微控制器的GPRS無線上網方案

　　硬件連接完成后，在進行GPRS上網操作之前，首先要對GPRS模塊進行一定的設置。主要的設置工作有：① 設置通信波特率，可以使用AT+IPR=38400命令，把波特率設為38 400b/s或其它合適的波特率，默認的通信速度為9600b/s。② 設置接入網關，通過AT+ CGD CONT=1, “IP”, “CMNET”命令設置GPRS接入網關為移動夢網。③設置移動終端的類別，通過AT+CGCLASS=“B”設置移動終端的類別為B類，即同時監控多種業務；但只能運行一種業務，即在同一時間只能使用GPRS上網，或者使用GSM的語音通信。④ 測試GPRS服務是否開通，使用AT+CGACT=1,1命令激活GPRS功能。如果返回OK，則GPRS連接成功；如果返回ERROR，則意味著GPRS失敗。這時應檢查一下SIM卡的GPRS業務是否已經開通，GPRS模塊天線是否安裝正確等問題。（其它相關的AT命令請參閱文獻3。）

　　中國移動在GPRS與Internet網中間建立了許多相當于ISP的網關支持節點（GGSN），以連接GPRS網與外部的Internet網。GPRS模塊可以通過撥“*99***1#”登錄到GGSN上動態分配到Internet網的IP地址。其間GPRS模塊與網關的通信要符合點對點協議（Point to Point Protocol, PPP），其中身份驗證時用戶名、密碼都為空。使用PPP協議登錄上之后，就可以通過GGSN接上Internet了。

3 軟件整體結構

3.1 軟件層次結構

　　程序中的所有代碼都是由C語言編寫的，并采用分層的結構，從底到上分別為：串口驅動層、GPRS模塊驅動層、PPP協議層、IP協議層、UDP協議層與應用層。上層函數的實現需要應用到底層函數，而底層函數的任務就是為上層函數提供服務，最終完成應用層任務――傳送數據。各層的主要函數如圖2所示。

圖2 軟件層次結構

3.2 驅動程序編寫

　　首先是串行口驅動層。它實現打開串口（OpenComm）、關閉串口（CloseComm）、讀串口數據（ReadComm）、寫串口數據（WriteComm）等函數。例如WriteComm函數向串口發送一個字節的數據，而transmit函數向串口發送一個字符串的數據：

void WriteComm(char c){
　　ES = 0;
　　SBUF = c;
　　while(TI==0);
　　TI=0;
　　ES = 1;
}
void transmit (char *data) {
　　Delay (250);
　　while (*data) {
　　　　WriteComm (*data++);
　　}
}

　　然后，在這些串口函數的基礎上編寫GPRS模塊的驅動函數。微控制器通過串行口控制GPRS模塊，進行撥號、設置等操作。控制的方法是采用AT命令。在控制GPRS模塊撥打移動夢網GGSN的登錄號碼“*99***1#”之后，GPRS模塊就轉入在線模式（On-Line）。此時微控制器向串行口發送的所有數據都透明地傳送給了GGSN，同樣GGSN的回答也傳回單片機的串行口。當數據傳送完成后，微控制器需要通知GPRS模塊結束會話，并從在線模式轉回普通的命令模式，這可以通過置高DTR線完成。同時，如果線路由于異常斷開，CD線會回復到平常的低電平，所以處于在線模式下也要不斷檢測CD線是否處于高電平。根據這些操作，可以編寫GPRS驅動函數：初始化GPRS模塊函數(GPRSInit)、撥號函數(GPRSDial)、斷開連接函數(GPRSHangup)、檢測是否處于在線狀態函數(GPRSOnline)。其中，GPRS的撥號和掛斷代碼如下：

BYTE GPRSDial (void) {
　　signed char delayCount = 80;
　　transmit (ATV0r); // 要求返回數字表示的回答
　　if (!Waitfor (0, 30)) { // 等待 OK 回答
　　　　return -1;
　　}
　　DTR_ON;
　　transmit (ATD*99***1#r); // 撥GGSN的號碼
　　GPRSBuffFlush (); // 清空buffer
　　// 等待回答
　　while ((!GPRSBuffNotEmpty()) (--delayCount > 0)) {
　　　　Delay (250);
　　}
　　if (delayCount) {
　　　　return GPRSGetch (); // 返回回答的數字
　　}
　　return -1; // 沒有返回，錯誤
}

void GPRSHangup (void) {
　　DTR_ON; // 置高DTR
　　Delay (40); // 保持一定時間
　　DTR_OFF; // 完成連接的斷開
}

　　這些底層的驅動函數將會使上層協議的編寫很方便，更重要的是，它為我們提供了一個驅動抽象層。當底層硬件做出改動的時候，只需要對底層的驅動函數進行改動，而上層函數的代碼不變。