обычный режим 50-450 мА
в спящем режиме 1,5 мА
предельный импульсный 2 А
Поддерживает симкарты питанием 1,8 и 3 В
Диапазоны связи 850, 900, 1800, 1900 МГц
Поддерживает сеть 2G
Мощность передачи в различных диапазонах
1 Вт 1800 и 1900 МГц
2 Вт 850 и 900 МГц
Соответствует стандарту GSM фазы 2/2+
Встроенные протоколы TCP и UDP
Класс передачи данных GPRS multi-slot class 10/8
Аудиокодеки HR, FR, EFR, AMR, подавление эха
CSD до 14,4кбит/сек
PPP стек
MUX (07.10)
Протоколы HTTP и FTP
Есть возможность отправлять сигналы DTMF и проигрывать записи как на автоответчике
Поддержка часов реального времени RTC
Температура, ℃
воздуха при работе -30...75
хранения -45...90
размеры 86 х 58 х 19 мм

Компоненты управления

Переключателем Power select устанавливается источник питания: внешний, подключенный к коаксиальному соединителю или источник питания микроконтроллерного модуля Arduino.

Кнопкой Power key включается или выключается питание при нажатии и удерживании в течение 2 с.

Индикация

О состоянии модуля сообщают 3 светодиода:
PWR (зеленый) - индикатор питания модуля,
Status (красный) - индикатор питания компонента SIM900,
Net Light (зеленый) - соединение с сетью.
Сообщения светодиода Net Light.
Выключен - SIM900 не работает.
Мигает с интервалами, указано в секундах:
0,064 включен и 0,8 выключен - сеть не обнаружена,
0,064 включен и 0,3 выключен - сеть обнаружена,
0,064 включен, 0,03 выключен - GPRS подключен.

Контакты

Компонент SIM900 содержит порт UART, его сигналы выведены на выводы компонента и соединены с перемычками, устанавливающими с какими контактами модуля Shield GPRS/GSM SIM900 будет соединен порт UART компонента SIM900 с D0, D1 или D7, D8.
UART Shield GPRS/GSM можно подключнить: к аппаратному интерфейсу МК через контакты TXD и RXD модуля Shield GPRS/GSM, для этого используются D0, D1. Или к программно эмулируемому средствами ардуино, для этого используются контакты D7 и D8 модуля Shield GPRS/GSM. Полный интерфейс UART имеет 10 сигналов выведенных на контакты в углу платы: R1, DCD, DSR, CTS, RTS, GND, 2V8, TX, RX, DTR.
12 подписанных контактов цифровых линий ввода-вывода GPIO расположены в углу платы. Имеется 2 контакта выходных сигналов с широтно-импульсной модуляцией PWM1, PWM2. Вход АЦП контакт ADC. Интерфейс встроенного счетчика времени имеет 4 контакта. Обозначение контактов: DISP_CLK, DISP_DATA, DISP_D/C, DISP_CS.
Контакт D9 используется для программного контроля включения или выключения SIM900.
На плате установлен соединитель для подключения антенны.

Назначение выводов компонента SIM900.

Внешнее включение и выключение питания

Включить или выключить питание модуля можно с помощью сигнала на управляющем входе D9. Для изменения состояния на D9 подается импульс продолжительностью 1 с. Изменение состояния происходит спустя 3,2 с после начала импульса.

Включение модуля. Графики напряжения питания модуля, внешнего управляющего импульса и индикатора питания STATUS.

При управлении модулем руководящим устройством включение должно происходить без применения кнопки Power key, т. е. сразу после подачи питания. Для этого в программу МК следует добавить несколько команд.

Void powerUpOrDown()
{
pinMode(9, OUTPUT);
digitalWrite(9,LOW);
delay(1000);
digitalWrite(9,HIGH);
delay(2000);
digitalWrite(9,LOW);
delay(3000);
}

Эту группу команд в программе можно использовать и для выключения модуля. Также выключить GSM модуль можно посылая AT команду.

Опыт использования SIM900, описанный ниже будет более полезен тем, кто уже успел немного поработать с модулем. Для тех же читателей, кто только начинает изучение данной микросхемы и планирует использовать её для обмена данными через интернет мы подготовили серию уроков на эту тему. Вот .

Итак, SIM900 – GSM-модуль компании SIM COM, управляется AT-командами, умеет посылать SMS, совершать звонки, организовывать прямое CSD-соединение, обмениваться информацией по GPRS.

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 .

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

Если еще актуально и интересно...помотри на EAT для SIM900. В нем внутри ARM и есть SDK в котором можно загружать приложения в SIM900 из которых можно много всего делать...например посылать те-же AT команды...+клавиатура + SPI дисплей... + 2 АЦП:) Нескучного вечера:)

Мишка 11.11.13

А све-таки для него очень красиво делать для него питание на L5973D. Да про 2А написана в даташите...но практически это очень кратковременные импульсы. У меня он прекрасно работает например с Arduino Mega которая сама питается от USB порта (у которога ток 0.5 А)

Алексей 11.11.13

В этом-то и загвоздка. Я тоже по началу питал от 7805, все работало, а потом бац... И при подключении к сети все гаснет, а потом в рестарта идёт. Видимо сторожевая собака по припадке питания рестартует. А с L7953D будет красиво, но где её взять и скопа она будет стоить:) Поэтому я перешёл на IRU1075

Алексей 11.11.13

Прошу прощения за ошибки, это чертов ГУДРОЙД горбыли лепит за меня. Думает он умнее. Не буду править, пусть Гуглу стыдно будет за их работу.

дядяМиша 24.12.13

У меня при регистрации в сети атмега в перезагруз уходит. Хотя стоит импульсный dcdc. Конденсаторов на 200мкф. А бывает, работает стабильно. Замучался уже.

Алексей 25.12.13

Схему в студию. Со слов довольно сложновато понять проблему.

дядяМиша 25.12.13

дядяМиша 25.12.13

Http://ybex.com/d/tk7kgiefpklpeujb1zbl4lo5 mrkf7ayvci04ouq3.html МК запитан от 2.8 (пробовал даже 3.7) Вольт, чтобы не городить преобразователь уровня.

Алексей 25.12.13

сергей 19.07.14

Алексей здравствуйте! у вас есть готовые платы с сим900, можно ли купить?

Алексей 19.07.14

В каком смысле готовые? Сам модуль уже собран и остается под конкретный девайс изготовить плату с требуемыми выходами и входами. Та что в данной статье это лишь демо плата для отладки программ. Для конкретного девайса требуются размеры, расположение разъемов, выходов на наушники и микрофон. Где будет антенный разъем. Дайте более подробную информацию о том что Вам нужно.

Андрей 28.09.14

Я так понимаю это прототип той платки которую я жду не дождусь. Только в коммерческом варианте её поженили с блоком питания и облагородили аудио выходами. Что есть большой гуд.

Алексей 28.09.14

Собственно так и есть. Я просто сразу убил несколько зайцев. Решил извечную проблему с питанием и согласованием уровней на UART. И для шика добавил аудио вход и выход. Фактически готовый сотовый телефон.

Андрей 28.09.14

Хотел бы внести рацуху на будущее. по сути данная плата законченный узел. И её ПРАКТИЧЕСКИ можно использовать в готовом изделии. однако есть одно НО. При мезонном навесе её по любому лучше ставить сверху (разъем антены, доступ к симкарте) поэтому вполне целесообразно параллельно всем штырькам для "периферии" оставлять отверстия для таких же штырьков с возможностью впайки оных направлением "вниз". Т.е. захотел я данный девайс насадить на плату микроконтроллера, развёл под твой, запаял ответные разъемы в него и состыковал. Ещё и с

Андрей 28.09.14

Сожрало полмессаги, но мысль надеюсь понятна-)

Алексей 28.09.14

Сергей 01.02.15

Подскажите почему модуль греется и неловит сеть?

Алексей 01.02.15

Здесь есть несколько причин. Первая, превышено питание. Второе, не попал ли плюс на общий. Нужно внимательно посмотреть ножки питания. Третье, не касается ли модулю брюхом питающих линий. На брюхе есть несколько технологических контактов которые должны быть изолированны от каких либо проводников. Четвертое, не замкнут ли вывод антенны с общим выводом. А если быть точнее, то необходимо смотреть плату. Сбросьте мне плату на почту и я посмотрю, может там что-то не так.

Сергей 01.02.15

Платы у меня заводские, МастерКит BM8039 и на обеих одна и та же проблема..вставляешь симку модуль начинает грется и нет сети.

Алексей 01.02.15

Довольно сложно сказать. Схема заводская, надо по плате полазить. Из документации видно что на плате нет рекомендуемых защитных диодов для SIM-карты. Сама карта и разъем по пинам совпадают? 300 модуль старый и по моему он работает только с симками 5 вольтовыми, а сейчас они все на 3в. Но я могу и ошибаться. Надо смотреть саму плату, так сложно что-то сказать. Если симптом на обеих один и тот же, то я бы какпал в сторону разъема и вольтажа симок. Еще раз, современные симки на 3-х вольтовые.

Сергей 01.02.15

Стоит sim900D...диодов нет.Когда вставляю карту появляется питание на модуле и он начинает греться,но на симку напр. с 9 ноги не идёт..

Сергей 01.02.15

Изначально работали нормально..потом что то коратнуло...не могу понять что..

Сергей 01.02.15

Можно как то проверить модуль не выпаивая?

Алексей 01.02.15

А что именно коротнуло? Если питание на симку не идет, то я боюсь сдохла линия для симки. А симка сколько ног? 6 или 8? Для проверки можно не вставляя симки пообщаться с модулем по шине UART 3, 4 ноги. Если откажется принимать АТ команды, то я думаю можно его хоронить.

АНОНИМ 01.02.15

Что коротнуло точно незнаю..ног 8 ..а как пообщаться то?

Алексей 01.02.15

А на разъеме тоже 8? Берем микросхему FT232RL, собираем переходник USB<->TTL, припаеваемся к UART модуля, запускаем терминал, например Putty, пишем AT и давим ентер. Если вернет ОК, значт еще не все потеряно. Если тишина... На помойку. А да, какие светодиоды а плате? как определяется наличие регистрации в сети?

Сергей 02.02.15 03:12

На разъёме тоже 8..на плате два светодиода зелёный и красный,наличие сети определяется по морганию зелёного раз в три секунды...можно как то вставить фото платы?

Алексей 02.02.15 07:42

Проще перейти на форум.

Сергей 02.02.15 14:02

Если не вставлять симку значит нужно подать питание на модуль?

Алексей 02.02.15 15:48

Я не могу гадать на кофейной гуще. Мне нужна либо схема, либо плата. И причем тут питание модуля и сим карта? Там скорее всего еще с каким-то микроконтроллером пересекается. Он и подает питание. В общем нужна схема. А так это как диагноз по телефону ставить.

Сергей 02.02.15 15:56

Где на форуме можно выложить схему?

Сергей 02.02.15 15:57

Питание на модуль приходит только когда вставляешь симку

Алексей 02.02.15 19:27

Ну нет такого у модуля SIM900D. Для включения модуля необходимо удержать низкий уровень на ножке 12, а потом поднять. Сим карту вообще нельзя вставлять или вынимать при включенном модуле, есть вероятность сжечь порт. Если посмотреть документацию, то можно там найти рекомендации по установке защитных диодов на линии порта сим карты. На форуме . Создать тему и выложить фото.

Евгений 08.09.15 12:04

У меня при подаче напряжения на модуль, на 12 ноге присутствует положительный потенциал, на 5 ноге так же положительный (при условии, что данные ноги висят в воздухе). Подскажите пожалуйста, ведь на 5 ноге вроде должен быть ноль? Если не так, пожалуйста поправьте меня.

Алексей 08.09.15 13:21

12 ножка это включения модуля. На ней при подаче питания висит 1. Для включения модуля нужно прижать на пару секунд 12-тую ножку к общему проводу, то есть подать 0. При подаче питания на модуль 5 ножка должна быть подтянута к общему проводу двумя резисторами (это видно из схемы включения транзистора в ключевом режиме) и на ней должен быть 0, так как базу нужно подтянуть к нулю для полного закрытия транзистора. После прижатия 12 ноги к нулю, на 5 ножке должна появится 1, а через некоторое время меандр с указанием статуса наличия и подключения к сети.