Moduły GSM w praktyce cz2, EBOOKI techniczne
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
KURS
Moduły GSM w praktyce (2)
Pierwsze kroki w środowisku
OpenAT
Po przerwie wznawiamy kurs na temat modułów GSM nie wymagających mikrokontrolera sterującego,
ponieważ program użytkownika jest wykonywany przez sam moduł. W części drugiej przedstawiamy
płytkę prototypową dla modułów typu WaveCom Q268x oraz sposób instalacji środowiska
programistycznego OpenAT, które umożliwia programowanie w języku C. Ponadto opisano metody
wgrywania i uruchamiania oprogramowania dla modułu WaveCom Q2686.
Rys. 7. Widok płyty prototypowej wraz z krótkim opisem elementów
96
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2008
Pierwsze kroki w środowisku OpenAT
Płytka
prototypowa dla
modułu WaveCom
Q2686
Aby przy pierwszym
kontakcie uwolnić użyt-
kownika od zmagań
ze sprzętem, w dalszej
części kursu będziemy
posługiwać się płytką
ewaluacyjną dla modułów
WaveCom, która pozwala
tworzyć aplikacje testowe
dla modułów GSM. Płytka
posiada 100–pinowe
złącze kompatybilne
z modułami Q26xx, układ zasilacza, interfejsy RS232, diody LED oraz złącze
USB. Na płytce umieszczono także pola lutownicze w rastrze 2,54 mm, na
które wyprowadzono wszystkie linie sygnałowe dostępne na złączu modułu,
umożliwiając w ten sposób wygodne dołączanie do płytki prototypowej
dowolnych układów zbudowanych przez użytkownika. Poszczególne numery
pinów na polach lutowniczych są zgodne z numerami na złączu w module
GSM. Na
rys.
7
przedstawiono widok płyty prototypowej wraz z krótkim
opisem znajdujących się na niej elementów. Na płytce znajduje się seria prze-
łączników umożliwiających dołączenie wejść modułu GSM do wewnętrznych
układów peryferyjnych znajdujących się na płytce prototypowej, albo do pól
lutowniczych. Dzięki temu rozwiązaniu wszystkie linie dostępne w module
mogą być wykorzystane w układzie użytkownika. Przełącznik BOOT/NORMAL
służy do włączenia specjalnego trybu wgrywania oprogramowania za pomocą
programów firmowych, podczas normalnej pracy powinien znajdować się
w trybie NORMAL. Szczególne znaczenie ma złącze UART1, za pomocą któ-
rego możemy skomunikować się z modułem za pomocą komend AT, a także
wgrać do niego wcześniej przygotowany program. Nazwy i funkcje sygnałów
na tym złączu zestawiono w
tab.
2
.
Diody LED na płytce prototypowej sygnalizują stan włączenia oraz stany
poszczególnych linii RS232, jednak istnieje możliwość sterowania kilkoma
diodami LED bezpośrednio za pomocą modułu, jeżeli niektóre z tych linii są
skonfigurowane w trybie IO. Aby uruchomić moduł w normalnym trybie
pracy, do złącza J6 należy podłączyć zewnętrzne źródło napięcia o wartości
7...9 V i wydajności prądowej 0,5 A. Złącze portu szeregowego UART1 (J1)
należy również podłączyć do złącza szeregowego komputera PC oraz ustawić
przełączniki w następujące pozycje: UART1–>UART, S1–>OFF, S2–>NORMAL.
Aby skomunikować się z modułem, należy uruchomić program terminalowy
z następującymi parametrami portu szeregowego: prędkość – 115200, bity
danych – 8, bity stopu – 1, kontrola parzystości – brak, sterowanie przepływem
– sprzęt. Po włączeniu modułu powinna zaświecić się dioda POWER, a po wpi-
saniu w programie terminalowym komendy AT i wciśnięciu klawisza [ENTER]
moduł powinien odpowiedzieć „OK”, co świadczy o prawidłowej jego pracy.
Kieru-
nek
Opis
1 DCD Wyjście
Data Carrier
Detect
2 RXD Wyjście
Receive Serial
Data
3 TXD Wejście
Transmit Serial
Data
4 DTR Wejście
Data Terminal
Ready
5 GND – –
6 DSR Wyjście Data Set Ready
7 RTS Wejście Request to Send
8 CTS Wyście Clear to Send
Rys. 8. Okno powitalne instalatora środowiska OpenAT
Rys. 9. Okno wprowadzania ścieżki instalacji środowiska OpenAT
w niniejszym cyklu nie będziemy wykorzystywać tego trybu. Drugi dostępny
tryb tworzenia aplikacji to Remote Mode, w którym aplikacja jest uruchamiana
bezpośrednio w module docelowym i nie wymaga wykorzystywania Visual
C++, dlatego w pozostałej części cyklu będziemy wykorzystywać ten tryb uru-
chamiania programów w module Q2686. Przed instalacją środowiska OpenAT
należy upewnić się, że mamy zainstalowany interpreter Javy, a w przypadku
jego braku należy zainstalować go ze strony:
dows_manual.jsp
Instalację oprogramowania rozpoczynamy od włożenia płyty
CD do napędu, co spowoduje wyświetlenie okna powitalnego jak na
rys.
8
.
Aby rozpocząć proces instalacji należy wybrać opcję Install Open AT, wówczas
zostanie uruchomiony program instalatora, w którym należy wybrać przycisk
Next
. Następnie pokaże się kolejne okno z pytaniem o akceptację warunków
licencji. Do przeprowadzenia dalszego procesu instalacji należy wybrać opcję
„I Agree”. Po tej czynności instalator przechodzi do pytania o ścieżkę instalacji,
którą należy ustawić tak, jak na
rys.
9
, a następnie wcisnąć przycisk [Next].
Kolejnym etapem instalacji jest pytanie o komponenty, które chcemy zainstalo-
wać. Należy zaznaczyć wszystkie dostępne opcje i przejść do dalszego procesu
instalacji wybierając klawisz [Next]. Po tej czynności rozpocznie się właściwy
proces instalacji środowiska OpenAT, który z uwagi na dużą liczbę plików do
skopiowania może trwać nawet kilkanaście minut (w zależności od szybkości
komputera). Po zakończeniu instalacji zostało nam jeszcze odpowiednie usta-
wienie ścieżek środowiska OpenAT. W tym celu z menu start należy uruchomić
program „WaveCom–>IDE–>OpenAT IDE Settings” oraz ustawić ścieżki dostę-
pu do poszczególnych elementów środowiska OpenAT, tak jak na
rys.
10
. Po
zakończeniu instalacji środowiska mamy już komplet programów potrzebnych
do pracy z modułami WaveCom. Pokażemy teraz, w jaki sposób skompilować
i uruchomić w module przykładowy program wyświetlający co sekundę przez
port szeregowy modułu komunikat „Hello from Open AT”.
Do tworzenia aplikacji na podstawie wzorców służy specjalny kreator projek-
tów „Open AT Project Wizzard”. Aby go uruchomić, należy z menu Start wy-
brać: „WaveCom–>IDE–>OpenAT Project Wizzard”. Pokaże się wówczas okno
kreatora projektów (
rys.
11
). Kreator ten służy do tworzenia pustego projektu
Instalacja środowiska OpenAT, uruchamianie
oprogramowania w module OpenAT. Obsługa modułu
za pomocą standardowych komend AT
Aby tworzyć własne oprogramowanie dla modułów WaveCom, należy zain-
stalować środowisko OpenAT. Jako minimalne wymagania programowe produ-
cent zaleca używanie systemów Windows 2000/XP oraz komputera minimum
Pentium 300 MHz (zalecany 1 GHz) posiadającego minimum 128 MB pamięci
(zalecane 512 MB) oraz port szeregowy RS232. Jak więc widzimy, wymagania
nie są zbyt wygórowane i spełnia je w zasadzie każdy współczesny komputer.
Producent zaleca również, aby w systemie było zainstalowane środowisko Vi-
sual C++ w wersji 6.0 lub 2002/2003, jednak na potrzeby niniejszego artykułu
nie jest ono potrzebne, ponieważ do pisania programów będziemy wykorzy-
stywać darmowe środowisko Eclipse. Aplikacje dla modułów WaveCom mogą
być tworzone w trybie Target Mode, gdzie w łatwy sposób mogą być debu-
gowane, jednak wymaga to konieczności użycia Visual C++. Z tego powodu
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2008
97
Tab. 2. Nazwy i funkcje sygnałów na
złączu UART1 (J1)
Numer
pinu
Nazwa
sygnału
KURS
Rys. 10. Okno ustawiania ścieżki dostępu do poszczególnych elemen-
tów środowiska OpenAT.
Rys. 12. Okno środowiska Eclipse
Rys. 13. Okno z parametrami pliku przesyłanego do modułu
Rys. 11. Okno kreatora projektów
przebiega prawidłowo, wówczas możemy przystąpić do zaprogramowania
modułu. W tym celu wydajemy komendę AT+WDWL (rozpoczęcie transmisji
w trybie XMODEM), po której na ekranie co 1 sekundę powinien się pokazy-
wać znaczek „temidy”. Aby zaprogramować modem, należy z menu „Trans-
fer” wybrać opcję „Send a File”, a następnie wybrać plik do zaprogramo-
wania (gcc_Pierwszy_H_wpb.dwl) oraz wybrać protokół transmisji XMODEM
(
rys.
13
).
Po wciśnięciu klawisza Wyślij rozpocznie się proces wysyłania pliku. Po
zakończeniu, na terminalu ponownie rozpocznie się cykliczne wyświetlanie
znaku „temidy”. Mamy więc już zaprogramowany moduł, następnie należy go
wyzerować wydając komendę AT+CFUN=1. Po wyzerowaniu modułu możemy
teraz uruchomić zaprogramowaną przez nas aplikację. W tym celu wydajemy
komendę AT+WOPEN=1, w wyniku czego na terminalu cyklicznie powinien
pojawiać się komunikat jak na
rys.
14
. Aby wyłączyć uruchomiony program
możemy posłużyć się komendą (AT+WOPEN=0).
Jak wiemy sterowanie modułem Q2686 odbywa się poprzez przesyłanie do
niego odpowiednich komend AT, przydatne więc będzie poznanie choćby tych
najczęściej używanych. Zostały one zebrane w
tab.
3.
W codziennej praktyce bardzo użyteczne będą komendy umożliwiające ska-
sowanie pamięci Flash danych użytkownika (AT+WOPEN=3) oraz skasowanie
pamięci Flash aplikacji użytkownika (AT+WOPEN=4). Czasami konieczne jest
skasowanie pamięci danych przy zmianie aplikacji. W zasadzie nigdy nie mu-
simy kasować pamięci Flash programu, ponieważ następuje to automatycznie
podczas wgrywania nowej wersji programu. Dodatkowego omówienia wy-
magają komendy AT służące do obsługi SMS, dzięki którym użytkownik może
dla środowiska OpenAT lub projektu opartego na jakimś standardowym
przykładzie. Aby utworzyć projekt, musimy wypełnić kilka podstawowych pól,
a następnie kliknąć przycisk [OK]. Wówczas zostanie utworzony przykładowy
lub pusty projekt oraz zostanie automatycznie uruchomione środowisko IDE
umożliwiając w ten sposób dalsze pisanie programu. W polu „Project Name”
musimy wpisać nazwę tworzonego projektu, natomiast w polu „Project Path”
wpisujemy ścieżkę do projektu. W polu „Project API” wybieramy rodzaj inter-
fejsu API środowiska OpenAT. W prezentowanych tutaj przykładach będziemy
korzystać zawsze z API ADL. Pole „Project Base” pozwala określić, na jakim
przykładowym projekcie będzie się opierał nasz projekt. Pole „Associated IDE”
pozwala wybrać rodzaj środowiska, jakie będziemy wykorzystywać. W naszym
przypadku powinno to być zawsze darmowe środowisko Eclipse. Po ustawie-
niu wszystkich opcji, tak jak na rys. 11 oraz wciśnięciu klawisza [OK]. zostanie
utworzony przykładowy projekt, a następnie zostanie uruchomione środowi-
sko Eclipse (
rys.
12
).
Środowisko Eclipse zostało szczegółowo omówione przy okazji kursu pro-
gramowania mikrokontrolerów ARM, dlatego nie będziemy tutaj poświęcać
mu zbyt wiele miejsca. Zainteresowanych tą tematyką odsyłam do odpowied-
nich numerów EP. Pliki źródłowe projektu są umieszczone w polu „
C++ proje-
ct”
w katalogu
src
, po rozwinięciu którego pokaże się jeden plik
hello_world.c
zawierający przykładowy projekt. Aby skompilować ten projekt, należy z menu
głównego wybrać „Project–>Clean”, a następnie „Project–>Build All”. Pierw-
sza komenda powoduje wyczyszczenie projektu z plików wynikowych i zosta-
wienie tylko plików źródłowych, a następna komenda spowoduje ponowne
skompilowanie projektu, które przy pierwszym budowaniu może trwać nawet
kilkadziesiąt sekund. Po skompilowaniu w podkatalogu projektu
gcc/out/
zo-
stanie utworzony plik
gcc_Pierwszy_H_wpb.dwl
, który jest plikiem wynikowym
w formacie XMODEM. Możemy go wgrać do modułu i uruchomić. Samo
programowanie oraz obsługa modułu odbywa się z wykorzystaniem zwykłego
programu terminalowego i polega na wydawaniu odpowiednich komend AT.
Aby zaprogramować modem, łączymy port szeregowy płytki prototypowej
modułu WaveCom z komputerem PC, a następnie uruchamiamy program
terminalowy (np.
Hyperterminal,
czy linuxowy
minicom
) z parametrami trans-
misji: 115200,8,n,1, sprzętowa kontrola przepływu.
Po wydaniu w terminalu polecenia AT, moduł powinien odpowiedzieć OK.
Jeżeli tak nie jest, należy sprawdzić kabel połączeniowy oraz upewnić się, że
ustawiona jest prawidłowa prędkość transmisji. Jeżeli natomiast wszystko
Rys. 14. Informacje wyświetlane na monitorze po uruchomieniu włas-
nej aplikacji w module
98
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2008
Pierwsze kroki w środowisku OpenAT
Tab. 3. Najczęściej używane komendy AT podczas programo-
wania i uruchamiania aplikacji w module Q2686
Komenda
Opis
List. 1. Minimalna aplikacja dla modułu Q2686
#include “adl_global.h”
//–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
//Rozmiar stosu dla programu
const u16 wm_apmCustomStackSize = 1024;
//–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
//Funkcja glowna konfigurujaca
void adl_main ( adl_InitType_e InitType )
{
}
//–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
AT+CFUN=1 Zerowanie modułu
AT+WOPEN=0 Zatrzymanie aplikacji użytkownika
AT+WOPEN=1 Uruchomienie aplikacji użytkownika
AT+WOPEN=2 Odczytanie wersji bibliotek OpenAT
AT+WOPEN=3 Kasowanie pamięci Flash danych użytkownika
AT+WOPEN=4 Kasowanie pamięci Flash aplikacji użytkownika
AT+WDWL Przesyłanie aplikacji użytkownika protokołem XMODEM
Q2686. Po trzecie, z drugiego warunku wynika, że wszystkie funkcje API syste-
mu nie są blokujące (nigdy nie czekają), a cały system jest oparty na zdarze-
niach. Zdarzenie jest to zwykła funkcja, która jest wywoływana w momencie
wystąpienia jakiegoś zjawiska, może to być na przykład upłynięcie określonego
czasu. Aby funkcja była wywoływana w momencie wystąpienia zdarzenia,
musi być ona wcześniej zarejestrowana przez specjalną funkcję API systemu
operacyjnego. Jak więc widzimy, jesteśmy ograniczeni pewnymi regułami, które
z góry narzuca nam sam system operacyjny, a programy pisane dla modułu
trochę się różnią od programów, do których jesteśmy przyzwyczajeni podczas
pracy z mikrokontrolerami. Na
list.
1
przedstawiono szkic minimalnej aplikacji
dla modułu Q2686
Program pisany dla modułu OpenAT musi spełniać pewne minimalne
warunki, czyli musi mieć zdefiniowaną zmienną
wm_apmCustomStackSize
określającą rozmiar stosu aplikacji. Minimalny rozmiar stosu wynosi 1 kB. Stos
jest umieszczony w pamięci RAM modułu, a jego organizację przedstawiono
na
rys.
15.
Prawidłowa aplikacja dla środowiska OpenAT musi mieć także zdefiniowaną
funkcję
adl_main
, która jest odpowiednikiem zwykłej funkcji
main
. Musimy
jednak pamiętać, że nie jest to zwykła funkcja main i w przeciwieństwie do
niej nie może zawierać pętli nieskończonej. Funkcja ta musi wykonać pewne
czynności inicjalizacyjne (np. wywołać funkcje API rejestrujące poszczególne
funkcje obsługi zdarzeń), a następnie zakończyć się. Zadania aplikacji będą
realizowane przez funkcje obsługi zdarzeń. Argument funkcji
adl_main
określa,
z jakiej przyczyny aplikacja została uruchomiona i może być wykorzystywany
do wykrycia błędnego działania aplikacji, np. wyzerowania modułu w wyniku
zadziałania licznika Watchdog. Umożliwia to podjęcie przez aplikację od-
powiednich czynności mających na celu przywrócenie poprzedniego stanu
aplikacji i wznowienie jej prawidłowego działania. Argument ten może przyjąć
wartości jak w
tab.
5
.
Komenda wysyłana przez moduł, informująca o odebra-
niu wiadomości, którą można odczytać spod indeksu 1
AT+CMGR=n Odczyt wiadomości SMS o indeksie n
AT+CMGD=n Kasowanie wiadomości SMS o indeksie n
AT+CMGS=”tel” Wysyłanie wiadomości pod numer telefonu tel
odbierać oraz wysyłać wiadomości SMS bezpośrednio za pomocą terminala.
Jest to o tyle użyteczne, gdyż bardzo często operator za pomocą odpowied-
nich wiadomości SMS przesyła informację np. o konieczności doładowania
konta itp. Zestaw użytecznych komend służących do wysyłania wiadomości
tekstowych przedstawiono w
tab.
4
.
Odczyt wiadomości SMS jest bardzo prosty. W momencie, gdy zostanie
odebrana wiadomość, moduł informuje użytkownika o jej odebraniu za po-
mocą komendy AT+CMTI, którą przesyła do terminala wraz z indeksem tej
wiadomości. Użytkownik po odebraniu tej wiadomości może odczytać jej treść
za pomocą komendy AT+CMGR=i, gdzie
i
jest indeksem, który został przesła-
ny przez moduł w momencie odebrania wiadomości. Po przeczytaniu wiado-
mości, jeżeli chcemy, możemy ją skasować za pomocą komendy AT+CMGD=i,
gdzie
i
jest indeksem wiadomości do skasowania. Musimy pamiętać, aby cza-
sami kasować zawartość wiadomości odebranych, ponieważ wiadomości te są
przechowywane na karcie SIM modułu. Aby wysłać wiadomość, musimy użyć
komendy AT+CMGS=tel. Na przykład jeżeli chcemy wysłać wiadomość pod
numer 660428360, musimy wydać komendę AT+CMGS=”+48660428360”,
a następnie nacisnąć ENTER. Moduł oczekuje wówczas na tekst, który musimy
wpisać w terminalu. Po zakończeniu wpisywania tekstu należy wcisnąć klawi-
sze [CTRL]+[Z], co spowoduje wysłanie wiadomości.
Należy pamiętać, że zaprezentowane tutaj komendy stanowią jedynie mini-
malny wycinek zestawu komend, tak więc zainteresowani Czytelnicy powinni
zapoznać się z dokumentacją dołączoną do modułu.
Lucjan Bryndza SQ7FGB, EP
lucjan.bryndza@ep.com.pl
Pierwszy odcinek kursu był wyemitowany w EP7/2008.
Pierwszy program, czyli Porty Wejścia/Wyjścia oraz
Timery
Po zdobyciu podstawowej wiedzy na temat modułów Q2686 oraz wstęp-
nym zapoznaniu się ze środowiskiem programistycznym OpenAT napiszemy
kilka przykładowych aplikacji, z jakimi możemy się spotkać wykorzystując mo-
duły GSM. Na początku większości kursów dotyczących programowania mi-
krokontrolerów zapoznajemy się ze sposobem obsługi portów wejścia wyjścia.
Podobnie będzie i w naszym cyklu. Najpierw napiszemy prosty program, który
będzie błyskał diodami LED znajdującymi się w zestawie uruchomieniowym
modułu.
Jak już wspomniano we wcześniejszej części cyklu, programy pisane na mo-
duły WaveCom działają pod kontrolą systemu operacyjnego OS6.60, dlatego
pisząc własne programy będziemy musieli się dostosować do pewnych reguł
panujących w tym systemie. Po pierwsze, komunikując się z różnymi układami
peryferyjnymi modułu nie będziemy nigdy odwoływać się bezpośrednio do
sprzętu. Aby wykonać jakąś czynność, na przykład odczytać stan linii portów
wejścia–wyjścia, będziemy wykorzystywać zestaw funkcji API udostępnionych
przez system OS. Po drugie, aplikacja użytkownika nie jest nigdy wywłaszczana,
czyli nie może nigdy używać pętli nieskończonych, a długotrwałe operacje
powinny być podzielone na mniejsze fragmenty. Niespełnienie tego warunku
spowoduje zadziałanie układu Watchdog, a tym samym wyzerowanie modułu
Tab. 5. Wartości argumentu funkcji adl_main
Wartość
Opis
ADL_INIT_POWER_ON
Aplikacja została uruchomiona po
włączeniu napięcia zasilającego
w sposób normalny
ADL_INIT_REBOOT_FROM_EXCEPTION
Aplikacja została wyzerowana,
a poprzednio wystąpił wyjątek
(sytuacja awaryjna)
ADL_INIT_DOWNLOAD_SUCCESS
Aplikacja została wyzerowana, po
zakończeniu procesu instalacji
ADL_INIT_DOWNLOAD_ERROR
Aplikacja została wyzerowana,
po wystąpieniu błędu podczas
instalacji
Rys. 15. Organizacja stosu modułu Q2686
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2008
99
Tab. 4. Zestawienie komend służących do wysyłania wiado-
mości tekstowych
AT+CMTI:
„SM”,1
[ Pobierz całość w formacie PDF ]