2017年7月13日星期四

如何使用Arduino和SIM900A GPRS / GSM模块将数据发送到Web服务器


今天我们在这里介绍一个非常有趣的项目，我们将使用Arduino开发板和GPRS将数据发送到SparkFun服务器。这是一个基于IoT的项目，我们将使用GSM模块SIM900A将一些数据发送到互联网上的Web服务器。

在这个项目中，我们将使用4x4数字键盘输入一些文本，并使用Arduino和GPRS将其发送到SparkFun网站，从那里您可以通过互联网在任何地方看到这些数据。在这里，我们还连接​​了一个16x2液晶显示器，以便在本地查看数据。这种数据发送技术在物联网项目中非常有用，您可以在世界上任何地方监控数据，如监测温度和湿度、监测车辆位置、监测心跳、监测空气污染等等。

所需的组件：
2.    GSM模块SIM900A
3.   16x2 LCD显示屏
4.    4x4矩阵键盘
5.    面包板或PCB
6.    连接导线
7.    12V电源
8.    SIM卡

在GSM模块中使用GPRS
这里我们使用了一个带有SIM卡的GSM模块，用于GPRS连接。在这个项目中，GPRS负责向Sparkfun服务器发送数据。以前，我们已经做了很多项目，其中我们使用Wi-Fi模块ESP8266通过互联网将数据发送到不同的服务器。但这次我们使用的是GPRS。

GPRS代表通用分组无线电服务，其是基于分组的无线通信服务，工作在数据速率为56-114kbps并提供到因特网的连接。
对于GPRS，我们不需要购买任何特殊的模块或硬件，因为GSM已经拥有GPRS设备。我们只需要使用以前的项目中用于GSM接口的相同方法或AT命令来访问它。 SIMCOM SIM900A GSM模块数据表中已经提到了许多AT命令。



现在通过使用GPRS向服务器发送数据，首先我们需要初始化GSM模块。
GSM初始化命令：
  1. AT： - 该命令用于检查GSM模块是否响应。
  2. AT + CPIN？ ： - 该命令用于检查SIM卡是否插入GSM模块。
  3. ATE0： - 用于禁用回声
  4. ATE1： - 用于启用回声
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GPRS互联网初始化命令：
  1. AT + CIPSHUT： - 关闭TCP端口显式地意味着断开连接
  2. AT + CGATT？ ： - 检查SIM卡是否具有互联网连接
  3. AT + CSTT =“APN”，“userName”，“Pass”： - 连接到互联网
  4. （例如：AT + CSTT =“airtelgprs.com”，“”，“”）
  5. AT + CIICR：提出无线网络。检查SIM卡有数据包或余额
  6. AT + CIFSR： - 获取IP（有时没有这个命令GSM不工作，所以使用这个命令）
  7. AT + CIPSTART =“TCP”，“SERVER IP”，“PORT”： - 用于创建与我们提供的服务器的TCP连接代替SERVER IP
  8. AT + CIPSEND： - 该命令用于向服务器发送数据。输入后，此命令服务器请求数据。
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输入数据后，我们发送26到服务器。如果一切顺利的话，数据将被成功发布到服务器，并且SparkFun服务器使用通过或失败的字符串进行响应。

工作原理说明：
从GSM模块GPRS发送数据的过程很简单。在这个项目中，我们通过使用键盘输入一些字符串或单词，并发送到服务器。相同的字符串或单词将出现在LCD上，然后按D / OK将输入字符串发送到服务器。在这里，我们创建了一个字母数字键盘，用于将字符或数字值输入到Arduino或LCD。 C /清除编程为退格。

字母数字是通过使用相同的4x4矩阵键盘输入数字和字母的方法。这里我们编码了同样的4x4键盘，Arduino也接受字母。检查文章末尾的完整代码。


电路说明：
要将数据发送到SparkFun Server，我们需要将键盘和GSM模块连接到Arduino开发板。在这个项目中，我们使用Arduino从键盘输入字符串并发送命令到GSM / GPRS模块。 GSM / GPRS用于与互联网通信，将数据发送到Sparkfun服务器。 GSM模块的Rx和Tx引脚分别与Arduino的引脚D3和D2直接相连（Arduino和GSM的接地必须彼此连接）。 16x2 LCD用于显示输入字符串，并显示欢迎信息和数据发送状态。该16x2 LCD的引脚Rs、en、d4、d5、d6和d7分别与Arduino的引脚号14、15、16、17、18和19连接。4x4键盘用于Arduino的输入字符串，其行引脚R1、R2、R3、R4直接链接到Arduino的引脚11、1、9、8，列引脚C1、C2、C3、C49连接到Arduino的引脚7、6、5、4。
在这里，我们还将GSM Tx引脚连接到Arduino的Tx，以通过串行监视器获取响应数据。

编程说明：
这个项目的编程部分对于初学者来说有点复杂，但是通过做一点练习，你就可以理解。在本代码中，我们使用键盘库来连接简单的键盘输入数字。为了输入字母，我们使用了相同的库和键盘，但使用了多个功能，使其成为字母数字键盘。意味着我们使用的是每个键的多功能，并可以使用10个键输入所有的字符和整数。
如果我们按键2（ABC2），它将在LCD显示'A'，如果我们再次按它，​​它将用'B'替换'A'，如果再次按它，​​它将在同一个地方显示'C' 。如果按下键等待一段时间，光标将自动移动到LCD中的下一个位置。然后我们就可以输入下一个字符或数字。同样的程序也适用于其他键。它与旧手机的键盘相同。

下面我们包括Keypad.h库和定义数组矩阵的键：
  1. #include <Keypad.h>               // keypad library for interfacing keypad
  2. const byte ROWS = 4; //four rows
  3. const byte COLS = 4; //four columns
  4. int x=0;
  5. int y=0;
  6. int n=0;
  7. int minValue=0;
  8. int maxValue=0;
  9. char keyPress=0;
  10. int keyPressTime=100;
  11. String msg="";

  13. char hexaKeys[ROWS][COLS] = 
  14. {
  15.   {'1','2','3','A'},
  16.   {'4','5','6','B'},
  17.   {'7','8','9','C'},
  18.   {'*','0','#','D'}
  19. };

  21. byte rowPins[ROWS] = {11, 10, 9, 8}; //connect to the row pinouts of the keypad
  22. byte colPins[COLS] = {7, 6, 5, 4}; //connect to the column pinouts of the keypad
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void getkey函数用于输入字母
  1. void getkey(int minValue, int maxValue, char keyPress)
  2. {
  3.    int ch=minValue;
  4.    int pressed=1;
  5.    char key=keyPress;
  6.    lcd.noBlink();
  7.    for(int i=0;i<keyPressTime;i++)
  8.    {     
  9.       if(key==keyPress)
  10.       {
  11.          lcd.setCursor(x,y);
  12.          lcd.print(alpha[ch]);
  13.          ch++;
  14.          if(ch>maxValue)
  15.          ch=minValue;
  16.          i=0;   
  17.       }
  18.       ....
  19.       .....
复制代码

下面的void initGSM（）和void initGPRS（）函数用于初始化GSM模块和GPRS
  1. void initGSM()
  2. {
  3.   connectGSM("AT","OK");
  4.   connectGSM("ATE1","OK");
  5.   connectGSM("AT+CPIN?","READY");
  6. }
  7. void initGPRS()
  8. {
  9.   connectGSM("AT+CIPSHUT","OK");
  10.   connectGSM("AT+CGATT=1","OK");
  11.   connectGSM("AT+CSTT="airtelgprs.com","",""","OK");
  12.   connectGSM("AT+CIICR","OK");
  13.   delay(1000);
  14.   Serial1.println("AT+CIFSR");
  15.   delay(1000);
  16. }
复制代码

以下部分代码用于创建URL，并通过URL将数据发送到服务器。
  1. else if(key == 'D')
  2.     {
  3.       lcd.clear();
  4.       lcd.noBlink();
  5.       lcd.print("Sending Data");
  6.       lcd.setCursor(0,1);
  7.       lcd.print("To Server");
  8.       url="GET /input/";
  9.       url+=publicKey;
  10.       url+="?private_key=";
  11.       url+=pvtKey;
  12.       url+="&log=";
  13.       url+=msg;
  14.       url+=" HTTP/1.0\r\n\r\n";
  15.       String svr=Start+","+ip+","+port;
  16.       delay(1000);
  17.       connectGSM(svr,"CONNECT");
  18.       delay(1000);
  19.       int len = url.length();
  20.       String str="";
  21.       str=SendCmd+len;
  22.       sendToServer(str);
复制代码

然后，我们可以通过GPRS向SparkFun服务器上发送任何数据，以便从世界任何地方进行监控。

更多详细内容请参考：https://www.yiboard.com/thread-729-1-1.html
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