Иногда у начинающих радиолюбителей возникают трудности при реализации основных функций GSM модуля (совершение вызовов, передача текстовых сообщений и т.д.) с помощью микроконтроллеров. Поэтому в данной статье мы спроектируем простой мобильный телефон на основе платы Arduino, в котором с помощью GSM модуля можно будет делать звонки, отвечать на звонки, передавать и принимать SMS. Также наш простейший мобильный телефон на Arduino будет иметь микрофон и динамик для осуществления голосовых вызовов. Также этот проект можно рассматривать как "правильное" подключение GSM модуля к Arduino, с программным кодом, реализующим все основные функции мобильного телефона.
Необходимые компоненты
- Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
- GSM модуль SIM900 (купить на AliExpress).
- ЖК дисплей 16х2 (купить на AliExpress).
- Клавишная панель (клавиатура) 4x4 (купить на AliExpress).
- Микрофон.
- Динамик.
- SIM-карта.
- Источник питания.
- Макетная плата или печатная плата.
- Соединительные провода.
Принципы работы проекта
В рассматриваемом нами проекте плата Arduino Uno управляет всеми процессами. Буквенно-цифровая клавишная панель 4x4 используется в качестве универсального устройства ввода: для ввода номера мобильного абонента, набора сообщений, осуществления вызова, приема вызова, передачи SMS, приема SMS и т.д. GSM модуль используется для взаимодействия с сетью GSM. Микрофон и динамик используются для передачи и приема голоса. ЖК дисплей 16x2 используется для отображения различных сообщений. Структурная схема рассматриваемого устройства приведена на следующем рисунке.
С помощью буквенно-цифровой клавишной панели можно осуществлять ввод как букв, так и цифр. Более подробно о работе с ней вы можете прочитать в статье про подключение клавишной панели к Arduino.
Все команды в рассматриваемом нами проекте вводятся с буквенно-цифровой клавишной панели. Более подробно все аспекты функционирования проекта можно посмотреть в видео в конце статьи.
Основные функции мобильного телефона на основе платы Arduino
1. Осуществление вызова.
Для осуществления вызова на нашем устройстве мы должны нажать клавишу ‘C’ и затем набрать с помощью клавишной панели номер интересующего нас мобильного абонента. После набора номера необходимо снова нажать ‘C’. После этого плата Arduino начнет процесс соединения с набранным номером при помощи использования AT команд.
ATDxxxxxxxxxx; <Enter> где xxxxxxxxx – набранный мобильный номер
2. Прием вызова.
Когда кто то будет звонить на номер SIM-карты, которая вставлена в ваш GSM модуль, устройство будет высвечивать на экране ЖК дисплея сообщение ‘Incoming…’ и после него номер вызывающего абонента. Чтобы принять вызов необходимо нажать ‘A’. При нажатии этой кнопки Arduino передает соответствующую команду на GSM модуль:
ATA <enter>
3. Передача SMS.
Для передачи SMS с помощью нашего устройства мы должны нажать на клавишной панели клавишу ‘B’. После этого система запросит номер (сообщение ‘to whom’), на который необходимо передать SMS. После набора номера необходимо нажать ‘D’ и после этого ЖК экран запросит текст SMS. После этого необходимо с помощью клавишной панели ввести текст SMS так, как вы это делаете на обычном мобильном телефоне и снова нажать ‘D’ для передачи SMS. Для передачи SMS плата Arduino передает на GSM модуль следующую команду.
AT+CMGF=1 <enter>
AT+CMGS=”xxxxxxxxxx” <enter> where: xxxxxxxxxx is entered mobile number
И передать 26 на GSM модуль для передачи SMS.
4. Прием и чтение SMS.
В этом случае GSM модуль принимает входящее SMS и сохраняет его на SIM-карте. Плата Arduino непрерывно мониторит принятые SMS через универсальный последовательный приемопередатчик (последовательный порт). Когда мы будем видеть на экране ЖК дисплея символ, свидетельствующий о поступлении нового SMS, нам необходимо будет нажать ‘D’ чтобы прочесть это SMS. Для выполнения этих операций необходимо на GSM модуль передать следующие команды:
+CMTI: “SM” <SMS stored location>
+CMTI: “SM”,6 Where 6 is message location where it stored in SIM card.
Когда Arduino получает индикацию ‘SMS received’ оно извлекает (находит) место хранения SMS и передает команду на GSM модуль прочесть принятое SMS. После этого на экране ЖК дисплея высвечивается сообщение ‘New Message Symbol’.
AT+CMGR=<SMS stored location><enter>
AT+CMGR=6
После этих команд GSM модуль передает хранившееся сообщение в Arduino, после чего Arduino извлекает главное SMS и отображает его на ЖК дисплее. После прочтения SMS на экран ЖК дисплея выдается сообщение ‘New SMS symbol’.
Более подробно все описанные процессы вы можете посмотреть в видео в конце статьи.
Работа схемы
Схема устройства представлена на следующем рисунке.
Контакты RS, EN, D4, D5, D6 и D7 ЖК дисплея 16x2 подключены к контактам Arduino 14, 15, 16, 17, 18 и 19. Контакты Rx и Tx GSM модуля подключены к контактам D3 и D2 платы Arduino соответственно. Земля (Ground) GSM модуля и платы Arduino должны быть соединены вместе.
Контакты строк клавишной панели 4x4 подключены R1, R2, R3, R4 непосредственно соединены с контактами 11,10, 9, 8 платы Arduino, а контакты ее столбцов C1, C2, C3, C4 соединены с контактами Arduino 7, 6, 5, 4. Микрофон (MIC) подключен к контактам mic+ и mic- GSM модуля, а динамик (Speaker) подключен к контактам SP+ и SP- GSM модуля.
Исходный код программы
Для использования клавишной панели мы в программе должны подключить библиотеку <Keypad.h>, а для ввода цифр с помощью этой клавишной панели мы должны создать функцию void alfakey(). Смысл создания этой функции заключается в том, чтобы мы могли вводить любые символы (буквы и цифры) с использованием всего 10 клавиш, находящихся на клавишной панели.
То есть если мы нажмем клавишу 2 (abc2), то на экране ЖК дисплея отобразится ‘a’, а если мы нажмем эту клавишу снова, то ‘a’ заменится на ‘b’, а если мы нажмем клавишу 3 раза, то ‘b’ заменится на экране дисплея на ‘c’. Если же после нажатия клавиши мы подождем некоторое время, то курсор автоматически передвинется на следующую позицию на экране ЖК дисплея, после чего мы сможем вводить новую цифру или букву. Аналогичные процессы будут происходить и при нажатии всех остальных клавиш.
#include <Keypad.h>
const byte ROWS = 4; //четыре строки
const byte COLS = 4; //четыре столбца
char hexaKeys[ROWS][COLS] =
{
{'1','2','3','A'},
{'4','5','6','B'},
{'7','8','9','C'},
{'*','0','#','D'}
};
byte rowPins[ROWS] = {11, 10, 9, 8}; //соединение с контактами строк клавиатуры
byte colPins[COLS] = {7, 6, 5, 4}; // соединение с контактами столбцов клавиатуры
//инициализация класса NewKeypad
Keypad customKeypad = Keypad( makeKeymap(hexaKeys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);
void alfakey()
{
int x=0,y=0;
int num=0;
while(1)
{
lcd.cursor();
char key=customKeypad.getKey();
if(key)
{
if(key=='1')
{
num=0;
lcd.setCursor(x,y);
.... .....
........ ....
Но кроме функций работы с клавиатурой мы должны создать несколько других функций для работы с GSM модулем: void call() – для совершения вызова, void sms() – для передачи SMS, void lcd_status() – для отображения статуса ЖК дсиплея, gsm_init() – для инициализации GSM модуля и т.д.
Далее представлен полный текст программы.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 720 721 722 723 724 725 726 |
#include <SoftwareSerial.h> // библиотека последовательной связи SoftwareSerial Serial1(2, 3); // контакты RX, TX нового последовательного порта #include<LiquidCrystal.h> // библиотека для работы с ЖК дисплеем LiquidCrystal lcd(14,15,16,17,18,19); // контакты Arduino, к которым подключен ЖК дисплей byte back[8] = { 0b00000, 0b00000, 0b11111, 0b10101, 0b11011, 0b11111, 0b00000, 0b00000 }; String number=""; String msg=""; String instr=""; String str_sms=""; String str1=""; int ring=0; int i=0,temp=0; int sms_flag=0; char sms_num[3]; int rec_read=0; int temp1=0; #include <Keypad.h> const byte ROWS = 4; //four rows const byte COLS = 4; //four columns char hexaKeys[ROWS][COLS] = { {'1','2','3','A'}, {'4','5','6','B'}, {'7','8','9','C'}, {'*','0','#','D'} }; byte rowPins[ROWS] = {11, 10, 9, 8}; //connect to the row pinouts of the keypad byte colPins[COLS] = {7, 6, 5, 4}; //connect to the column pinouts of the keypad //initialize an instance of class NewKeypad Keypad customKeypad = Keypad( makeKeymap(hexaKeys), rowPins, colPins, ROWS, COLS); String ch="1,.?!@abc2def3ghi4jkl5mno6pqrs7tuv8wxyz90 "; void setup() { Serial1.begin(9600); lcd.begin(16,2); lcd.createChar(1, back); lcd.print("Simple Mobile "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("System Ready.."); delay(1000); gsm_init(); lcd.clear(); lcd.print("System Ready"); delay(2000); } void loop() { serialEvent(); if(sms_flag==1) { lcd.clear(); lcd.print("New Message"); int ind=instr.indexOf("+CMTI: \"SM\","); ind+=12; int k=0; lcd.setCursor(0,1); lcd.print(ind); while(1) { while(instr[ind]!= 0x0D) { sms_num[k++]=instr[ind++]; } break; } ind=0; sms_flag=0; lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Read SMS --> D"); delay(4000); instr=""; rec_read=1; temp1=1; i=0; } if(ring == 1) { number=""; int loc=instr.indexOf("+CLIP: \""); if(loc > 0) { number+=instr.substring(loc+8,loc+13+8); } lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Incomming... "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(number); instr=""; i=0; } else { serialEvent(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Call --> C "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("SMS --> B "); if(rec_read==1) { lcd.write(1); lcd.print(" "); } else lcd.print(" "); } char key=customKeypad.getKey(); if(key) { if(key== 'A') { if(ring==1) { Serial1.println("ATA"); delay(5000); } } else if(key=='C') { call(); } else if(key=='B') { sms(); } else if(key == 'D' && temp1==1) { rec_read=0; lcd.clear(); lcd.print("Please wait..."); Serial1.print("AT+CMGR="); Serial1.println(sms_num); int sms_read_flag=1; str_sms=""; while(sms_read_flag) { while(Serial1.available()>0) { char ch=Serial1.read(); str_sms+=ch; if(str_sms.indexOf("OK")>0) { sms_read_flag=0; //break; } } } int l1=str_sms.indexOf("\"\r\n"); int l2=str_sms.indexOf("OK"); String sms=str_sms.substring(l1+3,l2-4); lcd.clear(); lcd.print(sms); delay(5000); } delay(1000); } } void call() { number=""; lcd.clear(); lcd.print("After Enter No."); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Press C to Call"); delay(2000); lcd.clear(); lcd.print("Enter Number:"); lcd.setCursor(0,1); while(1) { serialEvent(); char key=customKeypad.getKey(); if(key) { if(key=='C') { lcd.clear(); lcd.print("Calling........"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(number); Serial1.print("ATD"); Serial1.print(number); Serial1.println(";"); long stime=millis()+5000; int ans=1; while(ans==1) { while(Serial1.available()>0) { if(Serial1.find("OK")) { lcd.clear(); lcd.print("Ringing...."); int l=0; str1=""; while(ans==1) { while(Serial1.available()>0) { char ch=Serial1.read(); str1+=ch; if(str1.indexOf("NO CARRIER")>0) { lcd.clear(); lcd.print("Call End"); delay(2000); ans=0; return; } } char key=customKeypad.getKey(); if(key == 'D') { lcd.clear(); lcd.print("Call End"); delay(2000); ans=0; return; } if(ans==0) break; } } } } } else { number+=key; lcd.print(key); } } } } void sms() { lcd.clear(); lcd.print("Initilising SMS"); Serial1.println("AT+CMGF=1"); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("After Enter No."); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Press D "); delay(2000); lcd.clear(); lcd.print("Enter Rcpt No.:"); lcd.setCursor(0,1); Serial1.print("AT+CMGS=\""); while(1) { serialEvent(); char key=customKeypad.getKey(); if(key) { if(key=='D') { //number+='"'; Serial1.println("\""); break; } else { //number+=key; Serial1.print(key); lcd.print(key); } } } lcd.clear(); lcd.print("After Enter MSG "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Press D to Send "); delay(2000); lcd.clear(); lcd.print("Enter Your Msg"); delay(1000); lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); alfakey(); } void alfakey() { int x=0,y=0; int num=0; while(1) { lcd.cursor(); char key=customKeypad.getKey(); if(key) { if(key=='1') { num=0; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); for(int i=0;i<3000;i++) { lcd.noCursor(); char key=customKeypad.getKey(); if(key=='1') { num++; if(num>5) num=0; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); i=0; delay(200); } } x++; if(x>15) { x=0; y++; y%=2; } msg+=ch[num]; } else if(key=='2') { num=6; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); for(int i=0;i<3000;i++) { lcd.noCursor(); char key=customKeypad.getKey(); if(key=='2') { num++; if(num>9) num=6; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); i=0; delay(200); } } x++; if(x>15) { x=0; y++; y%=2; } msg+=ch[num]; } else if(key=='3') { num=10; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); for(int i=0;i<3000;i++) { lcd.noCursor(); char key=customKeypad.getKey(); if(key=='3') { num++; if(num>13) num=10; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); i=0; delay(200); } } x++; if(x>15) { x=0; y++; y%=2; } msg+=ch[num]; } else if(key=='4') { num=14; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); for(int i=0;i<3000;i++) { lcd.noCursor(); char key=customKeypad.getKey(); if(key=='4') { num++; if(num>17) num=14; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); i=0; delay(200); } } x++; if(x>15) { x=0; y++; y%=2; } msg+=ch[num]; } else if(key=='5') { num=18; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); for(int i=0;i<3000;i++) { lcd.noCursor(); char key=customKeypad.getKey(); if(key=='5') { num++; if(num>21) num=18; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); i=0; delay(200); } } x++; if(x>15) { x=0; y++; y%=2; } msg+=ch[num]; } else if(key=='6') { num=22; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); for(int i=0;i<3000;i++) { lcd.noCursor(); char key=customKeypad.getKey(); if(key=='6') { num++; if(num>25) num=22; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); i=0; delay(200); } } x++; if(x>15) { x=0; y++; y%=2; } msg+=ch[num]; } else if(key=='7') { num=26; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); for(int i=0;i<3000;i++) { lcd.noCursor(); char key=customKeypad.getKey(); if(key=='7') { num++; if(num>30) num=26; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); i=0; delay(200); } } x++; if(x>15) { x=0; y++; y%=2; } msg+=ch[num]; } else if(key=='8') { num=31; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); for(int i=0;i<3000;i++) { lcd.noCursor(); char key=customKeypad.getKey(); if(key=='8') { num++; if(num>34) num=31; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); i=0; delay(200); } } x++; if(x>15) { x=0; y++; y%=2; } msg+=ch[num]; } else if(key=='9') { num=35; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); for(int i=0;i<3000;i++) { lcd.noCursor(); char key=customKeypad.getKey(); if(key=='9') { num++; if(num>39) num=35; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); i=0; delay(200); } } x++; if(x>15) { x=0; y++; y%=2; } msg+=ch[num]; } else if(key=='0') { num=40; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); for(int i=0;i<3000;i++) { lcd.noCursor(); char key=customKeypad.getKey(); if(key=='0') { num++; if(num>41) num=40; lcd.setCursor(x,y); lcd.print(ch[num]); i=0; delay(200); } } x++; if(x>15) { x=0; y++; y%=2; } msg+=ch[num]; } else if(key=='D') { lcd.clear(); lcd.print("Sending SMS...."); // Serial1.print("AT+CMGS="); // Serial1.print(number); // delay(2000); Serial1.print(msg); Serial1.write(26); delay(5000); lcd.clear(); lcd.print("SMS Sent to"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(number); delay(2000); number=""; break; } } } } void send_data(String message) { Serial1.println(message); delay(200); } void send_sms() { Serial1.write(26); } void lcd_status() { lcd.setCursor(2,1); lcd.print("Message Sent"); delay(2000); //lcd.setCursor() //lcd.print("") //return; } void back_button() { //lcd.setCursor(0,15); } void ok_button() { lcd.setCursor(0,4); lcd.print("OK"); } void call_button() { lcd.setCursor(0,4); lcd.print("CALL"); } void sms_button() { lcd.setCursor(0,13); lcd.print("SMS"); } void gsm_init() { lcd.clear(); lcd.print("Finding Module.."); boolean at_flag=1; while(at_flag) { Serial1.println("AT"); while(Serial1.available()>0) { if(Serial1.find("OK")) at_flag=0; } delay(1000); } lcd.clear(); lcd.print("Module Connected.."); delay(1000); lcd.clear(); lcd.print("Disabling ECHO"); boolean echo_flag=1; while(echo_flag) { Serial1.println("ATE1"); while(Serial1.available()>0) { if(Serial1.find("OK")) echo_flag=0; } delay(1000); } lcd.clear(); lcd.print("Echo OFF"); delay(1000); lcd.clear(); lcd.print("Finding Network.."); boolean net_flag=1; while(net_flag) { Serial1.println("AT+CPIN?"); while(Serial1.available()>0) { if(Serial1.find("+CPIN: READY")) net_flag=0; } delay(1000); } lcd.clear(); lcd.print("Network Found.."); delay(1000); lcd.clear(); } void serialEvent() { while(Serial1.available()) { char ch=Serial1.read(); instr+=ch; i++; if(instr[i-4] == 'R' && instr[i-3] == 'I' && instr[i-2] == 'N' && instr[i-1] == 'G' ) { ring=1; } if(instr.indexOf("NO CARRIER")>=0) { ring=0; i=0; } if(instr.indexOf("+CMTI: \"SM\"")>=0) { sms_flag=1; } } } |
Видео, демонстрирующее работу схемы
Похожие статьи
(1 голосов, оценка: 5,00 из 5)
Загрузка...
Всё бы неплохо но под такой дисплей трудно найти хороший корпус.