Ультракомпактный GSM/GPRS-модуль GE866

GE866 — миниатюрный 2G-модуль нового поколения, выполненный в компактном пластиковом корпусе (рис. 1). Применение новой 3D-технологии в создании модуля позволило добиться минимальных размеров — 13,2×17,2×2 мм.

Рис. 1. Внешний вид модуля GE866

Данный модуль идеально подходит для проектов компактных устройств, в которых необходимо максимально сократить место на печатной плате. Персональные трекеры и автомобильные закладки, системы сбора данных и POS-терминалы. Во всех этих проектах основными требованиями к GSM-модулям являются физические размеры, энергопотребление и программное обеспечение. По всем этим параметрам GE866 является лидером в своей группе.

Технические характеристики

GE866 — двухдиапазонный GSM/GPRS-модуль, работающий на частотах 900/1800 МГц. Он выполнен в корпусе LGA и имеет 49-пиновую контактную площадку (рис. 2). Особенностью модуля, является его пластиковый корпус, предназначенный для работы в жестких условиях окружающей среды. Диапазон рабочих температур –40…+85 °С.

Рис. 2. Корпус модуля GE866 в сравнении с SIM-картой

Более подробно технические характеристики GE866 указаны в таблице 1.

Характеристики питания

Напряжение питания модуля находится в расширенном диапазоне 3,2–4,5 В. Следует отметить, что все порты ввода/вывода и порты UART поддерживают только логические уровни 1,8 В, что позволяет также более гибко подходить к подбору аккумулятора для питания модуля.

Энергопотребление в режиме ожидания может быть до 0,9 мА, при этом модуль остается зарегистрированным в сети. Более подробно данные о потреблении в различных режимах работы GE866 показаны в таблице 2.

В таблице 1 представлено несколько режимов работы модуля и его энергопотребление в них. Переключение между режимами осуществляется командами AT+CFUN и SYSHALT. В разных режимах работы включаются те или иные функции, что позволяет гибко настраивать работу модуля. Например, в одном из режимов выключается выход TX модуля, но остается включенным RX, при этом модуль может диагностировать сеть и использовать функцию Jamming Detection для определения глушения сети.

Последовательные порты

Модуль имеет два порта UART — ASC0 и ASC1, оба они могут быть использованы для управления через AT-интерфейс. Также второй UART используется для отладки программного обеспечения или получения логов работы модуля. По умолчанию порт ASC1 настроен как порт отладки, но в любой момент он может быть переключен в режим работы АТ-команд. Дополнительно ко второму порту ASC1 может быть подключен навигационный приемник. В программное обеспечение модуля интегрированы AT-команды для управления GNSS-приемником, таким образом можно получать данные о местоположении непосредственно модулем, а затем, например, отправлять их на сервер. Это позволяет исключить из его классической связки «GSM-модуль–микроконтроллер–GNSS-приемник», так как GSM-модуль самостоятельно может управлять навигационным приемником.

Интерфейс SIM-карты

Интерфейс SIM-карты поддерживает логические уровни 1,8/3 В. Специалисты компании Telit предлагают варианты подключения одной и двух SIM-карт. При использовании двух SIM-карт реализована специальная функциональность для переключения питания VCСSIM между картами. Для переключения используются три GPIO — X, Y, Z , подключенные к выводу VCCSIM, идущему к обеим картам. Для переключения остальных выводов предлагается использовать мультиплексор. На рис. 3 изображено подключение двух SIM-карт.

Рис. 3. Подключение двух SIM-карт

Управление доступом к SIM-картам осуществляется через АТ-команды.

Включение карты А:

 AT#GPIO=X,0,1 //подача питания на SIM-карту A

AT#GPIO=Z,1,1 // отключение питания SIM-карты B

AT#GPIO=Y,0,1 //переключение мультиплексора

AT#SIMDET=0 // переключение в состояние «SIM-карта не подключена»

(пауза длительностью 5 с)

AT#SIMDET=2 //Автоматическое определение подключения SIM-карты

Отдельно отметим, что для определения, подключена ли SIM-карта к модему или нет, можно использовать любой из выводов GPIO, который предварительно назначается командой AT#SIMINCFG. Далее, уже непосредственно для определения, подключена ли SIM-карта к модему, используется команда AT#SIMDET. Для сохранения конфигурации в основном профайле используются команды AT&W0 и AT&P0. Более подробно все аспекты работы с SIM-картами , рассматриваются в документе [1].

Программное обеспечение

Особенностью всех модулей компании Telit является единая система основных АТ-команд. Модуль GE866 также поддерживает все АТ-команды, описанные в едином документе [2].

Сетевые протоколы

Модуль имеет встроенный TCP/IP-стек позволяющий создавать до шести одновременных подключений, пять из которых клиентские сокеты и один серверный. Также поверх TCP/IP реализованы протоколы POP3, SMTP, FTP и HTTP. Отдельно стоит отметить, что на модуле реализован протокол SSL, позволяющий создавать защищенное соединение с сервером, и, следовательно, безопасный канал для передачи данных на сервер. Также для разработчиков может быть интересна команда AT#SGACTCFG, позволяющая настроить переподключение модуля при разрыве соединения по GPRS.

Интерпретатор Python

Одной из важных особенностей модуля GE866 является наличие интерпретатора Python версии 1.5.2, позволяющего исполнять пользовательские приложения на модуле. Под пользовательское приложение выделяется 800 кбайт внутренней памяти. Python интересен тем, что он простой в освоении язык программирования, но при этом является мощным средством разработки. С помощью пользовательского приложения можно полностью контролировать и управлять модулем:

• использовать все доступные функциональности модуля;
• работать с внешними портами ввода/вывода;
• управлять встроенным TCP/IP-стеком;
• добавлять новые АТ-команды;
• управлять и получать данные с навигационного приемника, подключенного к модулю;
• реализовать SPI-интерфейс для работы с внешними устройствами;
• работать с внешней SD-картой с помощью реализованной библиотеки.

Для разработчиков предлагаются скрипты, в которых реализованы примеры работы со всеми интерфейсами модуля. Более подробно об интерпретаторе и его возможностях описано в руководстве пользователя Python [3].

Сервис M2M Locate

Компания Telit предлагает сервис для определения местоположения модуля по базовым станциям. При использовании этого сервиса не требуются какие-либо дополнительные алгоритмы для вычисления местоположения. При подаче команды AT#AGPSSND модуль самостоятельно получает данные от базовых станций и пересылает их на специальный LBS-сервер, после этого на сервере вычисляется местоположение модуля и пересылается обратно на GE866. В результате пользователь получает примерные координаты модуля относительно близлежащих базовых станций. Пример работы сервиса приведен на рис. 4.

Рис. 4. Использование сервиса M2M Locate

Это может быть полезно в приложениях, где необходимо получать данные о местоположении постоянно, даже во время потери сигнала навигационным приемником.

Монитор событий

Еще одним полезным сервисом, реализованным в модулях Telit и соответственно работающим на GE866, является монитор событий. Это сервис, позволяющий предварительно настроить исполнение AT-команд или вывода сообщений при наступлении некоторых событий, например при включении GSM-модуля, деактивации контекста, входящих вызовах, изменении состояния GPIO, DTMF-сигналах. При этом можно дополнительно задать поведение модуля в зависимости от наступившего события.

 AT#ENAEVMONI=1 // включаем монитор событий

AT#EVMONI=»STARTUP«,0,0,»AT_POWERON« // задаем строку для вывода после включения модуля

AT#EVMONI=»STARTUP»,1 // включаем монитор

Далее после любой перезагрузки будет выдаваться такая строка

#EVMONI: AT_POWERON

 Реализация звукового меню

В новых версиях беспроводных модулей Telit реализована возможность проигрывания файлов формата AMR. AMR —стандарт кодирования файлов для сжатия сигнала в речевом диапазоне частот. Полученный файл AMR в несколько раз меньше, чем исходный WAV-файл. Таким образом, можно получить компактный по размерам звуковой ряд. Также, параллельно с проигрыванием файлов, в модуле реализовано декодирование DTFM, что позволяет создать полноценное звуковое меню на базе модуля GE866.

Отладка и тестирование

Для ознакомления, отладки и тестирования модулей компанией Telit выпущена отладочная плата EVK Board GE866. Она является мезонинной для общей платы EVK board, поставляемой для всех модулей Telit. На отладочной плате выведены все порты ввода/вывода для возможности подключения к ним различных периферийных устройств (рис. 5).

Рис. 5. Отладочная плата EVK board GE866

Для управления модулем также поставляется специлизированная утилита Telit AT Controller, позволяющая управлять модулем через АТ-интрефейс. Рабочее окно терминала утилиты представлено на рис. 6.

Рис. 6. Окно терминала программы Telit AT Controller

В утилите уже реализованы команды для работы с GSM-модулем, что может быть полезно разработчикам, только начинающим работать с модулем, и уже имеющим опыт работы с GSM-модулями и модемами Telit.

Заключение

GSM/GPRS-модуль GE866, являясь самым компактным модулем, полноценно насыщен с точки зрения аппаратно-программной функциональности. Это позволяет применять модуль в самых разнообразных приложениях, как вместе с микроконтроллером, так и без него, используя пользовательское приложение для управления как самим модулем, так и подключенными к нему периферийными устройствами. Таким образом, на основе этого модуля можно создавать устройства, уникальные по своим характеристикам.