基于TC35i GSM模块的SMS设计

　　引言

　　移动网络是目前覆盖范围广的移动通信网络，SMS短消息服务是GSM终端之间通过服务中心进行文本信息收发的应用服务，SMS服务作为GSM网络的一种基本业务，已经得到越来越多系统运营商和系统开发商的重视。SMS以其实现简单，抗干扰能力强，强通信成本低等特点，在远程无线监控系统、数据采集系统、远程无线传输、车辆监控定位系统等领域中得到了广泛的应用。本文选用Siemens公司的GSM模块TC35i，给出其应用方案、外围电路设计及软硬件实现。

　　1 TC35i模块简介

　　TC35i是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块，可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务（SMS）和传真。模块的工作电压为3.3～4.8 V，可以工作在900 MHz和1 800 MHz两个频段。具有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、传真。此外，该模块还具有电话簿功能、多方通话、漫游检测功能。

　　TC35/TC35I短信模块是一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM短信模块。在GSM网络日臻完善的今天，TC35/TC35I短信模块秉承了西门子一贯的品质，它易于集成使用它您可以在较短的时间内花费较少的成本开发出新颖的产品。在远程监控和无线公话以及无线POS终端等领域您都能看到TC35I短信模块无线模块在发挥作用，使用它是您产品质量和性能的保证。

　　◇TC35/TC35I短信模块技术特点：体积小、重量轻，低功耗，支持数据、语音、短消息和传真，SIM应用工具包，AT 命令集控制，R&TTE，、GCF，SMS：MT/MO/CB/PDU模式，音频： 速率，升级速率和半速率，便于集成。

　　2 硬件设计

　　2.1 数据通信电路

　　数据通信电路主要完成短消息收发，以及与PC机通信、软件流控制等功能。TC35i的数据接口采用串行异步收发，符合ITU-T RS 232接口电路标准，工作在CMOS电平（2.65 V）。数据接口配置为8位数据位、1位停止位、无校验位，波特率在300 b／s～115 Kb／s之间可选，默认9 600 b／s。TC35i模块还支持RTS0／CTS0的硬件握手和XON／XOFF的软件流控制。

　　在数据通信电路中选用Sipex公司的SP3232芯片，实现电平转换及串口通信功能。SP3232芯片供电电压为3～5.5 V，符合TIA／EIA-232-F和ITU v.28标准。该芯片的特性可以满足TC35i作为移动终端的电路连接要求。在SP3232与ZIF连接器相应引脚连接时，要注意发送、接收引脚的连接正确。

　　TC35i能否正常通信，可通过SYNC引脚接LED指示灯观察，当指示熄灭时，表明TC35i处于关闭或睡眠状态；当LED为600 ms亮／600 ms熄时，表明SIM卡没有插入或TC35i正在进行网络登录；当LED为75 ms亮／3 s熄时，表明TC35i已登录进网络，处于待机状态。

　　2.2 SIM卡电路

　　SIM（subscribet identity module），即用户识别卡，TC35i的基带处理器集成了一个与ISO 7816-3 IC Card标准兼容的SIM接口。为了适合外部的SIM接口，该接口通过ZIF连接器连接到TC35i的第24～29引脚。在GSMll.11为SIM卡预留5个引脚的基础上，TC35i在ZIF连接器上为SIM卡接口预留了6个引脚，所添加的CCIN引脚用来检测SIM卡支架中是否插有SIM卡。当插入SIM卡，该引脚置为高电平，系统方可进入正常工作状态。

　　SIM卡是带微处理机的芯片卡，它由CPU、工作存储器RAM、程序存储器ROM、数据存储器EEPRoM和串行通信单元5个模块组成，这5个模块集成在一块集成电路中。例如Motorola公司的SC21 SIM卡，其CPU为68H05， RoM为6144比特，RAM为12比特，EEPROM为2992比特可擦除，16比特不可擦除，它们集成在一片集成电路中。

　　2.3 电源及启动电路

　　TC35i电源供电范围为DC3.3～4.8 V，推荐使用DC4.2 V。有3种电源管理模式，休眠状态电流消耗为3.5 mA，空闲状态为25 mA，发射状态平均为300 mA，瞬时值可能达到2 A，如图2所示。在发射状态，电源电压瞬时压降不能超过400 mV，必须考虑线路上的电压损耗，线路电阻不可超过200 mΩ，因此在布线时必须注意这些问题。在TC35i的接口上，第1～5的引脚为电源引脚，第6～10的引脚为地线。另外，还有一个VDDLP引脚（引脚编号为30）用于模块掉电时实时时钟的供电。

　　在实际应用中一般有2种供电方案，一种是采用外接电源供电，需将电源电压转换为模块所需电压（推荐4.2 V）。可选用LM2941CS，它是开关型可调高性能微波电路专用稳压芯片，通过外围两个电阻的分压比能灵活改变输出电压，通过控制引脚可开启／关闭电源模块，如图3所示；另一种是采用普通手机电池供电，电池电压一般在3.6～4.O V，可选用LM2577电源芯片。LM2577可将电池电压（3.6～4.0 V）稳定在4.2 V左右，同时能输出电流3 A，以保证峰值时的电流消耗，如图4所示。

　　模块上电10 ms后（电池电压必须大于3.3 V），为使之正常工作，必须在启动引脚（IGT）时加长至少为100 ms的低电平信号，且该信号下降沿时间小于1 ms。启动后，第15引脚的信号应保持高阻抗。启动电路由开漏极晶体管和上电复位电路组成，若该模块与MCU组合，则可以直接与MCU的引脚连接，通过控制引脚输出的电平来简化电路。

　　3 软件设计

　　3.1 AT指令

　　TC35IGSM模块提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07规范。在短消息模块收到网络发来的短消息时，能够通过串口向数据终端设备发送指示消息，数据终端设备可以使用GSM.AT指令通过串口向GSM模块发送各种命令。通过AT指令（见表1），可以控制SMS消息的接收与发送。

　　3.2 SMS消息的发送与接收

　　SMS消息的发送一般采用PDU（protocol dataunit）模式，如图5所示。

　　在消息发送前，要将消息中韵ASCII字符及汉字统一编码成UCS2码，以PDU数据包的形式发送。接收到的数据是以7 b的编码形式存储在TC35i模块或SIM卡内，在数据读取时直接从TC35i模块中得到符合GSM规范的数据，需经过提取得到7 b编码的有用数据。然而，这些7 b编码数据是以ASCII字符的形式存在的，要转换成8位的十六进制形式的7 b编码，再解码成可用的ASCII码数据，这样得到GSM网络发送来的原始数据，如图6所示。

　　3.3 PDU格式发送短信息

　　TC35i支持Text和PDU（protocol data unit）2种消息模式，TEXT模式是基于ASCII码形式字符的一种结构模式，代码较为简单，但不支持中文字符。PDU模式也是基于十六进制形式字符的，数据和代码都经过编码，所以无法直接读懂；但PDU模式同时支持中英文两种短信，PDU模式收发短信包括3种编码：7位、8位和UCS2编码。7位编码用于发送普通的ASCII字符；8位编码用于发送数据信息；UCS2编码用于发送Unieode字符。一般的PDU编码由A，B，C，D，E，F，G，H，I，J，K，L，M共13项组成。例如，发送“监控系统已开启！”到用户手机15826652893，对应用的数据编码为：

　　            M：76D1 63A7 7CFB 7EDF 5DF2 5F00 542F FF01为用户数据，Unicode字符（监控系统已开启）。

　　4 应用实例

　　在TC35i应用过程中通常要结合微处理器或通过电平转换直接与PC串口通信。因此给出一个由TC35i与AVR微处理器构成的GSM Modem实例。该GSM Modem已经使用于GPS汽车防盗系统中。

　　5 结语

　　本设计已通过调试，并在实际应用中验证了它的可行性。相信随着通信技术和通信软件不断的发展，移动通信应用领域不断扩大，基于TC35i的移动终端将有广阔的应用前景，给公司会打来巨大的利益。

  

参考文献:

[1]. ROM datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/ROM_1188413.html.
[2]. LM2577 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/LM2577_1081687.html.