基于短信傳輸方式的無線工業(yè)模塊設(shè)計(jì)

摘要：介紹了美國(guó)德州儀器(TI)公司的16位超低功耗單片機(jī)MSP430F135和Siemens公司TC35系列的MC37i。詳細(xì)介紹了各個(gè)部分電路組成和原理。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于短信傳輸方式的無線工業(yè)模塊。
關(guān)鍵詞：MC37i；MSP430F135；PDU；短信

0 引言
在工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域，對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸有兩種方案，利用GPRs技術(shù)和短信。GPRS通信基礎(chǔ)是以IP包的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，當(dāng)GPRS終端接入GPRS骨干網(wǎng)后，通過UDP、TCP等數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)上其它計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通訊。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)決定了數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)必須有固定的IP，要求數(shù)據(jù)中心用戶架設(shè)VPN專線或辦理一些寬帶業(yè)務(wù)或辦理虛擬專線網(wǎng)來獲得可以提供給終端的固定IP地址。以上這些都會(huì)增加用戶運(yùn)營(yíng)成本，而利用短信傳輸方式可以降低用戶的運(yùn)營(yíng)成本，使用點(diǎn)到點(diǎn)收發(fā)設(shè)備，對(duì)一些實(shí)時(shí)性要求不是很高，架設(shè)網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用低，數(shù)據(jù)傳輸量不大，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)上述特征本文設(shè)計(jì)了一款基于短信傳輸方式的無線工業(yè)模塊，給出各電路設(shè)計(jì)的方案，并對(duì)各部分電路進(jìn)行詳細(xì)的描述。

1 MC37i模塊
MC37i模塊是Siemens公司推出的新一代工業(yè)級(jí)GSM模塊，該款模塊特點(diǎn)是外形設(shè)計(jì)精巧、緊湊，功能強(qiáng)大，接口簡(jiǎn)單，方便用戶使用。
模塊主要特性與技術(shù)指標(biāo)包括以下幾點(diǎn)：1)雙頻段：為GSM900／1800MHz；2)支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短消息和傳真；3)高集成度(32．5×35× 3．1mm)，重量?jī)H為6g；4)寬范圍電源電壓：3. 0～4．8V；5)RS232選比特率300b／s～230kb／s；6)平均功率消耗；2．3W／900MHz；1．38W ／1800MHz；7)溫度范圍：工作溫度-20～+55℃，儲(chǔ)存溫度-40～+70℃；8)SIM電壓：3V／1．8V；9)RF輸出接頭：U．FL-R-SMT，插頭，阻抗50Ω；10)GPRS模式：編碼方式(CS1-CS4)；11)SMS短信息收發(fā)方式PDU和MO／MT文本格式。
MC37i模塊有50個(gè)引腳，通過一個(gè)DF12C連接器引出。這50個(gè)引腳可以劃分5類-電源、數(shù)據(jù)輸入輸出、SIM卡、音頻接口和控制。

2 系統(tǒng)整體電路設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，由MC37i模塊、電源電路、單片機(jī)電路、SIM卡電路等構(gòu)成。1)上行工作方式：被測(cè)信息通過分壓接口電路取得分壓數(shù)值，經(jīng)過單片機(jī)程序AD轉(zhuǎn)換運(yùn)算、編碼，組成短信格式，經(jīng)MC37i模塊發(fā)向數(shù)據(jù)中心；2)下行工作方式：數(shù)據(jù)中心下發(fā)短信，經(jīng)MC37i模塊接收，由單片機(jī)程序解碼，解析指令，驅(qū)動(dòng)接口，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。完成測(cè)控功能。

3 硬件設(shè)計(jì)
3．1 電源電路
設(shè)計(jì)的電源輸入是12V。由于MC37i模塊在發(fā)射瞬間最大電流可達(dá)2A，電源會(huì)產(chǎn)生一些跌落，考慮電源干擾問題，對(duì)單片機(jī)和模塊采用分開供電方式。電源電路示意圖如圖2所示。