ALARMA CON ENVÍO DE SMS Y DTMF

Este es un ejemplo sencillo de envío de mensajes SMS a través de un PIC conectado a un teléfono móvil por medio de una interfaz serie RS-232. El funcionamiento es sencillo, cuando cuando se activa el actuador este produce una interrupción en el PIC a través de la patilla RB0 que hace que se envíen los comandos AT necesarios para que el teléfono móvil envíe un número determinado de mensajes de alarma al número que hayamos introducido en el programa.

¿Qué es un módem GSM?

Un módem GSM (Global System for Mobile Communications) es un dispositivo inalámbrico que funciona en la red GSM, utilizada mundialmente para comunicación entre teléfonos móviles. La comunicación se realiza a través de ondas de radio.

El módem GSM puede verse como un teléfono celular al cual se le ha adaptado una interfaz serial RS232, con el objeto de ser controlado a través de una computadora. A través del módem GSM puede realizarse enlaces para trasmisión de voz, fax, datos, comunicación por internet y mensajes SMS (Short Message Service). También existen módems GSM que poseen una interfaz USB para ser controlados.

El módem GSM puede ser operado a través de un microcontrolador, por ejemplo el PIC 16F88 ó PIC 18F2550 y de esta manera ser incorporado a sistemas de control remoto supervisorio automático.

En una segunda aplicación puede conectarse a una computadora PC ó Laptop mediante un cable serial RS232 o un cable USB-Serial y usarse software comercial ó propietario para el envío programado de mensajes SMS á móviles. El número de mensajes SMS que pueden ser procesados por un módem GSM por minuto es de alrededor de seis a diez mensajes por minuto.

NOKIA 3220

¿En cuales bandas de frecuencia operan los sistemas GSM?

Básicamente existen 4 bandas, que son estándares a nivel mundial: 850, 900, 1800 y 1900 Mhz. En la mayoría de los países de Europa, Asia, Australia, Medio Oriente y Africa, se emplean las bandas de 900-1800 Mhz. En los Estados Unidos, Canadá, México y la mayor parte de Centro y Sudamérica se usan las bandas de 850-1900 Mhz. En México se emplea la banda de 1900 Mhz. Para conocer la banda GSM en la que opera cada país, vaya al siguiente link: www.worldtimezone.com/gsm.html

Los módems GSM cuatri-banda permiten operar en cualquiera de las 4 bandas mencionadas. Mediante los comandos AT, es posible configurar el módem GSM cuatri-banda para operar en la banda deseada. En la figura de abajo se muestra la asignación de pares de frecuencias GSM a nivel global.

Tarjeta SIM

Una de las características principales del estándar GSM es el módulo de identidad del suscriptor, conocida comúnmente como tarjeta SIM. La tarjeta SIM es una tarjeta inteligente desmontable que contiene la información de suscripción del usuario, parámetros de red y directorio telefónico. Esto permite al usuario mantener su información después de cambiar su teléfono. Paralelamente, el usuario también puede cambiar de operador de telefonía, manteniendo el mismo equipo simplemente cambiando la tarjeta SIM. Algunos operadores introducen un bloqueo para que el teléfono utilice un solo tipo de tarjeta SIM, o sólo una tarjeta SIM emitida por la compañía donde se compró el teléfono, esta práctica se conoce como bloqueo de sim, y es ilegal en algunos países.

LOS COMANDOS AT"Los comandos AT son instrucciones codificadas que conforman un lenguaje de comunicación entre el hombre y un terminal modem. En un principio, el juego de comandos AT fue desarrollado en 1977 por Dennis Hayes como un interfaz de comunicación con un modem para así poder configurarlo y proporcionarle instrucciones, tales como marcar un número de teléfono. Más adelante, con el avance del baudio, fueron las compañías Microcomm y US Robotics las que siguieron desarrollando y expandiendo el juego de comandos hasta universalizarlo. Los comandos AT se denominan así por la abreviatura de attention . Aunque la finalidad principal de los comandos AT es la comunicación con modems, la telefonía móvil GSM también ha adoptado como estandar este lenguaje para poder comunicarse con sus terminales. De esta forma, todos los teléfonos móviles GSM poseen un juego de comandos AT específico que sirve de interfaz para configurar y proporcionar instrucciones a los terminales. Este juego de instrucciones puede encontrarse en la documentación técnica de los terminales GSM y permite acciones tales como realizar llamadas de datos o de voz, leer y escribir en la agenda de contactos y enviar mensajes SMS, además de muchas otras opciones de configuración del terminal."

PIN OUT DEL POP PORT DEL CELULAR NOKIA

PinNumbe

r

PinName Description

1 Vin Charger input

2 GND Charger ground

3 ACI Accessory Control Interface (short with pin 2 for handsfree recognition)

4 V Out / VDD+ Connected to pin 3 in DKU-2 usb data cable / For Hansfree (ex. HS-23): microchip power supply

5 USB VbusAlso act as USB power detection? Should be connected to USB pin 1 in usb data cable. (USB Vcc +5V)

6 FBus Rx/USB D+

USB exists only in some models*. Should be connected to USB pin 3 in usb data cable. (USB DATA+)

7 FBus Tx/USB D-

USB exists only in some models*. Should be connected to USB pin 2 in usb data cable. (USB DATA-)

8 GND Data GND (USB GND)

9 X Mic- Audio in - Ext. Mic input negativ

10 X Mic+ Audio in - Ext. Mic input positiv

11 HS Ear L- Audio out - Ext. Audio out - left, negativ

12 HS Ear L+ Audio out - Ext. Audio out - left, positiv

13 HS Ear R- Audio out - Ext. audio out - right, negativ

14 HS Ear R+ Audio out - Ext. audio out - right, positiv. Pins 10-14 may be used for antenna connection.

GND shield GND in cavities

PINOUT COMPATIBILITY:

Nokia 2112 Nokia 2115(i) Nokia 2116i Nokia 2125i Nokia 2126i Nokia 2128i Nokia 2270 Nokia 2272 Nokia 2280 Nokia 2285 Nokia 3100 Nokia 3105 Nokia 3108 Nokia 3120 Nokia 3125 Nokia 3200 Nokia 3205 Nokia 3220 Nokia 3230 Nokia 3300 Nokia 3570 Nokia 3580 Nokia 3585(i) Nokia 3586(i) Nokia 3587(i) Nokia 3588i Nokia 3589i Nokia 5100 Nokia 5140 Nokia 6011i Nokia 6012 Nokia 6015(i) Nokia 6016i Nokia 6019i Nokia 6020 Nokia 6100 Nokia 6101 Nokia 6102 Nokia 6108 Nokia 6155 Nokia 6170 Nokia 6200 Nokia 6220 Nokia 6225 Nokia 6230 Nokia 6230i Nokia 6233 Nokia 6235 Nokia 6255 Nokia 6260 Nokia 6560

Nokia 6585(i) Nokia 6610 Nokia 6610i Nokia 6630 Nokia 6650 Nokia 6670 Nokia 6680 Nokia 6681 Nokia 6800 Nokia 6810 Nokia 6820 Nokia 6822 Nokia 7200 Nokia 7210 Nokia 7250 Nokia 7250i Nokia 7260 Nokia 7270 Nokia 7360 Nokia 7600 Nokia 7610 Nokia 7700 Nokia 7710 Nokia 9300 Nokia 9500 Nokia E50 Nokia E60 Nokia E61 Nokia E61i Nokia E65 Nokia E70 Nokia N70 Nokia N71 Nokia N72 Nokia N73 Nokia N80 Nokia N90 Nokia N91 Nokia N92 Nokia N93 Nokia N93i

Comandos AT

Los comandos AT los cuales se pueden utilizar con Nokia GMS (incluyendo tambien DCS1800 y PCS1900) y productos Wideband de CDMA (WCDMA) disponible después del otoño 2001, por ejemplo, los productos siguientes: Nokia 8310, Nokia 6310, Nokia 7650, Nokia 8910, y Nokia D211. Algunos de los comandos AT no son soportados por todos los productos Nokia o por todos los operadores. Dar un comando que no sea soportado por el producto causa una respuesta de error.

Los comandos AT son un juego de instrucciones que permiten configurar y controlar a los teléfonos móviles desde un equipo conectado por datos, realizando acciones tales como: generar llamadas, leer y escribir la agenda, enviar mensajes SMS, entre otras.Las empresas fabricantes de teléfonos móviles detallan en documentos escritos los Comandos AT soportados por sus equipos. En este proyecto se utilizó como medio para la Tx y Rx de Comandos AT un celular marca Nokia, por lo que se hará referencia a los comandos utilizados por esta firma en particular.

Inicialmente los comandos AT fueron desarrollados para la comunicación con los modems, pero la telefonía móvil también ah adoptado este estándar para comunicarse con los terminales. Todos los teléfonos móviles disponen de un juego de comandos AT específico que permiten su configuración, asi tenemos:

Realizar llamadas de voz o datos. Escribir y enviar mensajes SMS. Leer y escribir en la agenda de contactos.

Cada terminal GSM implementa su juego de comandos AT y puede que no sea totalmente compatible con el estándar. La comunicación con el teléfono móvil puede ser por cable serie, infrarrojos, Bluetooth, etc..

Los comandos básicos implementados en la mayoría de los teléfonos móviles son.

Todos los comandos deben ir precedidos por AT.

AT+CMGF: Configurar el móvil en modo texto. AT+CNMI: Comando at para que el sms no esté en el buzón. AT+CPAS : Muestra la implementación del comando. AT+A: Pone módem en modo de Autorespuesta. AT+&T: Comandos de Pruebas. AT+&V: Ver configuración activa, etc. AT+&X: Temporizado de transmisor. A/: Re ejecuta el último comando dado. A>: Reejecuta

Comando Descripción Respuesta del Modem

ATPara comprobar que la comunicación es correcta

OK ó ERROR

AT+CMGF=1Configura el terminal para manejar el SMS en modo texto

OK ó ERROR

AT+CSCA?Solicita al módem el número de teléfono del Centro de Mensajes

+CSCA: "+34609090999",145seguido de un OK.

AT+CSCA="+34609090999",145

Para cambiar el número de teléfono del centro de mensajes si no es correcto

OK ó ERROR

AT+CMGS=”666779808”

Envía un mensaje al número que hay entre las comillas dobles. Una vez recibido el comando el modem responde con el carácter ‘>’ para que introduzcamos el cuerpo del mensaje, para finalizar pulsamos Ctrl-Z (ascii 26)

El módem responderá con la posición donde se ha almacenado el mensaje enviado: +CMGS: 0 seguido de un OK.

AT+CMGR=?

Comando para la lectura del SMS guardado en la posición nº (?) de la memoria de la tarjeta SIM del teléfono.

El +CMGR:"REC UNREAD","+34666779808"29/06/12,19:03:20 +08" Texto del mensaje OK

AT+CMGD=?

Comando para el borrado del SMS guardado en la posición nº (?) de la memoria de la tarjeta SIM del teléfono.

OK ó ERROR

AT+IPR=9600Configura la velocidad del modem a 9600 baudios

OK ó ERROR

NOKIA PC SUITE

Este es un software que permite conectar el celular, y asi poder controlar el celular revisar mensajes y estados de este:

Y estos son los cables con los que se puede conectar a la computadora

Para poder conectar estos cables se utilizan los diferentes drivers, estos drivers crean un puerto COM “VIRTUAL”, aparte del que aparece en las distintas computadoras, este puerto se simula en una puerto USB:

Y asi se puede facilitar el uso del hyperterminal para poder utilizar los comandos AT y controlar el celular desde la computadora, una vez sea logrado esto comunicarlo con el micrcontrolador (PIC , ATMEGA), seria una tarea menos complicada, ya que esto verifica que el celular acepta los comandos AT.

Actualmente no se venden estos cables, pero si los genéricos que conectan y adaptan señales más no crean puertos COM virtuales:

Para eso tenemos que utilizar otro método de comunicación:

Utilizamos el CI MAX 232 y conectamos los pines correpondientes,

Luego para poder mandar los diferentes códigos a través del puerto COM de la computadora utilizamos el programa ADVANCED SERIAL PORt MONITOR:

Este programa se encarga de enviar a travez de la comunicación rs232 los diferentes valores ya sea en HEXADECIMAL o en código ASCII:

Entonces para poder hacer que el celular detecte que la computadora requiere comunicación, se utiliza este programa.

El ADVANCED SERIAL PORT MONITOR, también deja visualizar tanto los datos que salen como los que entran a la computadora, al utilizar el NOKIA POWER SUITE para comunicar el celular con la computadora este genera una trama de número en hexadecimal, y según los foros esta trama solo para los modelos 3220b viene a ser:

CODIGO EN HEXADECIMAL CODIGO ASCII

61 74 26 66 0d 0a 00 " at&f... "

55 55 55 55 55 55 55 55 " UUUUUUUU "

1e 00 10 d7 00 08 00 01 00 12 04 00 01 60 0b ac "...×.........`.¬ "

Una vez enviado esto el celular respondera de la siguiente manera y se puede visualizar en el ADVANCED SERIAL PORT MONITOR:

CODIGO EN HEXADECIMAL CODIGO ASCII

1e 10 00 7f 00 02 d7 00 c9 6d .....×.Ém�00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ..........00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ..........00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ..........00 00 ..

Entonces después de esto ya podemos comunicar el hyperterminal con el celular y enviar los diferentes comandos AT.

Este seria un gran paso para poder comunicar el controlador con el celular ya que el hyperterminal solo enviaría señal como si fuera una simulación.

DIAGRAMA DE FLUJO.

.

INICIO

DEFINE NO WDT

CONFIGURAR INTERRUPCIÓN POR

PIN RB0

CONFIGURAR PUERTO I/O

ENVIA: AT + CMGF= 1 PARA CONFIGURAR MODO MENSAJE

FLAG = 0, i = 0

ENVIA TRAMA DE DATOS EN HEXADECIMAL

CONFIGURAR UART115200 BAUDIOS

1 BIT START8 BIT DATOS1 BIT STOP

FLAG =1

i=NUMERO_MENSAJES

ENVIA TRAMA DE DATOS EN HEXADECIMAL

NUMERO_MENSAJES=1

SI

NO

NO

SI

RETARDO 1 SEGUNDO

ENVIA:AT+CMGS=”numero_a_enviar”

FIN

RETARDO 1 SEGUNDO

ENVIA:”ALARMA ACTIVADA”

ENVIA: CTRL+Z

I++

HERRAMIENTAS

CELULAR NOKIA 3220 (MODULO GSM)

GSM 850/1800/1900 para Norte AmericaGENERAL Red GSM 900 / GSM 1800 / GSM 1900DISPLAY Tipo 65K colores

Tamaño 128 x 128 pixels, 5 lineas- Cubiertas Cut-out - Navegación de cinco vías- Wallpapers y screensavers animados- Wallpapers bajables

MEMORIA Agenda telefónica

256 x 4 campos

- En 3 MB de memoria compartida. MMS, max 100 kB c/u. Ringtones. Imágenes. Memo de voz- En memoria de 1.5 MB. Java apps,max 128 kB c/u

CARACTERÍSTICAS GPRS Clase 10 (4+1/3+2 slots)

Velocidad de datos 177 kbps (EDGE), 32 - 48 kbps (GPRS)

Mensajería SMS, MMS, EMail, Mensajero instantáneo, Mensajero liviano

Juegos 3 - Club Pinball, Dance Delight, Phantom Spider + bajables, Comprar- Java MIDP 2.0- WAP 2.0 (xHTML browser)- EDGE- HSCSD- T9- Calendario- Calculadora- Editor de imágenes- Manos libres incorporado- Interfaz Pop-port - Tapas opcionales Fun Shell sensor tilt para control de juegos y wave messaging

MICROCONTROLADOR PIC16F877

En este proyecto se utilizo el PIC 16F877. Este microcontrolador es fabricado por MicroChip familia a la cual se le denomina PIC. El modelo 16F877 posee varias características que hacen a este

microcontrolador un dispositivo muy versátil, eficiente y practico para ser empleado en la aplicación que posteorimente será detallada.

Algunas de estas características se muestran a continuación:

Soporta modo de comunicación serial, posee dos pines para ello. Amplia memoria para datos y programa. Memoria reprogramable: La memoria en este PIC es la que se denomina FLASH; este tipo de

memoria se puede borrar electrónicamente (esto corresponde a la "F" en el modelo). Set de instrucciones reducidas (tipo RISC), pero con las instrucciones necesarias para facilitar su

manejo.

CARACTERISTICAS

En siguiente tabla de pueden observar las características más relevantes del dispositivo:

CARACTERÍSTICAS 16F877

Frecuencia máxima DX-20MHz

Memoria de programa flash palabra de 14 bits 8KB

Posiciones RAM de datos 368

Posiciones EEPROM de datos 256

Puertos E/S A,B,C,D,E

Número de pines 40

Interrupciones 14

Timers 3

Módulos CCP 2

Comunicaciones Serie MSSP, USART

Comunicaciones paralelo PSP

Líneas de entrada de CAD de 10 bits 8

Juego de instrucciones 35 Instrucciones

Longitud de la instrucción 14 bits

Arquitectura Harvard

CPU Risc

Canales Pwm 2

Pila Harware -

Ejecución En 1 Ciclo Máquina -

COMPILADOR DEL PROGRAMA

Si queremos realizar la programación de los microcontroladores PIC en un lenguaje como el C, es preciso utilizar un compilador de C.Dicho compilador nos genera ficheros en formato Intel-hexadedimal, que es el necesario para programar (utilizando un programador de PIC) un microcontrolador de 6, 8, 18 ó 40 patillas.El compilador de C que vamos a utilizar es el PCW de la casa CCS Inc. A su vez, el compilador lo integraremos en un entorno de desarrollo integrado (IDE) que nos va a permitir desarrollar todas y cada una de las fases que se compone un proyecto, desde la edición hasta la compilación pasando por la depuración de errores. La última fase, a excepción de la depuración y retoques hardware finales, será programar el PIC.

INSTRUCCIONES IMPORTANTES A UTILIZAR

#USE RS232 (BAUD=baudios, XMIT=pin, RCV=pin...)

Esta directiva le dice al compilador la velocidad en baudios y los pines utilizados para la I/O serie. Esta directiva tiene efecto hasta que se encuentra otra directiva RS232. La directiva #USE DELAY debe aparecer antes de utilizar #USE RS232. Esta directiva habilita el uso de funciones tales como GETCH, PUTCHAR y PRINTF. Si la I/O no es estandar es preciso poner las directivas FIXED_IO o FAST_IO delante de #USE RS232

OPCIONES:

c = GETC()c = GETCH()c = GETCHAR()Estas funciones esperan un carácter por la patilla RCV del dispositivo RS232 y retornael carácter recibido.Es preciso utilizar la directiva #USE RS232 antes de la llamada a esta función para queel compilador pueda determinar la velocidad de transmisión y la patilla utilizada. Ladirectiva #USE RS232 permanece efectiva hasta que se encuentre otra que anule laanterior.Los procedimientos de I/O serie exigen incluir #USE DELAY para ayudar a sincronizarde forma correcta la velocidad de transmisión. Recordad que es necesario adaptar los

niveles de voltaje antes de conectar el PIC a un dispositivo RS-232.Ejemplo:printf("Continuar (s,n)?");do {respuesta=getch();} while(respuesta!='s'&& respuesta!='n');

PUTC()PUTCHAR()Estas funciones envían un carácter a la patilla XMIT del dispositivo RS232. Es precisoutilizar la directiva #USE RS232 antes de la llamada a esta función para que elcompilador pueda determinar la velocidad de transmisión y la patilla utilizada. Ladirectiva #USE RS232 permanece efectiva hasta que se encuentre otra que anule laanterior.

PRINTF([function], string, [values])La función de impresión formateada PRINTF saca una cadena de caracteres alestándar serie RS-232 o a una función especificada. El formato está relacionado con elargumento que ponemos dentro de la cadena (string).Cuando se usan variables, string debe ser una constante. El carácter % se pone dentrode string para indicar un valor variable, seguido de uno o más caracteres que danformato al tipo de información a representar.Si ponemos %% obtenemos a la salida un solo %. El formato tiene la forma genérica%wt, donde w es optativo y puede ser 1,2,...,9. Esto es para especificar cuántoscarácteres son representados; si elegimos el formato 01,...,09 indicamos ceros a laizquierda, o también 1.1 a 9.9 para representación en punto flotante.t es el tipo de formato y puede ser uno de los siguientes:

Decodificador DTMF

El circuito que presentamos posee excelentes características en cuando a su relación costo/prestaciones. Con sólo un circuito integrado (cuyo precio no supera los 2 dólares) y un puñado de componentes externos discretos se obtiene un dispositivo capaz de entregar el código binario de la tecla pulsada en un teléfono por tonos multifrecuentes. Este circuito, además de decodificar las clásicas teclas del cero al nueve, asterisco y numeral, puede identificar las teclas A, B, C y D que usualmente no están presentes en la mayoría de los teléfonos comerciales, pero que la especificación DTMF las incluye.

El circuito está preparado para ser alimentado con 5v, presentes en cualquier circuito TTL o microcontrolado. La resistencia de 100 ohms limita la corriente y el diodo zener hace las veces de limitador de tensión, bajándola a 3.6v que es lo que el chip requiere para funcionar correctamente. Los capacitores aledaños a esos componentes cumplen con la función de filtrar la tensión de alimentación. La señal proveniente de la línea telefónica es aislada por medio de dos resistencias de 100K y un capacitor de 100nf. Este último impide el paso de corriente, pero deja circular señal de audio. Para su funcionamiento el circuito integrado requiere una base de tiempos, generada en este caso por el cristal de cuarzo de 3.579545MHz. Nótese que este cristal es muy común en el mercado dado que es el empleado para los sistemas de color de los equipos de TV. Una vez que un tono es recibido, decodificado y validado como correcto su valor binario es colocado en los terminales Q1, Q2 Q3 y Q4. A su vez, el terminal SID sube indicando la presencia del dato en la salida. Este terminal permanece alto durante el tiempo que el tono DTMF siga presente en el sistema, o sea que refleja el tiempo que el teléfono remoto permanece pulsado.El circuito integrado incluye filtros contra ruido, RF y armónicos. Además, incluye controles automáticos de ganancia y nivel de señal para adecuar cualquier tipo de condición de trabajo. Es por ello que la cantidad de componentes externos es ínfima.

Datos presentes en la salida

Tecla Q1 Q2 Q3 Q41 0 0 0 12 0 0 1 03 0 0 1 14 0 1 0 05 0 1 0 16 0 1 1 07 0 1 1 18 1 0 0 09 1 0 0 10 1 0 1 0* 1 0 1 1# 1 1 0 0A 1 1 0 1B 1 1 1 0C 1 1 1 1D 0 0 0 0

COMANDOS ENVIADOS POR

EL USUARIO REMOTO

PULSANDO LAS TECLAS DE SU

TELÉFONO

ACCIÓN TOMADA POR EL SISTEMA PICCITO 16F88 EN

CONTROLADOR GSM AL RECIBIR EL COMANDO

CONFIRMACIÓN ACÚSTICA AL USUARIO POR MEDIO DE TONOS

DTMF

*1# ACTIVA RELEVADOR VERDE

1 TONO DE 250 MS.

*2# ACTIVA RELEVADOR AMARILLO

1 TONO DE 250 MS.

*3# ACTIVA RELEVADOR ROJO 1 TONO DE 250 MS.

*1* APAGA RELEVADOR AMARILLO

2 TONOS DE 250 MS.

*2* APAGA RELEVADOR ROJO 2 TONOS DE 250 MS.

*4# ACTIVA LOS 3 RELEVADORES

1 TONO DE 250 MS.

*4* APAGA LOS 3 RELEVADORES

2 TONOS DE 250 MS.

*** CUELGA EL TELÉFONO NOKIA

3 TONOS DE 250 MS.

DIAGRAMA DE BLOQUES

DTMF

ENVIO DE SMS VIA GSM

LLAMADAS PARA GENERAR TONOS

PLACA DEL MICROCONTROLADOR

COSTO

MATERIAL COSTE en solesmicrocontrolador PIC16F877A 16celular NOKIA 3220 usado 504 reles 5v 1213 borneras 6.5conectores varios 2transitores 0.66 LED's 1.2resistencias 1.5diodos 1N4007 0.8espadines 2CI 74LS04 1.5CI CM8870 3placa 22 pulsadores 0.6condensadores varios 12 cristales de cuarzo 2pantalla LCD LM016 2X16 10zócalos para CI 1parlante 2.5mano de obra 100TOTAL 216.2