基于短信傳輸方式的無線工業(yè)模塊設(shè)計

摘要：介紹了美國德州儀器(TI)公司的16位超低功耗單片機MSP430F135和Siemens公司TC35系列的MC37i。詳細介紹了各個部分電路組成和原理。設(shè)計并實現(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)測控領(lǐng)域，對遠程數(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包的形式進行數(shù)據(jù)的傳輸，當GPRS終端接入GPRS骨干網(wǎng)后，通過UDP、TCP等數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)上其它計算機的數(shù)據(jù)通訊。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)決定了數(shù)據(jù)中心計算機必須有固定的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。以上這些都會增加用戶運營成本，而利用短信傳輸方式可以降低用戶的運營成本，使用點到點收發(fā)設(shè)備，對一些實時性要求不是很高，架設(shè)網(wǎng)絡(luò)費用低，數(shù)據(jù)傳輸量不大，具有明顯的優(yōu)勢。針對上述特征本文設(shè)計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)計的方案，并對各部分電路進行詳細的描述。

1 MC37i模塊
MC37i模塊是Siemens公司推出的新一代工業(yè)級GSM模塊，該款模塊特點是外形設(shè)計精巧、緊湊，功能強大，接口簡單，方便用戶使用。
模塊主要特性與技術(shù)指標包括以下幾點：1)雙頻段：為GSM900／1800MHz；2)支持數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真；3)高集成度(32．5×35× 3．1mm)，重量僅為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個引腳，通過一個DF12C連接器引出。這50個引腳可以劃分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
設(shè)計的整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，由MC37i模塊、電源電路、單片機電路、SIM卡電路等構(gòu)成。1)上行工作方式：被測信息通過分壓接口電路取得分壓數(shù)值，經(jīng)過單片機程序AD轉(zhuǎn)換運算、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，由單片機程序解碼，解析指令，驅(qū)動接口，執(zhí)行相應(yīng)的動作。完成測控功能。

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