利用单片机控制MC55 GPRS无线模块实现SOCKET通信设计
随着无线通信网络技术的不断发展，通用分组无线业务(gprs)技术在远程无线数据传输中起到了广泛的应用。gprs(general packet radio service)是通用分组无线业务的简称，是一种以全球手机系统(gsm)为基础的数据传输技术。gprs网不但具有覆盖范围广、数据传输速度快、通信质量高、永远在线和按流量计费等优点，而且其本身就是一个分组型数据网，支持tcp/ip协议，无需经过pstn(公用电话交换网)等网络的转接，可直接与internet网互通。因此gprs业务在无线上网、环境监测、交通监控、移动办公等行业中具有无可比拟的性价比优势。
西门子mc55是带有gsm/gprs全套语音和数据功能的先进无线模块。其超小的体积----所有功能都集中在一块集成的芯片内(仅50 x 33 x 7.2 mm);最简便的开发----内嵌tcp/ip协议栈，使用户可以最大程度的缩短gprs产品的研发周期。mc55是可以配置的，使得外部输入、输出接口提供的外部控制应用更有效，从而令mc55产品更适合。m2m解决方案。
在网络设置中有http、ftp、pop3、socket等类型。文中详细介绍利用单片机控制mc55 gprs无线模块进行远程无线数据传输的控制方法，并给出实现socket通信的初始化设计流程。
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mc55 gprs模块进行收发控制，实现internet网络通信服务，从而实现远程无线数据传输功能。
图1 系统总体结构图
系统各部分的说明如下：
1)单片机。单片机选用nec78f0547d mcu，nec78f0547d是nec 78kf0/kez8位单片机系列中的一款性能优越的单片机，它带有两个uart(异步串行通讯)口。它很突出的一点就是具有片上调试功能，非常方便开发应用。
2)gprs模块。本设计采用西门子mc55 gprs模块。
mc55模块内嵌了完整的tcp/ip协议栈，包括tcp、udp、ftp、socket、telnet、pop3、smtp、htyp等，为用户提供了更简单的网络接口，使用户可以最大程度的缩短gprs产品的研发周期。mc55是可以配置的，使得外部输入、输出接口提供的外部控制应用更有效，从而令mc55产品更适合m2m解决方案。
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端口监听程序，并且设为监听状态，端口号也要设定，例如port：8000。
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。单片机通过电平转换电路与gprs模块连接，电路比较简单，电路连接原理框图如图2所示。要特别说明的是，由于单片机的为5v ttl电平，mc55gprs模块为2.7v ttl电平，为了确保mcu串行口与mc55gprs串行口ttl电平的匹配，采用了nl27wz07来实现电平的转换。电平转换电路如图3所示。
图2 单片机与gprs模块连接原理框图
图3 5v ttl与2.7v ttl电平转换电路
如图3所示，nl27wz07的a1引脚接单片机的发送端txd，a2引脚连接mc55 gprs模块的发送端txd，作为单片机向mc55 gprs模块发送数据的信号通道。与之对应，nl27wz07的y1引脚接mc55 gprs模块的接收端rxd，y2引脚连接单片机的接收rxd，作为单片机从mc55 gprs模块接收数据的信号通道。
3 、建立socket连接的命令
mc55 gprs模块为了要实现gprs socket tcp通讯，必须通过相应的at命令对模块进行初始化网络连接及服务配置。下面对socket通信中要用到的一些at命令及数据传输步骤进行说明。
4 、建立ftp连接的命令及上传数据的过程
如果要利用无线模块实现ftp上传数据的功能，则可以用如下的步骤和相关操作实现相应的功能。
5 、建立e-mail连接的命令及通过e-mail传输数据的过程
下面介绍通过gprs方式发送e—mail的过程及相关操作：
6 、模块初始化程序设计介绍
mc55 gprs模块初始化主要是通过相关at命令的操作实现的。其初始化包括模块at命令的测试、模块信号强度测试、串口通讯波特率的设置、internet网络应用服务设置等过程。
mc55 gprs模块为了要实现gprs socket tcp通讯，必须通过相应的at命令来对模块进行初始化网络连接及服务配置。
初始化网络连接及服务配置的at命令总结如下：
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、网络连接配置设置、密码及用户名设置、接入点设置、通讯类型设置、网络服务所用连接文件id号设置、网络服务ip地址设置等。
7 、结论
文中采用内嵌tcp/ip协议栈的gprs模块西门子mc55模块，在8位微控制器上使用at命令对mc55模块进行控制，并实现了socket通信、ftp服务、e—mail服务等多种网络服务，从而实现远程数据传输的功能。
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在网络设置中有http、ftp、pop3、socket等类型。文中详细介绍利用单片机控制mc55 gprs无线模块进行远程无线数据传输的控制方法，并给出实现socket通信的初始化设计流程。
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mc55 gprs模块进行收发控制，实现internet网络通信服务，从而实现远程无线数据传输功能。
图1 系统总体结构图
系统各部分的说明如下：
1)单片机。单片机选用nec78f0547d mcu，nec78f0547d是nec 78kf0/kez8位单片机系列中的一款性能优越的单片机，它带有两个uart(异步串行通讯)口。它很突出的一点就是具有片上调试功能，非常方便开发应用。
2)gprs模块。本设计采用西门子mc55 gprs模块。
mc55模块内嵌了完整的tcp/ip协议栈，包括tcp、udp、ftp、socket、telnet、pop3、smtp、htyp等，为用户提供了更简单的网络接口，使用户可以最大程度的缩短gprs产品的研发周期。mc55是可以配置的，使得外部输入、输出接口提供的外部控制应用更有效，从而令mc55产品更适合m2m解决方案。
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端口监听程序，并且设为监听状态，端口号也要设定，例如port：8000。
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。单片机通过电平转换电路与gprs模块连接，电路比较简单，电路连接原理框图如图2所示。要特别说明的是，由于单片机的为5v ttl电平，mc55gprs模块为2.7v ttl电平，为了确保mcu串行口与mc55gprs串行口ttl电平的匹配，采用了nl27wz07来实现电平的转换。电平转换电路如图3所示。
图2 单片机与gprs模块连接原理框图
图3 5v ttl与2.7v ttl电平转换电路
如图3所示，nl27wz07的a1引脚接单片机的发送端txd，a2引脚连接mc55 gprs模块的发送端txd，作为单片机向mc55 gprs模块发送数据的信号通道。与之对应，nl27wz07的y1引脚接mc55 gprs模块的接收端rxd，y2引脚连接单片机的接收rxd，作为单片机从mc55 gprs模块接收数据的信号通道。
3 、建立socket连接的命令
mc55 gprs模块为了要实现gprs socket tcp通讯，必须通过相应的at命令对模块进行初始化网络连接及服务配置。下面对socket通信中要用到的一些at命令及数据传输步骤进行说明。
4 、建立ftp连接的命令及上传数据的过程
如果要利用无线模块实现ftp上传数据的功能，则可以用如下的步骤和相关操作实现相应的功能。
5 、建立e-mail连接的命令及通过e-mail传输数据的过程
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6 、模块初始化程序设计介绍
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初始化网络连接及服务配置的at命令总结如下：
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、网络连接配置设置、密码及用户名设置、接入点设置、通讯类型设置、网络服务所用连接文件id号设置、网络服务ip地址设置等。
7 、结论
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