毕业论文采用嵌入式移动网络的远程控制系统(2)

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话号码及其对应的姓名文字，15组短消息等。

SIM卡正面图上有20值数码。前面6位(898600)是中国的代号；第7位是业务接入号，在135, 136, 137, 138, 139中分别为5, 6, 7, 8, 9；第8位是SIM卡的功能位，一般为0，现在的预付费SIM卡为1；第9, 10位是各省的编码；第11, 12位是年号；第13位是供应商代码；第14～19位则是用户识别码；第20位是校验位。SIM卡正面图如图2-1。

图2-1

2.2.2 SIM卡的存储内容

SIM卡是GSM的用户资料卡，它存储着用户的个人电话资料和保密算法、密钥等，下面就SIM卡中所存储的主要内容加以说明： 1.国际移动用户识别码(IMSI)

IMSI是全球统一编码的唯一能识别移动用户的号码，一般由3个部分组成：移动台国家识别码+长途区号+移动用户号码，其中移动国家识别码3位数，我国为460，后两项共7-12位数。IMSI被存在SIM卡中，且IMSI与用户电话号码又一一对应地存储于网络的归属用户数据库里。当移动台用户在归属地或漫游地进入系统时，网络系统均能首先从用户的SIM卡中获取用户识别码，从而识别用户归属于哪个国家，哪个电信部门，甚至哪一个移动业务服务区。

2.个人识别码((PIN)和SIM卡解锁密码(PUK)

PIN码是SIM卡上的个人密码，主要用来验证SIM卡使用者的身份是否有效。为了防止他人擅用SIM卡，在移动台接通电源，将SIM卡插入移动台时，就会被要求输入4-8位的PIN码，否则将不能正常通信。如果用户连续三次输入错误的PIN码，移动台就会提示用户卡己被锁住，这时用户需输入PUK码才能解开。如果连续十次输错PUK码，SIM卡就将永久报废，无法再使用。 3.用户使用的存储空间

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SIM卡中大部分信息是经营者或制卡者所输入且不能更改。但SIM卡中也可存储部分个人信息，如固定的短消息、号码簿等，用户可以用移动台的键盘来完成个人情息的存储和读出。这就是所谓SIM卡中的个人存储空间。

2.2.3 SIM卡的物理结构

SIM卡的物理结构如图2-2所示。SIM卡共有8个触点，通过这些触点与移动终端接口，进行相互间的信息传输，并提供SIM卡电路工作时所需的电源。

SIM卡各触点的定义如下：

C1：Vcc电源电压（3V），TC35模块提供过来的电压。 C2：RST复位端。

C3：CLK时钟，时钟速率通常由移动终端提供，SIM卡支持1～5MHz时钟，它在指定时间内运行监权过程时至少需要13/4MHz的时钟频率，其它情况下使用13/8MHz的时钟频率。

C4：无定义，为将来使用保留。 C5：GND地。 C6：Vpp编程电压。 C7：I/O输入输出。

C8：无定义，为将来使用保留。

图2-2

SIM卡的电性能要求为使SIM卡能正常工作。各触点的电性能以及电源开/关时的电性能都是有所要求的。SIM卡开启电源期间，各触点的激活顺序为：RST为低电平状态；Vcc加电；I/O处于接收状态；Vpp加电，提供稳定的时钟信号。SIM卡关闭电源时，各触点的去活顺序为：RST为低电平状态，CLK为低电平状态，Vpp去电；I/O为低电平状态；Vcc去电。电源开启时，SIM卡有两种工作方式，即工作方式和空闲方式。在工作方式时完成与移动终端之间的信息传输，在空闲方式时SIM卡将保留所有相关数据，并支持内部全休眠、指令休眠和时钟休眠三种休眠方式。

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2.3 短消息业务

SMS短消息是Short Message Service的英文缩写，是通过移动网络用手机接收和发送有限长度文本信息的一种通信体制。文本信息可以是汉字，数字，字母或符号以及它们的组合。GSM的协议规范规定，一条短消息最多可以包含160个英文字母的7-bit编码或是70个汉字等Unicode编码。

世界上第一条短消息是在1992年12月从英国沃达丰(Vodafone)公司的GSM网络由电脑发送到一部手机上的，此后几年内短消息并未得到广泛应用。直到1998年，欧洲的语音业务渐趋饱和，移动数据业务市场广大，运营商开始注意到短消息市场，Sonera, Vodafone, Mannesmann等公司大力发展短消息业务，使欧洲的短消息迅速火爆。随着手机在中国的普及，2000年开始，中国移动和中国联通开始开发中国的短消息市场，在中国掀起短消息的热潮。

2.3.1短消息业务的特点

·短消息采用存储一转发的模式，防止了短消息的丢失。短消息先发送并存储到短消息服务中心，然后由短消息服务中心转发给接收方。如果接收方不在服务区内或是关机，则短消息服务中心先保存该短消息，等接收方处于服务区内再转发给他。

·短消息的收费十分低廉，这是短消息风靡的决定性因素。无论距离的远近，接收方免费接收短消息，发送一条短消息网内收费0.1元，网间收费0.15元。并且发送一定量的短消息运营商会给出一定的优惠政策，这对某些消费群体具有很大的吸引力。

·短消息的升级版本EMS和MMS能够承载多种数据。它们的内容可以是文本、声音、图像等，更大程度的满足人们交流的方式。

·手机中的SIM卡可以对发送短消息进行加密，接收方的手机将信息解密，实现了传输中的安全可靠行。

·短消息可以与话音、数据、传真等业务同步传输。短消息使用S7信令传输数据分组，是非对称业务，即使在业务信道处于高峰期时，仍然可以进行顺利通信。

2.3.2短消息业务的现状和前景

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1.短消息业务的现状

短消息业务的广泛发展给各地的运营上带来了丰厚的利润，同时它方便了人们的生活，成为我们生活中必不可少的一部分。但是它也带来了一些负面影响，例如现在的一些垃圾短信经常充斥我们的手机，严重防碍了我们的正常生活；再如一些不明不白的收费让很多人大伤脑筋。 2.短消息业务的前景

·SMS的升级版EMS：Enhanced Message Service (EMS)增强消息业务是爱立信公司向ETSI/3GPP委员会提交的技术标准。大多数手机制造商支持EMS经过稳步发展，EMS已成为3GPP技术规范的一个完整部分。EMS和SMS的实现原理基本相同，也是存储一转发机制，使用信令信道，因此不用对基础网络升级。EMS能够支持格式化文本、黑白图片、声音、简单的动画等媒体。

·SMS的下一代版本MMS：Multimedia Message Service (MMS)多媒体信息服务支持移动图像、卡通、交互式视频等多媒体信息，可以把文本、声音、图像、视频等集成在一起，通过手机发送电子贺卡、屏保等。从2002年开始，很多手机厂家推出了支持MMS的手机，更多的运营服务商参与MMS的研发。到目前为止，MMS已有了广泛的应用。

2.3.3短消息业务的主要应用

短消息业务的应用十分广泛，总结如下： 1.最基本的手机用户之间的相互交流信息的功能。

2.资讯服务。包括新闻、天气预报、股市行情、话费查询、火车、航班时刻查询等。

3.移动商务。移动证券交易、移动银行、预订车票等。

4. E-mail应用。E-mail主要信息提示和全部信息浏览、回复简单的E-mail。 5.娱乐。铃声图片下载、智力问答、手机游戏。

6.远程监控。对工业、地质、水文等数据采集和远程控制。 7.企业服务。对企业内部信息进行交流和管理。

2.4 GSM 模块介绍及应用方法

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2.4.1 GSM模块的结构和特点

随着GSM应用的不断推广和深化，GSM无线技术和实现手段也在不断提高：各种GSM无线终端模块的不断涌现，简化了用户端仪器的开发，同时也大大扩展了无线应用领域。GSM模块基于GSM底层协议，实现了移动台所有功能。这些模块不仅按照GSM移动台与终端设备(TE)的连接规则，提供相应引脚，同时按照上层应用协议规定，提供标准AT指令支持。它们大多还集成了语音信号处理和编码，以及键盘、显示、天线、声音等接口，极大的降低了用户终端的开发难度和开发周期。现在，许多大型通信公司都生产GSM模块，例如MOTOROLA公司的D10/D15, SIMENS公司的TC35/37, WAVECOM公司的WISMO2B/2C等等，支持不同等级要求的应用。本系统采用的是SIMENS公司的TC35模块。

SIMENS公司的TC35模块。它是西门子公司最新推出的无线通讯模块，可以快速安全的实现数据、语音等的传输，短信息服务SMS和传真，可以工作在GSM 900kHz和1800kHz两个频段，RS232数据口符合ETSI标准GSM0707 和GSM0705，且易于升级为GPRS 模块。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的AT 命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。

1.主要功能和参数如下：

·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(Short Message Service)和传真。TC35模块的工作电压为3.3—4.8V,可以工作在900MHz和1800MHz两个频段,所在频段功耗分别为2w(900M)和1w(1800M)。

·通过一个ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)连接器引出40个引脚。 ·短信息服务功能（GSM或GPRS状态）：支持中英文字及PDU，点对点（MT/MO），小区广播。

·可选波特率300bps~115kbps，支持数据、语音、短消息和传真 ·电流消耗——休眠状态为3.5mA，空闲状态为25mA，发射状态为300mA(平均)，2.5A峰值。

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