基于AT91RM9200短消息监控系统的设计与实现

摘要 介绍了GSM无线模块在嵌入式系统的应用，系统采用基于ARM9核的AT91RM9200微处理器，GSM无线模块采用华为MG323无线模块，在嵌入式Linux系统下，通过ARM与MG323进行控制通信，实现了短消息模块的软件功能。该系统支持FDU短信模式及中文短信。
关键词 GSM；AT91RM9200；MG323；嵌入式Linux；PDU短信模式

无线监控已成为工业控制中安全生产、及时收集重要数据必不可少的部分，利用现代化的信息技术手段，建设安全生产监督管理网络系统，才能将安全生产和安全监督管理工作做好，随着通讯技术的发展，移动通信覆盖的不断扩大，基于GSM网络的无线监控系统已广泛应用于工业控制、电力监控、智能楼宇和数据传输等方面，加上GSM网络具有前期投资少、不受地域限制、通信实时性高等优点使得它在无线监控领域扮演更重要的角色。利用的ARM9处理器主频高、速度快、内存容易扩展、可以运行嵌入式Linux系统设计平台等特点，通过软硬件模块的设计，在GSM无线网络上实现了短消息的发送。此系统可以应用在采油电机环境参数监控上，实时监控油管的压力和温度等参数，保证油井的安全正常工作。

1 系统总体设计
图1所示是基于AT91RM9200的短消息监控系统，该平台主要包括微处理器单元，GSM／GPRS无线模块，存储模块，串口通讯模块，网口通讯模块，USB模块和电源模块。

系统构建的嵌入式系统平台，主要用于采集数据的处理、存储、发送和监控。具体工作原理是在基于ARM920T内核的主频为180 MHz的AT91RM9200微处理器上，通过串口将下行数据传输至Flash存储，然后利用串口、USB和100 Mbit·s-1以太网3种接口方式将数据发送至目标，同时通过GSM无线通信的方式进行数据监控。
此系统在采油电机环境参数传输与通信系统存储模块的应用过程中，主要完成对采样和监测处理后的数据进行存储，并通过各种接口传送至上位机显示，以便工作人员对井下电机的环境数据进行观测和处理。无线传输模块可将存储模块接收到的数据以无线通信的方式发给油井监测人员，使监测人员可随时了解油井的采油情况。

2 系统硬件电路设计
系统中短消息收发功能的模块采用华为公司的4频GSM／CPRS模块MG323，工作频段支持4频：GSM850／900／1800／1900 MHz，接收灵敏度-107 dBm，工作温度-30～+75℃，电源电压3．3～4．8 V，平均待机电流3．0 mA，协议支持GSM／GPRS Phase2／2+。MG232含有丰富的对外应用接口，包括B2B连接器接口、电源接口、开／关机和RESET时序、控制信号接口、UART接口、SIM卡接口、充电接口、音频接口。

MG323与AT91RM9200的硬件电路如图2所示。ARM通过控制TERM_ON来控制MG323的开关，当TERM_ON管脚拉低≥1 s后，即可开机；开机后，如果再次将TERM_ON管脚拉低≥1 s，即可关机；控制RESET来控制MG323的硬件复位，当模块出现软件死机时，通过拉低RESET管脚≥10 ms后，模块进行硬件复位。
由于MG323模块对外提供一路异步RS-232UART1通信接口，UART1支持标准Modem握手信号控制方式，故MG323GSM模块通过RS232与AT91RM 9200的UART1相连接。其控制信号主要为：UART1_RD(模块数据发送端)，UART1_TD(模块数据接收端)，UART1_RING(模块振铃指示)，UART1_ DSR(模块数据设备就绪)，UART1_RTS(请求发送)，UART1_DTS(数据终端就绪)，UART1_CTS(模块清除发送)，UART1_DCD(模块载波检测)。RT S／CTS为请求发送信号，RTS是发送起输出的准备好信号。接收双方准备好，送回清除发送信号CTS后，发送数据开始进行，在同一端将这两个信号短接就意味着只要发送器准备好即可发送。DCD载波检测又称接收线路信号检测，本意是Modem检测到线路中的载波信号后，通知终端准备接收数据的信号在没有接Modem的情况下，也可以和RES，CTS短接。DTR／DSR数据终端准备好时发DTR信号，在收到数据通信装置准备好DSR信号后方可通信。RING原意是在接收到电话交换机有效的拨号时有效，同时数据终端准备传送。
MG323模块通过信号SM_CLK(SIM卡时钟)，VSIM(SIM卡电源)，SIM_DATA(SIM卡数据)，SIM_RST(SIM卡复位)，GND(SIM卡地)与SIM卡相连接。
该系统还包括两片16 MB的SDRAM，两片8 MB的NOR_Flash，3个RS232，主USB，从USB和100 Mbit·s-1以太网等模块。