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单片机和PC机通过串行接口构成的多微机系统已经广泛应用于工业控制、环境监测等场合，这些系统大多采用RS232、RS485或是有线Modem的通信方式，虽然很经济实用，但是有线数据传输方式很大程度上限制了其使用的场合．随着移动通信技术的迅速发展，具备无线通信功能的移动终端也迅速发展起来．现在无线传输数据使用范围非常广泛：家庭智能控制、公交路灯控制、仓库监测、自动报警、呼
叫社区服务、物业管理等等．针对这种情况，设计了以嵌入式AVR单片机ATmega8控制GSM/GPRS无线通信模块Q2403A．利用移动通信网络进行无线数据传输，无须发射和接收装置，电路结构简单，应用芯片较少，经济实用．即在单片机系统中利用支持语音、短消息、数据通信、传真等业务的Q2403A无线通信模块，结合单片机系统通过RS232接口，实现数据的无线传输．
该系统如图1所示，数据传输硬件分为两大部分，一部分是单片机和Q2403A无线通信模块组成的无线数据发送系统，另一部分是微机、电话和调制解调器组成的数据接收系统．在此主要讨论单片机和Q2403A无线通信模块组成的无线数据发送系统的设计与实现．
图1 无线数据传输系统结构图 1 无线通信模块简介
Q2403A是法国WAVEC0ME公司生产的双频GSM/GPRS无线通信模块，它执行ETST GSM phase2+标准，外部SIM 卡，通过AT指令控制交换
各种类型的数据，例如：语音、传真、数据、SMS、CBS、电话号码本的维护、电池状态、GPRS等．Q2403A结构框图如图2，但在无线数据发送系统的应用主要涉及到SIM控制和UART．
图2 Q2403A结构框图
1.1 SIM 卡与Q2403A接口
Q2403A使用外部SIM 卡，与一般的手机SIM卡一样，是一微型电路芯片，存储了数字移动电话客户的信息、加密密钥等内容，它可供GSM 网络对客户身份进行鉴别，并对客户通话时的语音信息进行加密．GSM 系统中的应用，使得卡和通信模块分离，一张SIM 卡唯一标识一个通信模块．SIM 卡与Q2403A接口如图3所示，系统上电时，Q2403A运行GSM/GPRS通信软件，系统像一般手机一样接人GSM/GPRS网络．
图3 SIM 卡与Q2403A接口
1.2 单片机与Q2403A模块接口
Q2403A与外界的通信是标准RS232串行通信．它与Atmega 8L单片机接口如图4，只要连接RX，TX，GND，其他RS232信号引脚可以不用，通过RS232串口执行AT命令，可以很好地控制模块进行设置，拨号，数据传输以及模块的软件更新。
图4 Q2403A与Atmega8L接口 2 系统设计
无线数据发送系统整个电路主要包括信号处理电路、模数转换电路、外接实时时钟、单片机、程序存储器、数据存储器、与Q2403A通信模块的串行通信等．其结构如图5所示．主要是AVR的Atmega8L单片机，为使最后设计出来的产品体积小、方便易携、挑选了内部带有 D转换器，同步串行通信接口SPI和通用串行接口UART的单片机芯片Atmega8L，从而减少了整个系统中的芯片数目．
图5 无线数据发送系统结构图
CPU 选用美国ATMEL公司的单片机Atmeg8L，它是一款基于AVR RISC的低功耗CMOS的8位单片机，工作电压3．3 V．通过在一个时钟周
期内执行一条指令，Atmeg8L 可以取得接近1MIPS/MHz的性能，从而使得设计人员可以在功耗和速度之间取得平衡．AVR核将32个工作寄存
器和丰富的指令集连结在一起．所有工作寄存器都与ALU(算术逻辑单元)直接相连，允许在一个时钟周期内执行的单条指令同时访问2个独立的寄存器．这种结构提高了代码效率，使AVR得到了比普通CISC单片机高将近10倍的性能．
存储器选用ATMEL公司的AT45C081B芯片．AT45D081B是一种串行接口的闪速存储器，它的容量为8MB，分为4096页，每页264 bytes．除此以外，还包括2个容量为264 bytes的缓存器．当主存储器的某一页正被编程时，缓存器允许接收数据．Atmeg8L采用串行接口来接收数据，这提高了系统的可靠性，降低了转换噪声，减小了封装尺寸和引脚的数量．对于编程和读取操作，这种存储器由3．3 V的电源供电，与Atmega8L接口．通过芯片的片选引脚CS和串行输入引脚SI，输出引脚S0，串行时钟输入引脚SCK即可让其进行数据的存储与读出．所有
的编程周期都是自定时的，在编程之前不需要单独的擦除周期．
该系统数据传输主要用到异步串行通信UART和同步串行SPI．单片机通过异步串行口实现对Q2403A模块命令控制和数据传输，而同步串
行SPI用于数据的存取．MCU通过UART串行接口直接向模块下发AT命令，完成电话拨号、连接与断开及各种参数与功能的设置，可以方便简洁地实现命令控制和数据传输．设置UART串行通信协议，规定传送的数据为8位数据，起始位为1位，停止位为1位，传送的波特率为9600 bps，MCU通过UART串行向模块下发AT命令，设置模块工作方式，进入数据发送状态，程序流程图如图6所示．
图6 程序流程图
Atmega8L可用C编译器来开发MCU，控制Q2403A模块部分C语言程序如下：
do{
clearrebuf();//清缓冲区
TransmitStr("ATE0/r/n"，6);
//禁止回显
Receive();
}while((UART-RxBuf[j2—1]!='0')&&
(PIND&0X20));//判断是否0K
ATV1 /r/n;//以文字形式信息显示
AT&w /r/n;//保存设置
AT+CGMR /r/n;//查询软件版本，只有V526以上支持GPRS
AT+CQS /r/n;//查询信号质量，信号为“0～31，0”时为正常，但只有“8～31，0”时可以进行通信
ATD045182538043 /r/n;//数据通信，如后面加分号这说明是语音通信
模块在工作时可为分为命令状态、数据状态和空闲状态．在命令状态时通信模块对单片机发来的数据都做为命令来处理．在数据状态是对发来的数据都做为传输数据来处理．要从数据状态进入命令时，输3个加号“+++”，不回车，并保证在此前后的1 s内不发送数据． 3 结论
从总体上设计了一个远程无线数据传输系统，并以简洁的硬件电路实现信号的采集与存储，以及与通信模块的串行通信．方案已应用在某远程监控系统上，效果良好、工作可靠．
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