基于GPRS的SOCKET通信的應用研究

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AT89C52作為微控制器，它利用自帶的異步串口與電平轉換芯片MAX232和GPRS模塊連接，使用AT命令對GPRS模塊LT8030進行控制，從而實現SOCKET通信。詳細介紹SOCKET通信中要用到的AT命令，并給出實現SOCKET通信的完整程序。

關鍵詞：SOCKET通信 GPRS 串行通信 AT命令

引 言

　　GPRS（General Packet Radio Service）是通用分組無線業務的簡稱，是一種以全球手機系統（GSM）為基礎的數據傳輸技術[1]。GPRS網不但具有覆蓋范圍廣、數據傳輸速度快、通信質量高、永遠在線和按流量計費等優點，而且其本身就是一個分組型數據網，支持TCP/IP協議，無需經過PSTN（公用電話交換網）等網絡的轉接，可直接與Internet網互通。因此GPRS業務在無線上網、環境監測、交通監控、移動辦公等行業中具有無可比擬的性價比優勢。

　　在網絡設置中有HTTP、SOCKET等類型。SOCKET是建立在傳輸層協議(主要是TCP和UDP)上的一種套接字規范，它定義兩臺計算機間進行通信的規范（也是一種編程規范）。如果說兩臺計算機是利用一個通道進行通信，那么這個通道的兩端就是兩個套接字。套接字屏蔽了底層通信軟件和具體操作系統的差異，使得任何兩臺安裝了TCP協議軟件和實現了套接字規范的計算機之間的通信成為可能。

1 系統組成

　　系統的組成如圖1所示。該系統利用現有的GPRS網絡，單片機通過串口對GPRS模塊進行收發控制，實現SOCKET通信。

　　系統各部分的說明如下：

　　① 單片機采用了AT89C52，它帶有一個串口；

　　② GPRS模塊。本文以利事達信息技術有限公司開發的GPRS模塊LT8030[2]為例。LT8030內嵌了完整的TCP/IP協議棧，包括TCP、UDP、FTP、SOCKET、Telnet、POP3、SMTP、HTTP等，為用戶提供了更簡單的網絡接口。LT8030采用的GPRS技術，無縫覆蓋、永遠在線且按流量計費，緊密結合產品應用領域所遇到的實際問題，進行全面的優化和升級，使產品開發變得更容易、更快捷。它采用標準的RS232 接口，用戶可以通過單片機或其他CPU的UART口，使用相應的AT命令對模塊進行控制，達到使其產品可以輕松進入GPRS網絡的目的。

　　③ 服務器。建立SOCKET連接必須具有公網的IP地址，故應保證服務器中心計算機連接到Internet并且取得公網IP地址。在單片機對GPRS模塊控制之前，服務器端需運行SOCKET端口監聽程序（此監聽程序一般是現成的），并且設為監聽狀態，端口號也要設定，例如port：1024。

2 單片機與GPRS模塊的連接

　　單片機與GPRS模塊一般采用串行異步通信接口，通信速度可設定，通常為9600 bps。采用RS232電纜方式進行連接時，數據傳輸的可靠性較好。單片機通過電平轉換電路與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換[3]。

　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1系統組成框圖

　

　　　　　　　　　　　　圖2單片機與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引腳應接AT89C52的串行發送引腳TXD；R1OUT、R2OUT應接AT89C52的串行接收引腳RXD。與之對應，RS232電平的T1OUT、T2OUT應接GPRS模塊的接收端RXD；R1IN、R2IN應接GPRS模塊的發送端TXD。

　　現選用其中一路發送/接收,R1OUT接AT89C52的RXD，T1IN接AT89C52的TXD,T1OUT接GPRS模塊的RXD, R1IN接GPRS模塊的發送端TXD。因為MAX232具有驅動能力，所以不需要外加驅動電路。

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]進行說明。

　　3.1 基本設置

　　① GPRS ISP 碼。
　　AT+IISP1=*99***1# //全國通用

　　② 登錄用戶名。
　　AT+IUSRN=WAP//GPRS網絡登錄名

　　③ 登錄密碼。
　　AT+IPWD=WAP// GPRS網絡登錄密碼

　　④ MODEM 類型。
　　AT+IMTYP=2 //定義GPRS MODEM

　　⑤ 初始化命令。
　　AT+IMIS=“AT+CGDCONT=1,ip,CMNET”

　　⑥ 域名服務器。
　　AT+IDNS1=211.136.18.171
　　//DNS服務器地址，全國通用

　　⑦ 擴展碼（XRC）。
　　AT+IXRC=0

　　3.2 SOCKET設置

　　① 建立一個TCP通信。
　　AT+ISTCP：218.66.16.173,1024CR>
　　建立SOCKET連接，218.66.16.173為應用服務中心計算機端IP地址（實際地址由實際情況決定），1024 為端口號（端口號由中心SOCKET端口監聽程序設置決定）。 如果連接成功，LT8030返回I/xxx。xxx為LT8030中本次SOCKET連接的句柄號。中心監聽程序會顯示連接的終端IP地址。如果連接失敗，LT8030返回I/ERROR(xxx)。xxx為錯誤代碼。

　　② 發送數據。
　　AT+ISSND%：xxx,string Length>：string>
　　發送數據，xxx為句柄，string Length>為要發送的字符長度，string>為要發送的數據。發送成功后，在中心端可看到終端發送的數據。最多一次能夠發送5K以下的數據。

　　③ 查詢SOCKET狀態。
　　AT+ISST：xxxCR>
　　查詢SOCKET狀態，xxx為句柄。 LT8030返回I/SOCKETstat>。如果SOCKETstat>= 000，表示該端口連接正常；如果SOCKETstat>≥1，LT8030通過該端口從中心接收存在Buffer 里的字節數；如果SOCKETstat>0，則SOCKET錯誤。

　　④ 接收數據。
　　AT+ISRCV：xxxCR>
　　xxx為句柄。該指令會讀取LT8030通過該句柄從中心接收到的，存在Buffer 里的數據；Buffer最大可存儲30K的數據。

　　⑤ 關閉SOCKET通道。
　　AT+ISCLS：xxx
　　關閉SOCKET通道，xxx為句柄。

4 程序的設計　　

　　根據單片機與GPRS模塊通信協議的約定，單片機串行口設為方式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。上電后，首先向GPRS模塊發送基本設置命令，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置，但不能為空。在使用LT8030 GPRS 上網功能之前，必須正確設置這些參數。參數一旦設置后，即永久保存，以后無需重新再設( 以上設定為LT8030C出廠時的默認參數)。然后向GPRS模塊發送SOCKET設置幀，如成功，則點和點通信環境已建立，接著就調用發送數據幀。

　　開機上電后，程序在主函數中運行，單片機進行初始化。初始化包括設置串口工作方式、波特率，并初始化變量參數和標志位。

　　編著注：實現SOCKET通信的完整程序，見本刊網站（www.dpj.com.cn）。

結語

　　隨著計算機和通信技術的進步,當今社會的生產正朝著高效、準確和穩定的方向發展,這對數據傳輸的實時性、可靠性、信息量提出了更高的要求,為此介紹利用GPRS模塊實現SOCKET通信的系統。本文采用內嵌TCP/IP協議的GPRS模塊LT8030，在8位微控制器AT89C52上實現了對LT8030的控制，并實現了基于GPRS的SOCKET通信功能，具有外圍器件少、電路簡單、系統成本低等優點。

　　　　　　　　　　　　　　　　參考文獻

1 J R (Bud)Bates. 通用分組無線業務（GPRS）技術與應用. 朱洪波，等譯. 北京:人民郵電出版社,2004
2 利事達信息技術有限公司.LT8030介紹
3 胡偉,季曉衡.單片機C程序設計及應用實例. 北京:人民郵電出版社,2003
4 張毅剛,彭喜元,等.MCS51單片機應用設計.哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社,2002

余琴:研究生，主要從事智能儀器設計與嵌入式系統方向的研究。
趙振華:研究生導師，副教授，主要從事智能儀器設計與嵌入式系統方向的研究與教學。