作者/ 韩进 马双 山东科技大学 信息科学与工程学院(山东 青岛 266590)
摘要：本文规划了一种以GPRS为传输方法的无线数据传输体系。该体系以STM32F207VC为主控芯片，选用最新的SIM800C模块，以串口通讯方法完成与主控芯片的通讯，将收集到的数据传输至服务器端，软件方面包含反常处理、心跳包机制的规划，大幅进步了GPRS的传输安稳性。通过长期测验发现，客户端以TCP/IP协议与服务端坚持杰出衔接状况。该规划可广泛应用于各类单片机操控体系中，为无线数据传输供应了一种新的安稳的解决方案。
导言
GPRS作为现在广泛应用的2G网络，安稳性高，网络覆盖规模广，将其与物联网结合起来，可作为一种通讯方法，用于长途检查设备状况，操控设备运转，开宣布无线传输的物联网产品。
本文规划的数据传输体系以STM32F207VCT6为主控芯片，通过串口通讯方法与AT指令集操控支撑TCP/IP协议的GPRS模块SIM800C，该模块支撑域名解析与IP地址直接衔接两种方法衔接服务器，并结合通讯反常处理与心跳包机制，大幅进步GPRS与服务器端的传输安稳性。作为测验，模仿现已收集到设备周围环境温度及其他传感器状况作为传输数据，不间断地传输至长途服务器端。
1 硬件体系规划
本体系的硬件规划框图如图1所示。
本规划以STM32F207VCT6为主控芯片，选用5V变压器供电方法，能够通过JTAG接口对芯片进行开发调试。主控芯片通过串口方法与SIM800C进行通讯，SIM800C则供应TCP/IP协议，与长途服务器进行数据交互，上位机软件通过DMZ转发将本地计算机露出于互联网下，结合动态DNS域名与端口号，用于对该体系的检查与操控，一起，STM32驱动LED发光二极管以奉告用户体系衔接与运转状况。
1.1 相关芯片及SIM800C介绍
STM32F207VCT6为 ST (意法半导体)公司研制的一款入门级低功耗32位ARM芯片，具有64Kb片内Flash，以及包含UART、USB、CAN、SPI、I2C等在内的丰厚的硬件接口，结合Keil或IAR开发环境及其规范固件库可方便地进行产品开发。
本规划选用GPRS无线通信方法，选用SIMCom公司2015年下旬最新出产的SIM800C模块，该模块用于代替之前的SIM800E模块，价格低廉，首要作业在850/900/1800/1900MHz频率，满意GSM 2/2+规范，支撑GSM/GPRS与AT指令操控，其功能安稳，外观细巧，性价比高，多样化的硬件接口可方便地与单片机或PLC进行通讯，支撑双SIM卡，可低功耗完成SMS和数据信息的传输。SIM800C尺度为17.6mm×15.7mm×2.3mm，能适用于各种紧凑型产品规划需求。
1.2 原理图规划
考虑到各芯片电源供电电压与体系设备的运用场景，设置体系的输入电压为5V直流，通过F110贴片式自恢复保险丝以及L1117-3.3稳压芯片输出3.3V直流电压供电，为使直流电源波形噪声减小，可在5V输入端和3.3V输出端并联2个100µF钽电容进行滤波，如图2所示。相同的，可在每个电源管脚邻近布一个100nF电容用作退耦电容，然后安稳输入电源，主芯片JTAG接口加10K上拉电阻进行衔接，方便运用Ulink等调试器进行在线调试及仿真。将主控芯片与SIM800C模块依照串口接口衔接。
依据SIM800C模块硬件规划手册，模块供电电压规模为3.4V~4.4V，本规划选用AOZ1016稳压芯片，参照AOZ1016芯片数据手册建立降压稳压电路，将5V直流输入稳压为4V供应SIM800C运用，后端两个100µF电容作为直流电压的滤波%&&&&&%。如图3所示。
SIM800C模块与单片机直接为串口接口，依据硬件规划手册需进行3.3V电平匹配，将模块与单片机串口之直接1KΩ电阻，模块RX脚接5.6KΩ电阻到地，以完成简略的电平匹配，以契合串口传输要求。
1.3 GPRS模块与SIM卡接口规划
GPRS的运用需求依托手机SIM卡作为物理介质进行信号传输，现在SIM卡接口底座类型较多，本体系选用塑料原料的贴片封装的底座，在节省本钱的条件下，可确保信号的安稳性。为确保SIM卡不受静电损坏，在DATA与CLK端接入ESD防护芯片。模块与SIM卡接口如图4所示。
2 软件规划与完成
通过STM32F207VCT6的串口输出AT指令来操控SIM800C模块的相应动作，将模块设置为透传形式，这样通过单片机串口发送的数据在模块衔接TCP成功之后可发送至模块的串口上，模块主动将这些数据发送至服务端，极大当地便了软件规划，更有利于操控软件流程。软件规划流程图如图5所示，在模块进行TCP衔接后，若衔接不成功则从头进行衔接;若衔接成功，则发送收集到的数据传输至服务器端，一起敞开串口中止接纳模块的返回值，并判别返回值是数据仍是指令。若为数据则启用接纳;若为指令则依据指令号结合相应结构体处理指令。
