基于GPRS的SOCKET通信的應(yīng)用研究

摘要：SOCKET通信是目前常用的通信方式之一。文中以8位單片機(jī)AT89C52作為微控制器，它利用自帶的異步串口與電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232和 GPRS模塊連接，使用AT命令對GPRS模塊LT8030進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)SOCKET通信。詳細(xì)介紹SOCKET通信中要用到的AT命令，并給出實(shí)現(xiàn)SOCKET通信的完整程序。 關(guān)鍵詞：SOCKET通信 GPRS 串行通信 AT命令 引 言 　　GPRS(General Packet Radio Service)是通用分組無線業(yè)務(wù)的簡稱，是一種以全球手機(jī)系統(tǒng)(GSM)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)\[1\]。GPRS網(wǎng)不但具有覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)傳輸速度快、通信質(zhì)量高、永遠(yuǎn)在線和按流量計(jì)費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，而且其本身就是一個(gè)分組型數(shù)據(jù)網(wǎng)，支持TCP/IP協(xié)議，無需經(jīng)過PSTN(公用電話交換網(wǎng))等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接，可直接與Internet網(wǎng)互通。因此GPRS業(yè)務(wù)在無線上網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測、交通監(jiān)控、移動(dòng)辦公等行業(yè)中具有無可比擬的性價(jià)比優(yōu)勢。 　　在網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中有HTTP、SOCKET等類型。SOCKET是建立在傳輸層協(xié)議(主要是TCP和UDP)上的一種套接字規(guī)范，它定義兩臺(tái)計(jì)算機(jī)間進(jìn)行通信的規(guī)范(也是一種編程規(guī)范)。如果說兩臺(tái)計(jì)算機(jī)是利用一個(gè)通道進(jìn)行通信，那么這個(gè)通道的兩端就是兩個(gè)套接字。套接字屏蔽了底層通信軟件和具體操作系統(tǒng)的差異，使得任何兩臺(tái)安裝了TCP協(xié)議軟件和實(shí)現(xiàn)了套接字規(guī)范的計(jì)算機(jī)之間的通信成為可能。 1 系統(tǒng)組成 　　系統(tǒng)的組成如圖1所示。該系統(tǒng)利用現(xiàn)有的GPRS網(wǎng)絡(luò)，單片機(jī)通過串口對GPRS模塊進(jìn)行收發(fā)控制，實(shí)現(xiàn)SOCKET通信。 　　系統(tǒng)各部分的說明如下： 　?、?單片機(jī)采用了AT89C52，它帶有一個(gè)串口; 　?、? GPRS模塊。本文以利事達(dá)信息技術(shù)有限公司開發(fā)的GPRS模塊LT8030[2]為例。LT8030內(nèi)嵌了完整的TCP/IP協(xié)議棧，包括TCP、 UDP、FTP、SOCKET、Telnet、POP3、SMTP、HTTP等，為用戶提供了更簡單的網(wǎng)絡(luò)接口。LT8030采用的GPRS技術(shù)，無縫覆蓋、永遠(yuǎn)在線且按流量計(jì)費(fèi)，緊密結(jié)合產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域所遇到的實(shí)際問題，進(jìn)行全面的優(yōu)化和升級(jí)，使產(chǎn)品開發(fā)變得更容易、更快捷。它采用標(biāo)準(zhǔn)的RS232 接口，用戶可以通過單片機(jī)或其他CPU的UART口，使用相應(yīng)的AT命令對模塊進(jìn)行控制，達(dá)到使其產(chǎn)品可以輕松進(jìn)入GPRS網(wǎng)絡(luò)的目的。 　?、? 服務(wù)器。建立SOCKET連接必須具有公網(wǎng)的IP地址，故應(yīng)保證服務(wù)器中心計(jì)算機(jī)連接到Internet并且取得公網(wǎng)IP地址。在單片機(jī)對GPRS模塊控制之前，服務(wù)器端需運(yùn)行SOCKET端口監(jiān)聽程序(此監(jiān)聽程序一般是現(xiàn)成的)，并且設(shè)為監(jiān)聽狀態(tài)，端口號(hào)也要設(shè)定，例如port：1024。 2 單片機(jī)與GPRS模塊的連接 　　單片機(jī)與GPRS模塊一般采用串行異步通信接口，通信速度可設(shè)定，通常為9600 bps。采用RS232電纜方式進(jìn)行連接時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃暂^好。單片機(jī)通過電平轉(zhuǎn)換電路與GPRS模塊連接，電路比較簡單，電路原理圖如圖2所示。所涉及的芯片MAX232用于串行通信接口與232通信接口之間的電平轉(zhuǎn)換[3]。 　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1系統(tǒng)組成框圖 　

　　　　　　　　　　　　圖2單片機(jī)與GPRS模擬連接的電路原理圖 　　MAX232的T1IN、T2IN、R1OUT、R2OUT為接TTL/CMOS電平的引腳;T1OUT、T2OUT、R1IN、R2IN為接 RS232電平的引腳。TTL/CMOS電平的T1IN、T2IN引腳應(yīng)接AT89C52的串行發(fā)送引腳TXD;R1OUT、R2OUT應(yīng)接 AT89C52的串行接收引腳RXD。與之對應(yīng)，RS232電平的T1OUT、T2OUT應(yīng)接GPRS模塊的接收端RXD;R1IN、R2IN應(yīng)接 GPRS模塊的發(fā)送端TXD。 　　現(xiàn)選用其中一路發(fā)送/接收,R1OUT接AT89C52的RXD，T1IN接AT89C52的TXD,T1OUT接GPRS模塊的RXD, R1IN接GPRS模塊的發(fā)送端TXD。因?yàn)镸AX232具有驅(qū)動(dòng)能力，所以不需要外加驅(qū)動(dòng)電路。 3 建立SOCKET連接的命令 　　下面對SOCKET通信中要用到的一些AT命令[2]進(jìn)行說明。 　　3.1 基本設(shè)置 　?、?GPRS ISP 碼?！　T+IISP1=*99***1# //全國通用 　　② 登錄用戶名?！　T+IUSRN=WAP//GPRS網(wǎng)絡(luò)登錄名 　　③ 登錄密碼?！　T+IPWD=WAP// GPRS網(wǎng)絡(luò)登錄密碼 　?、?MODEM 類型。　　AT+IMTYP=2 //定義GPRS MODEM 　?、? 初始化命令?！　T+IMIS=“AT+CGDCONT=1,ip,CMNET” 　　⑥ 域名服務(wù)器?！　T+IDNS1=211.136.18.171 　　//DNS服務(wù)器地址，全國通用 　?、?擴(kuò)展碼(XRC)。　　AT+IXRC=0 　　3.2 SOCKET設(shè)置 　　① 建立一個(gè)TCP通信。 　　AT+ISTCP：218.66.16.173,1024 　　建立SOCKET連接，218.66.16.173為應(yīng)用服務(wù)中心計(jì)算機(jī)端IP地址(實(shí)際地址由實(shí)際情況決定)，1024 為端口號(hào)(端口號(hào)由中心SOCKET端口監(jiān)聽程序設(shè)置決定)。 如果連接成功，LT8030返回I/xxx。xxx為LT8030中本次SOCKET連接的句柄號(hào)。中心監(jiān)聽程序會(huì)顯示連接的終端IP地址。如果連接失敗，LT8030返回I/ERROR(xxx)。xxx為錯(cuò)誤代碼。 　　② 發(fā)送數(shù)據(jù)?！　T+ISSND%：xxx,： 　　發(fā)送數(shù)據(jù)，xxx為句柄，為要發(fā)送的字符長度，為要發(fā)送的數(shù)據(jù)。發(fā)送成功后，在中心端可看到終端發(fā)送的數(shù)據(jù)。最多一次能夠發(fā)送5K以下的數(shù)據(jù)。 　?、? 查詢SOCKET狀態(tài)?！　T+ISST：xxx 　　查詢SOCKET狀態(tài)，xxx為句柄。 LT8030返回I/。如果= 000，表示該端口連接正常;如果≥1，LT8030通過該端口從中心接收存在Buffer 里的字節(jié)數(shù);如果<0，則SOCKET錯(cuò)誤。 　?、? 接收數(shù)據(jù)。　　AT+ISRCV：xxx 　　xxx為句柄。該指令會(huì)讀取LT8030通過該句柄從中心接收到的，存在Buffer 里的數(shù)據(jù);Buffer最大可存儲(chǔ)30K的數(shù)據(jù)。 　?、?關(guān)閉SOCKET通道?！　T+ISCLS：xxx 　　關(guān)閉SOCKET通道，xxx為句柄。 4 程序的設(shè)計(jì)　　 　　根據(jù)單片機(jī)與GPRS模塊通信協(xié)議的約定，單片機(jī)串行口設(shè)為方式1，波特率為9 600 bps，8位UART，1位起始位，1位停止位，無奇偶校驗(yàn)。上電后，首先向GPRS模塊發(fā)送基本設(shè)置命令，即ISP碼、用戶名及用戶密碼幀等，其中 ISP碼必須為“*99***1#”，用戶名和用戶密碼可以任意設(shè)置，但不能為空。在使用LT8030 GPRS 上網(wǎng)功能之前，必須正確設(shè)置這些參數(shù)。參數(shù)一旦設(shè)置后，即永久保存，以后無需重新再設(shè)( 以上設(shè)定為LT8030C出廠時(shí)的默認(rèn)參數(shù))。然后向GPRS模塊發(fā)送SOCKET設(shè)置幀，如成功，則點(diǎn)和點(diǎn)通信環(huán)境已建立，接著就調(diào)用發(fā)送數(shù)據(jù)幀。 　　開機(jī)上電后，程序在主函數(shù)中運(yùn)行，單片機(jī)進(jìn)行初始化。初始化包括設(shè)置串口工作方式、波特率，并初始化變量參數(shù)和標(biāo)志位。 　　編著注：實(shí)現(xiàn)SOCKET通信的完整程序，見本刊網(wǎng)站(www.dpj.com.cn)。 結(jié)語 　　隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的進(jìn)步,當(dāng)今社會(huì)的生產(chǎn)正朝著高效、準(zhǔn)確和穩(wěn)定的方向發(fā)展,這對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、可靠性、信息量提出了更高的要求,為此介紹利用GPRS模塊實(shí)現(xiàn)SOCKET通信的系統(tǒng)。本文采用內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊LT8030，在8位微控制器AT89C52上實(shí)現(xiàn)了對 LT8030的控制，并實(shí)現(xiàn)了基于GPRS的SOCKET通信功能，具有外圍器件少、電路簡單、系統(tǒng)成本低等優(yōu)點(diǎn)。 　　　　　　　　　　　　　　　　參考文獻(xiàn) 1 J R (Bud)Bates. 通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)技術(shù)與應(yīng)用. 朱洪波，等譯. 北京:人民郵電出版社,2004 2 利事達(dá)信息技術(shù)有限公司.LT8030介紹 3 胡偉,季曉衡.單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)例. 北京:人民郵電出版社,2003 4 張毅剛,彭喜元,等.MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì).哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2002 余琴:研究生，主要從事智能儀器設(shè)計(jì)與嵌入式系統(tǒng)方向的研究。趙振華:研究生導(dǎo)師，副教授，主要從事智能儀器設(shè)計(jì)與嵌入式系統(tǒng)方向的研究與教學(xué)。