在网络设置中有http、socket等类型。socket是建立在传输层协议(主要是tcp和udp)上的一种套接字规范,它定义两台计算机间进行通信的规范(也是一种编程规范)。如果说两台计算机是利用一个通道进行通信,那么这个通道的两端就是两个套接字。套接字屏蔽了底层通信软件和具体操作系统的差异,使得任何两台安装了tcp协议软件和实现了套接字规范的计算机之间的通信成为可能。
1 系统组成
系统的组成如图1所示。该系统利用现有的gprs网络,单片机通过串口对gprs模块进行收发控制,实现socket通信。
系统各部分的说明如下:
① 单片机采用了at89c52,它带有一个串口;
② gprs模块。本文以利事达信息技术有限公司开发的gprs模块lt8030为例。lt8030内嵌了完整的tcp/ip协议栈,包括tcp、udp、ftp、socket、telnet、pop3、smtp、http等,为用户提供了更简单的网络接口。lt8030采用的gprs技术,无缝覆盖、永远在线且按流量计费,紧密结合产品应用领域所遇到的实际问题,进行全面的优化和升级,使产品开发变得更容易、更快捷。它采用标准的rs232 接口,用户可以通过单片机或其他cpu的uart口,使用相应的at命令对模块进行控制,达到使其产品可以轻松进入gprs网络的目的。
③ 服务器。建立socket连接必须具有公网的ip地址,故应保证服务器中心计算机连接到internet并且取得公网ip地址。在单片机对gprs模块控制之前,服务器端需运行socket端口*程序(此*程序一般是现成的),并且设为*状态,端口号也要设定,例如port:1024。
2 单片机与gprs模块的连接
单片机与gprs模块一般采用串行异步通信接口,通信速度可设定,通常为9600 bps。采用rs232电缆方式进行连接时,数据传输的可靠性较好。单片机通过电平转换电路与gprs模块连接,电路比较简单,电路原理图如图2所示。所涉及的芯片max232用于串行通信接口与232通信接口之间的电平转换。
max232的t1in、t2in、r1out、r2out为接ttl/cmos电平的引脚;t1out、t2out、r1in、r2in为接rs232电平的引脚。ttl/cmos电平的t1in、t2in引脚应接at89c52的串行发送引脚txd;r1out、r2out应接at89c52的串行接收引脚rxd。与之对应,rs232电平的t1out、t2out应接gprs模块的接收端rxd;r1in、r2in应接gprs模块的发送端txd。
现选用其中一路发送/接收,r1out接at89c52的rxd,t1in接at89c52的txd,t1out接gprs模块的rxd, r1in接gprs模块的发送端txd。因为max232具有驱动能力,所以不需要外加驱动电路。
3 建立socket连接的命令
下面对socket通信中要用到的一些at命令进行说明。
3.1 基本设置
① gprs isp 码。
at+iisp1=*99***1# //全国通用
② 登录用户名。
at+iusrn=wap//gprs网络登录名
③ 登录密码。
at+ipwd=wap// gprs网络登录密码
④ modem 类型。
at+imtyp=2 //定义gprs modem
⑤ 初始化命令。
at+imis=“at+cgdcont=1,ip,cmnet”
⑥ *器。
at+idns1=211.136.18.171
//dns服务器地址,全国通用
⑦ 扩展码(xrc)。
at+ixrc=0
3.2 socket设置
① 建立一个tcp通信。
at+istcp:218.66.16.173,1024
建立socket连接,218.66.16.173为应用服务中心计算机端ip地址(实际地址由实际情况决定),1024 为端口号(端口号由中心socket端口*程序设置决定)。 如果连接成功,lt8030返回i/xxx。xxx为lt8030中本次socket连接的句柄号。中心*程序会显示连接的终端ip地址。如果连接失败,lt8030返回i/error(xxx)。xxx为错误代码。
② 发送数据。
at+issnd%:xxx
发送数据,xxx为句柄,为要发送的字符长度,为要发送的数据。发送成功后,在中心端可看到终端发送的数据。最多一次能够发送5k以下的数据。
③ 查询socket状态。
at+isst:xxx
查询socket状态,xxx为句柄。 lt8030返回i/。如果= 000,表示该端口连接正常;如果≥1,lt8030通过该端口从中心接收存在buffer 里的字节数;如果<0,则socket错误。
④ 接收数据。
at+isrcv:xxx
xxx为句柄。该指令会读取lt8030通过该句柄从中心接收到的,存在buffer 里的数据;buffer最大可存储30k的数据。
⑤ 关闭socket通道。
at+iscls:xxx
关闭socket通道,xxx为句柄。
4 程序的设计
根据单片机与gprs模块通信协议的约定,单片机串行口设为方式1,波特率为9 600 bps,8位uart,1位起始位,1位停止位,无奇偶校验。上电后,首先向gprs模块发送基本设置命令,即isp码、用户名及用户密码帧等,其中isp码必须为“*99***1#”,用户名和用户密码可以任意设置,但不能为空。在使用lt8030 gprs 上网功能之前,必须正确设置这些参数。参数一旦设置后,即永久保存,以后无需重新再设( 以上设定为lt8030c出厂时的默认参数)。然后向gprs模块发送socket设置帧,如成功,则点和点通信环境已建立,接着就调用发送数据帧。
开机上电后,程序在主函数中运行,单片机进行初始化。初始化包括设置串口工作方式、波特率,并初始化变量参数和标志位。
结语
随着计算机和通信技术的进步,当今社会的生产正朝着高效、准确和稳定的方向发展,这对数据传输的实时性、可靠性、信息量提出了更高的要求,为此介绍利用gprs模块实现socket通信的系统。本文采用内嵌tcp/ip协议的gprs模块lt8030,在8位微控制器at89c52上实现了对lt8030的控制,并实现了基于gprs的socket通信功能,具有外围器件少、电路简单、系统成本低等优点。
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