Tarjeta Wireless Q2687
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Tarjeta Wireless Q2687 APLICACIONES Tarjeta Wireless Q2687 permitirá cualquier aplicación o máquina para enviar voz y datos a través de una red inalámbrica CDMA. Basado en el chipset. Serie basada en GSM módem. I. Introducción La red GSM empleada por los teléfonos celulares provee una comunicación inalámbrica de amplio rango y gracias a los servicios que ofrece es cada vez más común el empleo de módulos embebidos GSM en aplicaciones de control remoto y monitoreo a través de de redes GSM. Existen diferentes soluciones para implementar una comunicación GSM entre las cuales está la Tarjeta Wireless Q2687. El circuito presentado en esta nota de aplicación implementa el módulo Tarjeta Wireless Q2687 el cual está listo para hacer una comunicación GSM por comandos AT, las aplicaciones van desde prender, apagar un foco, monitorear temperatura, escuchar que sucede en el lugar (con una llamada de voz silenciosa) después de que se mando una alarma por SMS, más todo lo que se le ocurra. En cuanto al hardware necesario para este módulo para las funciones principales solo necesita un socket para la tarjeta SIM, una base para su montaje/desmontaje, comunicación serial y alimentación. La alimentación del sistema es a 4V. La antena que incluye es de tipo helicoidal con muy buena recepción. II. Conceptos básicos de GSM/GPRS. 1.a. GSM GSM proviene de las siglas Global System for Mobile communications (Sistema Global para las comunicaciones Móviles), es el sistema de teléfono móvil digital más utilizado y el estándar para teléfonos móviles en Europa, ETSI (European Telecommunications Standards Institute) define las especificaciones de GSM. Originalmente como estándar Europeo abierto para que una red digital de teléfono móvil soporte voz, datos, mensajes de texto y roaming (el movimiento desde la red de un operador a otra) en varios países. Su característica más visible es la tarjetachip SIM (Subscriber Identity Module) que se inserta en el aparato telefónico y en el cual se almacenan los datos de identificación del usuario, así como datos propios del usuario, la tarjeta SIM tiene capacidades procesamiento y alamacenamiento. Las especificaciones de dichas tarjetas inteligentes esta dada en el documento ISO-7816. Fig. 1. Logotipo de GSM y ETSI. Por ser digital y tener un rendimiento máximo de 9.6kbps, cualquier cliente de GSM puede conectarse a través de su teléfono con su ordenador y puede hacer, enviar y recibir mensajes por email, fax, navegar por Internet,, así como utilizar otras funciones digitales de transmisión de datos, incluyendo el Servicio de Mensajes Cortos (SMS) (si el hardware del equipo lo permite, claro). Fig. 2. Tarjeta SIM. GSM es considerado un estándar de segunda generación (2G-comunicación completamente digital). Básicamente la denominación de las generaciones contempla cambios en modo de transmisión (analógica, digital), servicios ofrecidos y sobre todo velocidad de transmisión de datos. La tecnología 2G puede ser dividida en dos grupos de acuerdo al estándar de acceso al medio que ocupen, los cuales pueden ser TDMA (Time division multiple access) y CDMA (Code division multiple access), los principales estándares 2G que se adoptaron en México son GSM, iDEN (basados en TDMA) e IS95A – cdmaOne (basado en cdma). 2.1 Frecuencia de transmisión. En Europa, el estándar GSM emplea las bandas de frecuencia de 900Mhz y 1800Mhz, llamadas GSM- 900 y GSM-1800. En Estados Unidos se emplean las bandas 850Mhz y 1900MHz. En el caso de las bandas el cambio para los teléfonos es automático, así para un teléfono de banda dual conmutará de una banda a otra, un teléfono tribanda (900/1800/1900) podrá trabajar en las tres bandas y un cuatribanda podrá configurarse generalmente para trabajar en una u otra región. A menudo se hace referencia a las bandas de frecuencia con los nombres E-GSM 900, DCS 1800, GSM 850 y PCS1900. Fig. 3. Bandas de frecuencia GSM. Por cada banda de frecuencia, GSM las divide en 2 sub-bandas una para transmitir y otra para recibir. Por ejemplo en el estándar GSM-900 la subbanda de 890-915 MHz se usa para las transmisiones desde la MS (móvil system) hasta el BTS (Enlace móvil a estación base o ascendente "uplink") y la banda de 935-960 MHz se usa para las transmisiones entre el BTS y la MS ("Enlace estación base a móvil o descendente downlink"). 1.b. GPRS. GPRS (General Packet Radio Service – Servicio general de radiocomunicaciones por paquetes), GPRS es sólo una modificación de la forma de transmitir datos en una red GSM a partir de la superposición de hardware y software a una red GSM. Precisamente de aquí se desprenden dos términos muy importantes, la conmutación de circuitos en GSM y la conmutación de paquetes en GPRS. En la conmutación de circuitos el sistema reserva un camino “circuito” permanentemente mientras dure la comunicación, y aunque no se envíe información en un momento dado, el servicio de transmisión de datos por este medio es llamado Datos por Conmutación de circuitos (CSD). Fig. 4 A) Conmutación de circuitos y B) paquetes. En el caso de la conmutación de paquetes los recursos de la red son compartidos teniendo una conexión permanente, la facturación es un punto muy importante, mientras en CSD se factura por tiempo de conexión, en GPRS se factura por evento o por volumen de información intercambiada. Los tiempos de espera o los dedicados a leer una página no le cuestan nada al cliente. Comandos AT. El protocolo empleado por los modems GSM para configurarlos y controlarlos está basado en el set de comandos AT Hayes, pero hay comandos específicos que han sido adaptados para los servicios que ofrece GSM tal es el caso de los mensajes de texto, manejo de memoria, funciones especiales de modem. Los comandos AT para modems compatibles están definidos en los documentos ETSI GSM 07.07 y GSM 07.05. GSM 07.07 define los comandos generales de GSM y GSM 07.05 define los comandos para manejo de mensajes escritos SMS. La especificación para SMS está dada en los documentos GSM 03.40 y GSM 03.38. Un SM puede tener hasta 160 caracteres de longitud, donde cada carácter es de 7 bits y corresponde a un carácter del alfabeto de 7 bits. En el caso de 8 bits el SM puede tener un máximo de 140 caracteres, empleado generalmente para mensajes inteligentes (imágenes y ringtones). La estructura dentro del cual viaja un SM se le denomina PDU (Protocol Data Unit) la cual además de llevar información del propio texto lleva otra serie de caracteres con las que se pueden hacer funciones de control en la presentación del mensaje. La principal ventaja de este modo es que el mensaje antes de ser enviado a la red, debe pasar por un algoritmo el cual hace una codificación de 7 a 8 bits. Al momento de emplear comandos AT los módems dan la opción de emplear el modo de envío/recepción PDU ó TEXTO, lo más sencillo es manejar modo texto ya que en modo PDU hay que armar la cadena en forma comprimida. En el envío de Mensajes cortos está involucrado el llamado SMSC (Centro de servicio de Mensajes Cortos) el cual se encarga del almacenamiento y envío de dicho mensaje, este se pude configurar por comandos AT, pero generalmente el modem GSM lo configura al conectarse a la red que le es asignada. III. Modulo Wireless Q2687. La tarjeta wirless Q2687, es un módulo GSM basado en ARM9 32bit procesador a 104MHz. Las características principales son: Modulo cuatribanda GSM / GPRS / EDGE, comunicaciones en las bandas de 800, 900, 1800 y 1900MHz. Interfaces: - 2 UART 115200 bps (máximo). - Push de reset. - SW ON/OFF del Modulo - 1 Salida 26 MHZ o 32.768KHz. - Alimentación de RTC. Opciones de control: Comandos AT, lenguaje C en programación OPEN AT Fig. 5. Módulo Wireles Q2687. IV. Tarjeta Wireless Q2687 La tarjeta Wireless Q2687, está diseñada para integrar de forma inmediata una comunicación telefónica GSM a bajo costo. Fig.6. Vista Superior, tarjeta wireless. Las características de la tarjeta de evaluación son: • Fuente conmutada de 4V a 3 A, *Se recomienda la fuente HF10W-SL-3.3. (Se puede obtener una variación de voltaje 0V a 4 V por medio del potenciómetro horizontal ve ase la figura 15). Nota-. Con ayuda de un multímetro obtenga de la salida de la fuente conmutada una tensión de 4V. • Comunicación Serial RS-232. • SIM holder. Fig.7. Vista Inferior, tarjeta wireles. • Leds monitores. Alimentación (PWR), Estado (STD) y Conexión a red (GSM_OK). • Led monitor de GPIO (RST). • Push Botton de RESET. •Interruptor (SW) prendido y apagado V. Descripción de la tarjeta Q2687/KIT VI. Componentes no incluidos Tarjeta wireless. Fig.10. Compontes Adicionales para la tarjeta Wireless Q2687 Fig. 13. Comunicación serial DB9 (RS-232) Fig.11 ANCF2-1RA Fig.12 CASMA-UFL-1 Fig.14. Fuente conmutada HF10W-SL-3.3. Girar el potenciómetro hasta obtener 4V a la salida. VII. a. Comunicación serial RS-232. Tabla 3. Asignación de pines SIM. RS-232 (Estándar ANSI/EIA-232) conector serial. Se tiene aplicaciones en las que se aumenta el desempeño de RS-232 en lo que un respecta la distancia y velocidad del estándar. RS232 está limitado un punto de comunicaciones, un punto entre los dispositivos. Comunicaciones seriales en distancias aproximadamente de 50 pies. Pin No. CS1 CS2 CS3 CS4, CS8 CS5 CS6 CS7 Nombre VSIM 1.8V / 3V Reset Reloj Detección de SIM insertada Tierra No Conectar Entrada/salida Pines del conector DB-9 Fig.15. Asignación de pines de conector SIM. -------------\ 1 2 3 4 5 / \ 6 7 8 9 / --------- Conector Externo Pin out: TXD (pin 3) RXD (pin 2) RTS (pin 7) CTS (pin 8) DSR (pin 6) DCD (pin 1) DTR (pin4) GND(pin5) RI (pin 9) b. Tarjeta SIM SIM1 es un conector estándar para SIM card de 8 terminales, para operar correctamente y conectarse a la red GSM debe insertarse una SIM valida para la red de su preferencia. Las terminales de detección de SIM insertada, la detección se hace también por medio de software. VIII. Guía Rápida de Comandos 1.-Para comprobar la comunicación serial teclear AT, el modulo debe regresar un Ok. 2.- Para ver el número telefónico de SIM emplear AT+CNUM, el numero tiene que ser guardado previamente. 3.-Siempre teclear AT+CPWROFF y esperar la respuesta “NOW Safe to switch off” antes de quitar la energía. 4.- Para cambiar el volumen del altavoz emplear: AT+CLVL = <n>; n= 1 hasta 10 (max). 5.-Para mantener un cambio de configuración se debe emplear el comando AT&W, el cual escribe en FLASH. 6.- Cuidado, el cambio de banda bajo el comando AT+CCWW-BAND se guarda automáticamente. Los siguientes comandos son una recopilación de los más usados en configuración y control. Los comandos dados en 7.1, 7.2, 7.3 son para hacer y verificar configuraciones, pero el envió de mensajes, llamadas de voz y conexión GPRS se pueden hacer con los valores de fábrica, así los ejemplos dados a partir de 7.4 funcionan directamente. 1. a. Identificación de módulo. Los comandos necesarios para identificar fabricante, tipo de módulo, IMEI y versión de firmware son: 26/08/2011 15:33:37.98 [TX] - AT+CGMI<CR><LF> 26/08/2011 15:33:38.00 [RX] - <CR><LF> WAVECOM WIRELESS CPU<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 26/08/2011 15:33:42.18 [TX] - AT+CGMM<CR><LF> 26/08/2011 15:33:42.20 [RX] - <CR><LF> MULTIBAND G850 1900 <CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 26/08/2011 15:33:45.67 [TX] - AT+WHWV<CR><LF> 26/08/2011 15:33:45.68 [RX] - <CR><LF> Hardware Version 4.25<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 26/08/2011 15:33:46.59 [TX] - AT+WDOP<CR><LF> 26/08/2011 15:33:46.60 [RX] - <CR><LF> Production Date (W/Y): 06/2000<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 26/08/2011 15:33:48.82 [TX] - AT+WIMEI?<CR><LF> 26/08/2011 15:33:48.84 [RX] - <CR><LF> +WIMEI: 358400011046083<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 26/08/2011 15:33:51.60 [TX] - AT+WMSN<CR><LF> 26/08/2011 15:33:51.62 [RX] - <CR><LF> Serial Number 760060014002425<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 26/08/2011 15:33:53.70 [TX] - AT+CGSN<CR><LF> 26/08/2011 15:33:53.71 [RX] - <CR><LF> 358400011046083<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 26/08/2011 15:33:56.93 [TX] - AT+CGMR<CR><LF> 26/08/2011 15:33:56.95 [RX] - <CR><LF> R7.43.0.201003261552.Q2687G 2139952 032610 15:52<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 26/08/2011 15:33:59.12 [TX] - AT+WSVN?<CR><LF> 26/08/2011 15:33:59.14 [RX] - <CR><LF> +WSVN: 87<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 1 .b. Conexión a red GSM y Calidad de señal. Al emplear una tarjeta SIM dada de alta en la red GSM, el módulo se conectará y registrará automáticamente a la red, una forma de ver rápidamente que se ha conectado es con el LED monitor GSM_OK el cual prenderá al momento de conectarse, para tener detalles de la conexión a la red se puede emplear el siguiente comando. 26/08/2011 15:34:41.53 [TX] - AT+COPS?<CR><LF> 26/08/2011 15:34:41.54 [RX] - <CR><LF> +COPS: 0,2,334030<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 26/08/2011 15:34:40.85 [TX] - AT+CSQ<CR><LF> 26/08/2011 15:34:40.87 [RX] - <CR><LF> +CSQ: 15,0<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 0 <-113 (rssi=0 no soportado). 1 -111 +-1 2 -109 +-1 3 -107 +-1 ... 30 -49 +-1 31 >-51 99 Desconocido Y ber es el BIt error Rate. (0 es el menor porcentaje de error 0-7 Esta definido en GSM 05.08[3] para 8.2.4 99 Desconocido. 2 Comandos de configuración Serial, GSM y SIM. 2 .a. Configuración de puerto serial RS-232 AT+IPR: Configura la velocidad de comunicación entre TE (Terminal equipmet) y la intesfaz MS (module System), no soporta autobaud. O pregunta (terminacion?[configuracion] o =? [formato]) AT+IPR=[valor]; valor= 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200. Ejemplo de valor default: AT+IPR?<CR><LF> <CR><LF> +IPR: 115200<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> AT+IPR=?<CR><LF> <CR><LF> +IPR: (),(300,1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200)<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 2 .b.Configuración GSM. 26/08/2011 15:47:39.85 [TX] - AT+CREG?<CR><LF> 26/08/2011 15:47:39.87 [RX] - <CR><LF> +CREG: 1,1<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 26/08/2011 15:47:42.50 [TX] - AT+WMBS?<CR><LF> 26/08/2011 15:47:42.51 [RX] - <CR><LF> +WMBS: 4,0<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 26/08/2011 15:47:43.31 [TX] - AT+WMBS=4,0<CR><LF> 26/08/2011 15:47:43.32 [RX] - <CR><LF> OK<CR><LF> 3.Enviar y recibir mensajes de texto. Enviar y recibir mensajes escritos es bastante sencillo, los datos que hay que tener a la mano son el telefono al cual hay que enviar el mensaje y el mensaje. 3 . a. Enviar un SMS Para enviar un mensaje directamente: at+cmgf?<CR><LF> //verificar modo, <CR><LF> +CMGF: 1<CR><LF> //1=modo texto <CR><LF> OK<CR><LF> at+cmgf=1<CR><LF> //De fábrica debe de estar en modo texto de no ser asi <CR><LF> //emplear este comando. OK<CR><LF> at+cmgs="04455xxxxxxxx"<CR><LF> //Puede ir sin 044 >Este es un mensaje de prueba para 23031278 desde GSM-Pluto^z. // control-Z = 0x1A . <CR><LF> //El mensaje puede tener un máximo de 160 caracteres. +CMGS: 5<CR><LF> //Confirmación de mensaje enviado OK<CR><LF> 3.b. Recibir SMS Para recibir mensajes el módulo manda al puerto serie la indicación de nuevo mensaje, de no estar configurado se configura con las siguientes líneas. at+cnmi?<CR><LF> //Verificar indicación de Nuevo mensaje <CR><LF> +CNMI: 1,0,0,0,1<CR><LF> //Almacenar cualquier tipo de SMS en SIM, sin indicación +CMTI, 0,0, para cell broadcast, 1 = borrar indicación anterior. at+cnmi=1,1<CR><LF>//Habilita indicación de nuevo mensaje. <CR><LF> OK<CR><LF> at+CPMS?<CR><LF>//Revisar espacio para SMS. <CR><LF> +CPMS: "SM",6,35,"SM",6,35,"SM",6,35<CR><LF>>//SIM 6 ocupados, máximo 35 <CR><LF> OK<CR><LF> Indicación de mensaje nuevo +CMTI: "SM",6<CR><LF> //memoria en donde se almaceno, localidad 3 .c. Leer SMS Para leer un mensaje en una posición de memoria determinada. at+cmgr=6<CR><LF> <CR><LF> +CMGR: "REC READ","5;:9<0703:1=2683;1",,"08/12/02,11:57:47+:4",208,4,0,0,"+52551223551 0",1 45,153<CR><LF> Te llame el Mar 02 de Dic a las 12:00 hrs y no pude localizarte. "PIDE QUE TE DEJEN RECADOS Y ESCUCHALOS EN TU BUZON DE VOZ. MARCA *86 Y GRABA TU SALUDO"<CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> Para leer todos los mensajes de memoria. at+cmgl="ALL"<CR><LF> <CR><LF> +CMGL: 1,"REC READ","::960994<720",,"08/12/02,11:06:44+:4",208,4,0,0,"+525512235510",145 ,30< CR><LF> Saldo disponible: 64.67 pesos.<CR><LF> <CR><LF> ……………… <CR><LF> +CMGL: 6,"REC READ","5;:9<0703:1=2683;1",,"08/12/02,11:57:47+:4",208,4,0,0,"+52551223551 0",1 45,153<CR><LF> Te llame el Mar 02 de Dic a las 12:00 hrs y no pude localizarte. "PIDE QUE TE DEJEN RECADOS Y ESCUCHALOS EN TU BUZON DE VOZ. MARCA *86 Y GRABA TU SALUDO"<CR><LF> <CR><LF> <CR><LF> OK<CR><LF> 4. Hacer y recibir llamada de voz. Para recibir una llamada el módulo esta configurado de fábrica para enviar el mensaje RING, si se requiere identificar el número y tipo de llamada (Voz, datos, etc) es necesario hacer la siguiente configuración. 26/08/2011 15:50:47.51 [TX] - ATD5535122461;<CR><LF> 26/08/2011 15:50:47.56 [RX] - <CR><LF> +WIND: 5,1<CR><LF> <CR><LF> +WIND: 9<CR><LF> <CR><LF> +WIND: 2<CR><LF> IX. Manejo del programa Objetivo. Se creara un nuevo proyecto explicando paso a paso el manejo del programa y así mismo se implementara a la tarjeta Q2687/KIT Nuestro proyecto a realizar: *Diseñar y cargarle el mensaje a nuestra tarjeta Q2687/KIT. Realizaremos el programa Hello_Word común en cualquier otra plataforma para el entendimiento de ellas. Se abrirá un cuadro indicando en donde se va a guardar nuestro nuevo proyecto, tiene como predeterminado una carpeta C:\workspace, o si desea guardarlo en otro lugar dando clik en Browse. Seleccione OK Nos mostrara a continuación la pantalla de inicio del programa Developer Studio. Para la creación de nuestro nuevo proyecto seleccionamos file New Open AT Proyect. Damos click en Open AT Proyect y nos mostrara la siguiente imagen Le daremos como nombre Hello_Word a nuestro proyecto Click siguiente Nos mostrara otro icono mencionando el paquete de librería que esta utilizado click en siguiente Como nuestro programa ya esta cargado seleccionaremos hello_word dándole un click, Nota: si es un nuevo proyecto a crear se escribe el nombre del nuestro y se le da click en siguiente. Seleccionar Siguiente Finalizar Nos mostrara la siguiente ventana con el programa cargado en el Developer Studio como se puede observar. Comentarios ( /* hola mundo*/ ) Si le damos Click podemos observas si nuestra tarjeta está conectada por el puerto serial DB9 (RS‐232). Librerías Proyectos Abiertos Nos indica el número de veces que queremos repetir nuestro mensaje en este caso es Hello_word. Usando una rutina de Timer. Implementando nuestro programa Hello_Word a la tarjeta Wireless Q2687. 1‐.Primer paso ver si la tarjeta Wireless Q2687 esta conectada al puerto serial y verificar que este conectada al programa Developer Studio. Seleccionaremos Target Manag y nos aparecera la siguiente ventana. Conectar y desconectar el puerto serial DB9 Tiempo de Transmisión 115200 Muestra los puertos Validos para nuestra Tarjeta Wireless Q2687 Console: Nos indica el estado de la Tarjeta y el tipo de red en el que se esta enlasando ya sea telcel o movistar. Si en nuestra ventana de consale no marca ningun error nos indica que nuesta tarjeta esta canoctada con nuestro programa debopel estudio. *Nota: Checar en que puerto serial va a conectar nuestra tarjeta Wireless. Una vez comprobando la conexión de nuestra tarjeta Wireless cliqueamos el icono de Open AT y observamos que nos a nuestro programa Hello_Word. Seguimos los siguientes pasos: * Compilamos con el icono. Nota: Al termino de la compilación se cierra el icono y nos indica en la parte inferior un el icono * si encontró algún error o no el programa. Seleccionamos PLAY Run Configuration Open AT Cliqueamos Nos desplegara un icono. Clikeamos con doble click *observacion: Seleccionar el programa con el que se este trabajando Nos mostrara el programa ejecutandose desde la tarjeta Wireless Q2687. *Si no se observa en pantalla la ejecución le damos click en la parte inferior Programa en ejecución desde tarjeta enviando cada cierto tiempo Hello_word X. Esquemático Sierra Wireless Componentes de la tarjeta de evaluación Q2687/KIT Cantidad Componente 2 1 1 8 1 4 2 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 CEMS-100/10V CT-100/10V CT-10/16V CMS-.1/100V CMS-.0015/63V RMS-220E RMS-22K RMS-15K RMS-100K LED-B3518-AC-F120 LED-Y3518-AC-F120 LED-G3518-AC-F120 BSV52 PUSH-1/2P MINI-SWITCH SIM-HOLDER ADM3307EARUZ DC-005-2.1R DB-9SAR AXK500147YG PCB-1405 HF10W-SL-3.3 (No se incluye en KIT) ANCF2-1RA (No se incluye en KIT) CASMA-UFL-1 (No se incluye en KIT) Q2687RD (No se incluye en KIT) Referencias. Documentos. Pluto Development Board User Guide PLUTO_MK_AN Ver 1.02 CCWWGSM/GPRS AT-Command User Guide CCWW/UG/103 1.28 . Paginas web www.wikipedia.com http://www.sierrawireless.com/en/productsandservices/AirPrim e/Wireless_Modules/Smart/Connectorized/Q2687.aspx AG Electrónica S.A. de C.V. División de Ingeniería www.agelectronica.com Autor: Dafnis Hinojosa Gonzalez Desarrollo de software. NA Desarrollo de Firmware. NA Primera revisión: Eliezer Villegas González Segunda revisión:
