Лабораторная работа 1 Основы работы с модулем

Содержание

Общие сведения.. 3

Лабораторная работа 1 Основы работы с модулем... 6

1.1 Краткие теоретические сведения. 6

1.2 Практическая часть. 9

Лабораторная работа 2 Стандартные команды управления GSM модемами.. 13

2.1 Краткие теоретические сведения. 13

2.2 Практическая часть. 14

Лабораторная работа 3 Режимы и способы отправки SMS-сообщений.. 16

3.1 Краткие теоретические сведения. 16

3.2 Практическая часть. 18

Лабораторная работа 4 Проприентарные команды управления модулем... 21

4.1 Краткие теоретические сведения. 21

4.2 Практическая часть. 26

Общие сведения

 

 Стенд представляет собой блок с установленным радиомодулем стандарта GSM. На лицевой панели стенда имеется разъем для подключения GSM-антенны, гнезда для подключения аудиогарнитуры и микрофона, разъем для подключения модуля согласования, индикаторные светодиоды («STATUS», «NETLIGHT», «RING»), кнопка включения «SW1» Также на панели стенда расположено гнездо подключения блока питания +12В.

    Взаимодействие со стендом происходит через модуль согласования BSB_UART_CP2102 при помощи терминальных программ, например «wTerm.exe».

Диалог с модулем происходит по средствам AT-команд. Модулю отсылается команда или запрос, а он её выполняет и отвечает. Самая простая команда AT, на которую модуль тут же ответит OK, если модуль подключен и исправен.

Почти все команды имеют 3 режима:

· тестовый =? – модуль ответит поддерживает ли он команду и возможные её параметры

· чтение? – ответом будет текущие параметры для этой команды

· запись = записываем новые значения для команды.

A/ — повтор предыдущей команды

 

Типовые настройки модуля: скорость 9600 бит/с 8N1, 9600 – скорость, 8 – бит в посылки, N – нет контроля чётности, 1- стоп бит.

 

Таблица 1. – Общие команды радиомодуля

Команда	Ответ	Описание
ATE0	OK	ЭХО 1 – вкл (по умолчанию) / 0 – выкл
ATV1	OK	Формат ответа модуля 0 – только ответ 1 – полный ответ с ЭХО (по умолчанию)
AT+CMEE=0	OK	Информация об ошибках 0 – отключён (по умолчанию) 1 – код ошибки 2 – описание ошибки
AT+CCLK="13/09/25,13:25:33+05"	OK	Установка часов «yy/mm/dd,hh:mm:ss+zz» Где: год/месяц/дата, часы:минуты:секунды +часовой пояс
AT+CPIN=XXXX		Ввод PIN кода
ATZ0		Сброс настроек до по умолчанию (не до заводских) 0 или 1 – выбор профиля
AT&F		Сброс настроек до заводских
AT&W	OK	Сохранение настроек для текущего профиля Параметр 0 или 1 — выбор профиля Параметр указывать сразу за командой (AT&W0)
AT+CPOWD=1	NORMAL POWER DOWN	Выключение модуля 0 – срочное 1 – нормальное
AT+CFUN=1,1		Энергосберегающий режим и перезагрузка Первый параметр: 0 – минимальный функционал 1 – нормальный режим (по умолчанию) 2 – выключения цепей приёма и передачи сигнала Второй параметр: 0 – выполнить без перезагрузки 1 – перезагрузить (доступно только в нормальном режиме, т.е. параметры = 1,1)

 

Порядок включения модуля:

1. Подключите модуль к ПЭВМ, используя прилагаемый модуль согласования.

2. Подключите блок питания к модулю.

3. Для включения модуля нажмите и удерживайте несколько секунд кнопку SW1. Признаком включения модуля является загорание и мигание светодиодов.

4. Проверьте правильность автоматической установки необходимых драйверов в операционной системе ПЭВМ, к которой подключен модуль. При необходимости установите нужный драйвер.

5. Запустите терминальную программу, например «wTerm.exe». и установите требуемый режим обмена с модулем.

6. Проверьте правильность взаимодействия с модулем путем посылки стандартных запросов.

 

Лабораторная работа 1 Основы работы с модулем

 

Краткие теоретические сведения

 

Вызовы

В системе GSM используется принцип временного разделения кана­лов с множественным доступом (TDMA – Time Division Multiple Access). При этом сигналы с базовой станции (BS – Base Station) передаются на мобильную станцию (MS – Mobile Station) и наоборот. В состав базовой станции входят трансивер или приемопередающее устройство (BTS – Base Tranceiver Station) и контроллер (BSC – Base Station Controller). Как правило, один BSC обслуживает 20-30 BTS, а коммутационный центр мобильной связи (MSC – Mobile Switching Centre) управляет трафиком (потоками информации) между разными ячейками сотовой связи на основе сигналов, получаемых от базовых станций.

Регистрация посетителя (VLR – Visitor Location Register), относящегося к «чужой» сети, является одной из функций MSC. При появлении в сети «чужого» абонента он сверяет его данные с имеющимися в памяти и либо разрешает (если роуминг данному абоненту разрешен), либо отказы­вает (если роуминг запрещен) этому абоненту в доступе к сети.

Каналы и обработка сигналов

Каналы в системе сотовой связи стандарта GSM делятся на два клас­са: логические и физические. Физические каналы характеризуются их час­тотными параметрами, в частности, диапазоном, частотами приема и пе­редачи базовых и мобильных станций, и временными параметрами или параметрами используемых временных слотов. Логические каналы так и называются, потому что они логически распределяются в физических ка­налах. Физические каналы используются для передачи сигналов логичес­ких каналов управления или каналов трафика. Что и когда передается по физическому каналу, определяется конкретным промежутком времени.

Каждому физическому каналу, представляющему собой пару частот – передачи и приема, присваивается номер.

Рассчитать частоту канала п можно по формулам:

Fjx = 890 + 0,2-n (МГц), где 1 < n < 124;

Frx = FTx + 45 (МГц), где Frx и Ftx обозначают соответственно частоты приема и передачи.

Как было сказано выше, эти данные представляют собой логический канал. Он состоит из канала трафика TCH (Traffic Channel), используемый главным образом для передачи речевой информации, и широковещательного канала ВСН (Broadcast Channel) для передачи сигналов управления. Основное назначение канала ВСН – передача информации от базовой станции на мобильную с целью синхронизации работы, иден­тификации, вызова и управления соединением. Его сигнал постоянно из­лучается каждой базовой станцией сотовой связи, а мобильная станция всегда ищет для соединения ту базовую станцию, принимаемый сигнал которой максимален.

Структура канала ВСН включает:

• канал коррекции частоты FCCH (Frequency Correction Channel);

• канал синхронизации SCH (Synchronization Channel);

• широковещательный канал управления ВССН (Broadcast Control Channel).

Общий канал управления ССН (Common Control Channel) играет роль доски объявлений и состоит в свою очередь из двух каналов – канала вызова РСН (Paging Channel) и канала предоставления доступа AGCH (Access Grant Channel). Медленный управляющий канал взаимодействия SACCH (Slow Associated Control Channel) присутствует в сигнале каждые 12 фреймов и служит для управления мощностью передающего устройства и синхронизации работы мобильной станции, передачи служебной ин­формации на мобильную станцию, передачи от нее на соседние базовые станции информации об уровне и качестве приема. Быстрый канал обме­на сигналами управления FACCH (Fast Associated Control Channel) остает­ся невидимым и включается в работу при необходимости обеспечения хэндовера мобильной станции, изменяя при этом канал трафика ТСН.

Выделенный канал управления SDCCH (Stand-alone Dedicated Control Channel) и канал случайного доступа RACH (Random Access Channel) ра­ботают в процессе установления соединения.

Каждой MS присваивается уникальный идентификационный номер, и, как только телефон включают, происходит его немедленная регистра­ция и аутентификация в сети. Это позволяет немедленно найти абонента сотовой связи, где бы он ни находился при условии, что его MS находится в зоне покрытия сети.

В процессе сеанса связи передаются функциональные блоки данных:

• VLR (Visitor Location Register) – регистрационные данные посетителя сети. Данные, хранящие информацию о абоненте, который работает в данной сети в качестве роумера (т. е. пользователя «неродной» сети, с которой она имеет соглашение о роуминге). При входящих звонках на мобильный телефон абонента происходит запрос его VLR данных;

• HLR (Home Location Register) – регистрационные данные пользова­теля в «домашней» сети. При этом идет обращение к базе данных оператора сотовой связи, услугами которого пользуется абонент. Например, возможности доступа, подключенные услуги, дополнительные услуги. Также в состав этих данные входят и VLR данные. При перемещениях абонента соответствующим образом модифицируются и его регистрационные данные. И еще эти данные поступают на MSC для обеспечения немедленного перенаправления вызовов на мобильную станцию абонента;

• AUC (Authentication Center) – аутентификационный центр. Хранимая в нем информация необходима для защиты связи от прослушивания и постороннего доступа. То есть, доступность абонента возможна только при использовании его аутентификационных данных, что обеспечивает необходимую конфиденциальность связи;

• EIR (Equipment Identity Register) – регистрационные данные используемого оборудования. Для повышения уровня безопасности связи оператор может ввести использование и индивидуальных данных о мобильной станции абонента. В этом случае SIM-карта абонента может быть использована только в одном конкретном аппарате сотовой связи;

• SIM (Subscriber Identity Module – идентификационный модуль абонента) или по-другому SIM-карта, представляющая собой микросхему памяти с запрограммированными в ней идентификационными данными абонента, вмонтированную в карту небольших размеров, устанавливаемую в специальный слот сотового телефона.

Как было сказано выше, мобильные телефоны системы GSM используют принцип временного кодирования сигналов с множественным досту­пом или TDMA (Time Division Multiple Access). Это значит, что при разго­воре абонента сигналы от его телефона передаются короткими пачками импульсов — пакетами, которые включают помимо передаваемой инфор­мации и служебную. Соответственно, аналоговые сигналы перед подачей их на модулятор должны быть оцифрованы, и все сигналы – обработаны процессором, чтобы занять свое, определенное для них в пакете место. На одном частотном канале (в GSM ширина его полосы составляет 200 кГц) могут вести переговоры несколько абонентов одновремено. В пределах одной соты может быть задействовано несколько таких каналов.

Речевой сигнал после цифро-аналогового преобразователя представляет собой цифровую последовательность, которая после преобразования ее в параллельный код подается на синфазно-квадратурный или I/Q (In-phase/Quadrature) модулятор. В современных системах мобильной цифровой связи используются именно I/Q модуляторы. Они позволяют получить сигналы практически со всеми видами модуляции, используемыми в таких системах, реализовать метод модуляции с постоянной огибающей, отличающийся от других высокими энергетическими характе­ристиками. На рис. 1.4 показана упрощенная схема I/Q модулятора. Из нее видно, что сигнал опорной частоты подается на фазовращатель, который формирует из него два одинаковых сигнала, сдвинутых по частоте на 90°. В результате сложения этих сигналов и получают модулированный радиочастотный сигнал. Фильтры нижних частот на входе модулятора предназначены для сглаживания фронтов импульсов. Их обычно называют предмодуляциоиными фильтрами.

В современных мобильных телефонах наиболее широкое применение нашли приемники прямого преобразования или DCR (Direct Conversion Receiver). Принцип работы такого приемника прост: принимаемый сигнал подается на преобразователь частоты, на который одновременно подается и сигнал гетеродина с частотой, равной частоте принимаемого сигнала. В результате выделяется информационный сигнал. Соответственно прием­ник прямого преобразования для приема сигналов GSM должен обеспе­чить возможность выделения квадратурных каналов I и Q.

 

Практическая часть

 

Включите модуль, ПЭВМ.

Таблица 1.4 – Команды управление портом

Команда	Ответ	Описание
AT+IPR?	+IPR: 0 OK	Скорость порта: 0 – автоматически 1200 2400 4800 9600 19200 38400 57600 115200
AT+ICF?	+ICF: 3,3 OK	Настройки передачи. Первый параметр: Бит в посылке/чётность/стоп бит 1 – 8/0/2 2 – 8/1/1 3 – 8/0/1 4 – 7/0/2 5 – 7/1/1 6 – 7/0/1 Второй параметр – чётность: 0 – нечётный 1 – чётный 3 – нет
AT+IFC?	+IFC: 0,0 OK	Контроль передачи данных Первый параметр – терминалом от модуля Второй параметр – модулем от терминала 0 – нет контроля 1 – программный 2 – аппаратный

Проверьте настройки передачи по порту(Таблица 1.1)

Таблица 1.5 – Базовые команды управления модулем

Команда	Ответ	Описание
AT+COPS?	+COPS: 0,0,"MTS-RUS" OK	Информация об операторе
AT+COPS=?	+COPS: (2,"MTS RUS","","25001"),(1,"MOTIV","MOTIV","25035"),(1,"Utel","Utel","25039"),,(0,1,4),(0,1,2) OK	Доступные операторы
AT+CPAS	+CPAS: 0 OK	Информация о состояние модуля 0 – готов к работе 2 – неизвестно 3 – входящий звонок 4 – голосовое соединение
AT+CREG?	+CREG: 0,1 OK	Тип регистрации сети Первый параметр: 0 – нет кода регистрации сети 1 – есть код регистрации сети 2 – есть код регистрации сети + доп параметры Второй параметр: 0 – не зарегистрирован, поиска сети нет 1 – зарегистрирован, домашняя сеть 2 – не зарегистрирован, идёт поиск новой сети 3 – регистрация отклонена 4 – неизвестно 5 – роуминг
AT+CSQ	+CSQ: 17,0 OK	Уровень сигнала: 0 -115 дБ и меньше 1 -112 дБ 2-30 -110..-54 дБ 31 -52 дБ и сильнее 99 – нет сигнала.
AT+CCLK?	+CCLK: "00/01/01,04:21:27+00" OK	Текущая дата и время телефона.

ATA,

Отбой вызова – командой

ATH0

 

1.2.13 Включите определение номера входящего звонка командой:

AT+CLIP=1 (AT+CLIP=0 – выключение АОН)

Практическая часть

 

Включите модуль, ПЭВМ.

Практическая часть

 

Внимание! Формат ответных сообщений модуля определяется местными настройками сотовых операторов.

 

Включите модуль, ПЭВМ.

Практическая часть

 

Перечень некоторых специальных команд модуля представлен в таблице 4.1

Таблица 4. 1– Описание некоторых специальных команд радиомодуля

Команда	Описание команды	Пример команды	Параметры команды
AT+CPOWD	Отключение питания	AT+CPOWD= <n>	<n>  0 – Срочное выключение питания 1 – Нормальное отключение питание
AT+CMIC	Сменить уровень усиления микрофона	Тестовая команда AT+CMIC=? Ответ +CMIC: (<channel0>,<gainlevel0>),…,(<channeln>,<gainleveln>)   OK   Команда записи AT+CMIC= <channel>,<gainlevel>	<channel>  0 – главный аудио канал  1 – внешний звуковой канал 2 –главный аудио «handfree» канал 3 – внешний аудио «handfree» канал <gainlevel> диапазон: 0 – 15 0 – 0dB 1 – +1.5dB 2 – +3.0 dB 3 – +4.5 dB 4 – +6.0 dB 5 – +7.5 dB 6 – +9.0 dB 7 – +10.5 dB 8 – +12.0 dB 9 – +13.5 dB 10 – +15.0 dB 11 – +16.5 dB 12 – +18.0 dB 13 – +19.5 dB 14 – +21.0 dB 15 – +22.5 dB
AT+CALA	Установка времени сигнала «Будильник»	AT+CALA?  Ответ: +CALA: ("yy/mm/dd,hh:mm:ss","hh:mm:ss"),(1-5),(0-7)   OK При ошибке: +CME ERROR: <err>   Тестовая команда AT+CALA=? Ответ: +CALA: <time>,<n1>[,<recurr>] [<CR><LF> +CALA: <time>,<n2>[,<recurr>] …]	<time> Параметр строкового типа, указывает на время, когда звучит сигнал. Формат команды:"yy/MM/dd,hh:mm:ss" (вводятся две последние цифры) <n> – Индекс сигнала (диапазон 1-5). <recurr> "0", "1" – "7" строковой тип, указывает день недели для включения сигнала: "<1..7>[,<1..7>[…]]" – установка сигнала для одного или нескольких дней в неделю, "0" – все дни
AT+CALD	Удалить сигнал «Будильник»	Тестовая команда AT+CALD=? Ответ:  +CALD   OK Команда записи AT+CALD=<n>	<n> – целое число, показывает индеек сигнала на удаление (от 1 до 5)
AT+CENG	Включение и выключение инженерного режима	AT+CENG=? Ответ Модуль показывает список поддерживаемых режимов +CENG: (<mode>s),(<Ncell>s)   Команда чтения AT+CENG? Ответ   +CENG: <mode>,<Ncell> [+CENG: <cell>,"<arfcn>,<rxl>,<rxq>,<mcc>,<mnc>,<bsic>,<cellid>,<rla>, <txp>, <lac>, <TA>"  <CR><LF>+CENG: <cell>,"<arfcn>,<rxl>,<bsic>[,<cellid>,]<mcc>,<mnc>,<lac>"…]   OK   Если <mode>=3 +CENG: <mode>,<Ncell>   AT+CENG =<mode>[,<Ncell>]   [+CENG: <cell>,<mcc>,<mnc>,<lac>,<cellid>,<bsic>,<rxl> <CR><LF>+CENG: <cell>,<mcc>,<mnc>,<lac>,<cellid>, <bsic>,<rxl>…]   OK	<mode>  0 – выключить инженерный режим    1– включить инженерный режим  2 – включить инженерный режим и активировать URC отчеты сети 3 – включить инженерный режим и активировать ограниченные URC отчеты <Ncell>  0 – не показывать соседние соты 1 – показывать соседние соты Если <mode> =3,эти параметры игнорируются. <cell> 0 – сота, оказывающая услуги 1-6 – Индекс соседних сот  <arfcn> – Номер радиоканала <rxl> – уровень приема <rxq> – качество приема <mcc> – Мобильный код страны <mnc> – Мобильный код сети <bsic> – Код базовой станции <cellid> –идентификатор соты <lac> – Расположение участка <rla> – Минимальный уровень доступа передачи <txp> – Максимальная мощность передачи <TA> – параметр расширенной синхронизации
AT+CSDT	Включение или выключение определения SIM-карты	+CSDT: (0-1) Ответ   OK Тестовая команда AT+CSDT =? Ответ +CSDT: <mode>   OK Команда чтения AT+CSDT? Ответ OK Команда записи AT+CSDT=<mode>	<mode>  0 – выключить определение SIM-карты 1 – включить определение SIM-карты
AT+CBAND	Определение и установка диапазона частот мобильного оператора	+CBAND: (список поддерживаемых диапазонов <op_band>s)   OK Тестовая команда AT+CBAND=?   Команда чтения   AT+CBAND? Ответ +CBAND: <op_band>[,<ALL_BAND>]   OK   Команда записи AT+CBAND=<op_band>	<op_band> Строковой параметр показывает диапазон (в кавычках) PGSM_MODE  DCS_MODE  PCS_MODE EGSM_DCS_MODE GSM850_PCS_MODE ALL_BAND
AT+CSPN	Определение оператора с SIM-карты	+CSPN: <spn>,<display mode>   OK   Команда чтения AT+CSPN?	<spn> строковой тип, имя поставщика услуг <display mode> 0 – не показывает PLMN. 1 – показывать PLMN
AT+CSMINS	Отчет об установки SIM-карты	Тестовая команда AT+CSMINS=? Ответ +CSMINS: <n>,<SIM inserted>   OK   Команда чтения AT+CSMINS? Ответ   OK   Команда записи AT+CSMINS= <n>	<n> Числовой параметр показывающий включение параметра 0 – Отключено 1 – Включено <SIM inserted> Числовой параметр, показывающий состояние SIM-карты 0 – Не вставлена 1 – Вставлена

 

Включите модуль, ПЭВМ.

Содержание

Общие сведения.. 3

Лабораторная работа 1 Основы работы с модулем... 6

1.1 Краткие теоретические сведения. 6

1.2 Практическая часть. 9

Лабораторная работа 2 Стандартные команды управления GSM модемами.. 13

2.1 Краткие теоретические сведения. 13

2.2 Практическая часть. 14

Лабораторная работа 3 Режимы и способы отправки SMS-сообщений.. 16

3.1 Краткие теоретические сведения. 16

3.2 Практическая часть. 18

Лабораторная работа 4 Проприентарные команды управления модулем... 21

4.1 Краткие теоретические сведения. 21

4.2 Практическая часть. 26

Общие сведения

 

 Стенд представляет собой блок с установленным радиомодулем стандарта GSM. На лицевой панели стенда имеется разъем для подключения GSM-антенны, гнезда для подключения аудиогарнитуры и микрофона, разъем для подключения модуля согласования, индикаторные светодиоды («STATUS», «NETLIGHT», «RING»), кнопка включения «SW1» Также на панели стенда расположено гнездо подключения блока питания +12В.

    Взаимодействие со стендом происходит через модуль согласования BSB_UART_CP2102 при помощи терминальных программ, например «wTerm.exe».

Диалог с модулем происходит по средствам AT-команд. Модулю отсылается команда или запрос, а он её выполняет и отвечает. Самая простая команда AT, на которую модуль тут же ответит OK, если модуль подключен и исправен.

Почти все команды имеют 3 режима:

· тестовый =? – модуль ответит поддерживает ли он команду и возможные её параметры

· чтение? – ответом будет текущие параметры для этой команды

· запись = записываем новые значения для команды.

A/ — повтор предыдущей команды

 

Типовые настройки модуля: скорость 9600 бит/с 8N1, 9600 – скорость, 8 – бит в посылки, N – нет контроля чётности, 1- стоп бит.

 

Таблица 1. – Общие команды радиомодуля

Команда	Ответ	Описание
ATE0	OK	ЭХО 1 – вкл (по умолчанию) / 0 – выкл
ATV1	OK	Формат ответа модуля 0 – только ответ 1 – полный ответ с ЭХО (по умолчанию)
AT+CMEE=0	OK	Информация об ошибках 0 – отключён (по умолчанию) 1 – код ошибки 2 – описание ошибки
AT+CCLK="13/09/25,13:25:33+05"	OK	Установка часов «yy/mm/dd,hh:mm:ss+zz» Где: год/месяц/дата, часы:минуты:секунды +часовой пояс
AT+CPIN=XXXX		Ввод PIN кода
ATZ0		Сброс настроек до по умолчанию (не до заводских) 0 или 1 – выбор профиля
AT&F		Сброс настроек до заводских
AT&W	OK	Сохранение настроек для текущего профиля Параметр 0 или 1 — выбор профиля Параметр указывать сразу за командой (AT&W0)
AT+CPOWD=1	NORMAL POWER DOWN	Выключение модуля 0 – срочное 1 – нормальное
AT+CFUN=1,1		Энергосберегающий режим и перезагрузка Первый параметр: 0 – минимальный функционал 1 – нормальный режим (по умолчанию) 2 – выключения цепей приёма и передачи сигнала Второй параметр: 0 – выполнить без перезагрузки 1 – перезагрузить (доступно только в нормальном режиме, т.е. параметры = 1,1)

 

Порядок включения модуля:

1. Подключите модуль к ПЭВМ, используя прилагаемый модуль согласования.

2. Подключите блок питания к модулю.

3. Для включения модуля нажмите и удерживайте несколько секунд кнопку SW1. Признаком включения модуля является загорание и мигание светодиодов.

4. Проверьте правильность автоматической установки необходимых драйверов в операционной системе ПЭВМ, к которой подключен модуль. При необходимости установите нужный драйвер.

5. Запустите терминальную программу, например «wTerm.exe». и установите требуемый режим обмена с модулем.

6. Проверьте правильность взаимодействия с модулем путем посылки стандартных запросов.

 

Лабораторная работа 1 Основы работы с модулем