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

发表于: 2017-7-3 12:00:58 | 显示全部楼层

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：

1. Arduino开发板

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：

AT： - 该命令用于检查GSM模块是否响应。
AT + CPIN？： - 该命令用于检查SIM卡是否插入GSM模块。
ATE0： - 用于禁用回声
ATE1： - 用于启用回声

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GPRS互联网初始化命令：

AT + CIPSHUT： - 关闭TCP端口显式地意味着断开连接
AT + CGATT？： - 检查SIM卡是否具有互联网连接
AT + CSTT =“APN”，“userName”，“Pass”： - 连接到互联网
（例如：AT + CSTT =“airtelgprs.com”，“”，“”）
AT + CIICR：提出无线网络。检查SIM卡有数据包或余额
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）
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
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。

复制代码

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。

send-data-to-webserver-using-GPRS-GSM-and-arduino-block-diagram.png

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。

send-data-to-webserver-using-GPRS-GSM-and-arduino-circuit-diagram.png

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：

#include <Keypad.h> // keypad library for interfacing keypad
const byte ROWS = 4; //four rows
const byte COLS = 4; //four columns
int x=0;
int y=0;
int n=0;
int minValue=0;
int maxValue=0;
char keyPress=0;
int keyPressTime=100;
String msg="";
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

复制代码

void getkey函数用于输入字母

void getkey(int minValue, int maxValue, char keyPress)
{
int ch=minValue;
int pressed=1;
char key=keyPress;
lcd.noBlink();
for(int i=0;i<keyPressTime;i++)
{
if(key==keyPress)
{
lcd.setCursor(x,y);
lcd.print(alpha[ch]);
ch++;
if(ch>maxValue)
ch=minValue;
i=0;
}
....
.....

复制代码

下面的void initGSM（）和void initGPRS（）函数用于初始化GSM模块和GPRS

void initGSM()
{
connectGSM("AT","OK");
connectGSM("ATE1","OK");
connectGSM("AT+CPIN?","READY");
}
void initGPRS()
{
connectGSM("AT+CIPSHUT","OK");
connectGSM("AT+CGATT=1","OK");
connectGSM("AT+CSTT="airtelgprs.com","",""","OK");
connectGSM("AT+CIICR","OK");
delay(1000);
Serial1.println("AT+CIFSR");
delay(1000);
}

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。

else if(key == 'D')
{
lcd.clear();
lcd.noBlink();
lcd.print("Sending Data");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("To Server");
url="GET /input/";
url+=publicKey;
url+="?private_key=";
url+=pvtKey;
url+="&log=";
url+=msg;
url+=" HTTP/1.0\r\n\r\n";
String svr=Start+","+ip+","+port;
delay(1000);
connectGSM(svr,"CONNECT");
delay(1000);
int len = url.length();
String str="";
str=SendCmd+len;
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。

代码：

#include <SoftwareSerial.h> // serial software library for interfacing gsm module
SoftwareSerial Serial1(2, 3); // RX, TX // connect gsm Tx at D2 and Rx at D3
#include<LiquidCrystal.h> // LCD library for interfacing LCD
LiquidCrystal lcd(14,15,16,17,18,19); // connect rs,en,d4,d5,d6,d7 respectevely
String pvtKey="wY9DPG5vzpH99KNrNkx2"; // private key for posting data to sparkfun
String publicKey="w5nXxM6rp0tww5YVYg3G"; // public key for open page of sparkfun
String url="";
String ip=""data.sparkfun.com""; // sparkfun server ip or url
int port=80; // sparkfun server port
String SendCmd="AT+CIPSEND="; // sending number of byte command
String Start="AT+CIPSTART="TCP""; // TCPIP start command
// strings and variables
//String msg="";
String instr="";
String str_sms="";
String str1="";
int i=0,temp=0;
#include <Keypad.h> // keypad library for interfacing keypad
const byte ROWS = 4; //four rows
const byte COLS = 4; //four columns
int x=0;
int y=0;
int n=0;
int minValue=0;
int maxValue=0;
char keyPress=0;
int keyPressTime=100;
String msg="";
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
Keypad customKeypad = Keypad( makeKeymap(hexaKeys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);
String alpha="1!@_$%?ABC2DEF3GHI4JKL5MNO6PQRS7TUV8WXYZ9* 0#";
void setup()
{
Serial1.begin(9600); // init serial1 for GSM
lcd.begin(16,2); // init LCD
lcd.print("Sending Data ");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("to Server");
delay(2000);
lcd.clear();
lcd.print("Circuit Digest");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Saddam Khan");
delay(2000);
lcd.clear();
lcd.print("Initializing GSM");
initGSM(); // init GSM module
lcd.clear();
lcd.print("Initializing GPRS");
initGPRS(); // init GPRS in GSM Module
lcd.clear();
lcd.print("System Ready");
delay(2000);
}
void loop()
{
int n=0;
lcd.clear();
lcd.noCursor();
while(1)
{
lcd.cursor();
char key = customKeypad.getKey();
if(key=='1')
getkey(0, 6, key);
if(key=='2')
getkey(7, 10, key);
else if(key=='3')
getkey(11, 14, key);
else if(key=='4')
getkey(15, 18, key);
else if(key=='5')
getkey(19, 22, key);
else if(key=='6')
getkey(23, 26, key);
else if(key=='7')
getkey(27, 31, key);
else if(key=='8')
getkey(32,35, key);
else if(key=='9')
getkey(36, 40, key);
else if(key=='*')
getkey(41, 41, key);
else if(key=='0')
getkey(42, 43, key);
else if(key=='#')
getkey(44, 44, key);
else if(key == 'C')
{
x--;
lcd.setCursor(x,y);
lcd.print(" ");
n--;
msg[n]=' ';
lcd.setCursor(x,y);
}
else if(key == 'D')
{
lcd.clear();
lcd.noBlink();
lcd.print("Sending Data");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("To Server");
url="GET /input/";
url+=publicKey;
url+="?private_key=";
url+=pvtKey;
url+="&log=";
url+=msg;
url+=" HTTP/1.0\r\n\r\n";
String svr=Start+","+ip+","+port;
delay(1000);
connectGSM(svr,"CONNECT");
delay(1000);
int len = url.length();
String str="";
str=SendCmd+len;
sendToServer(str);
Serial1.print(url);
delay(1000);
Serial1.write(0x1A);
delay(1000);
lcd.clear();
lcd_status();
// clearmsg();
n=0;
i=0;
x=0;
y=0;
msg="";
}
}
}
void getkey(int minValue, int maxValue, char keyPress)
{
int ch=minValue;
int pressed=1;
char key=keyPress;
lcd.noBlink();
for(int i=0;i<keyPressTime;i++)
{
if(key==keyPress)
{
lcd.setCursor(x,y);
lcd.print(alpha[ch]);
ch++;
if(ch>maxValue)
ch=minValue;
i=0;
}
key=customKeypad.getKey();
delay(10);
}
if(pressed)
{
x++;
msg+=alpha[ch-1];
n++;
if(x>15)
{
x=0;
y=1;
}
}
pressed=0;
lcd.blink();
}
void lcd_status()
{
lcd.clear();
lcd.print("Data Sent to");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Server");
delay(2000);
lcd.clear();
}
void sendToServer(String str)
{
Serial1.println(str);
delay(1000);
}
void initGSM()
{
connectGSM("AT","OK");
connectGSM("ATE1","OK");
connectGSM("AT+CPIN?","READY");
}
void initGPRS()
{
connectGSM("AT+CIPSHUT","OK");
connectGSM("AT+CGATT=1","OK");
connectGSM("AT+CSTT="airtelgprs.com","",""","OK");
connectGSM("AT+CIICR","OK");
delay(1000);
Serial1.println("AT+CIFSR");
delay(1000);
}
void connectGSM (String cmd, char *res)
{
while(1)
{
Serial.println(cmd);
Serial1.println(cmd);
delay(500);
while(Serial1.available()>0)
{
if(Serial1.find(res))
{
delay(1000);
return;
}
}
delay(1000);
}
}
/*
Public URL
http://data.sparkfun.com/streams/w5nXxM6rp0tww5YVYg3G
Public Key
w5nXxM6rp0tww5YVYg3G
Private Key
wY9DPG5vzpH99KNrNkx2
Keep this key secret, and in a safe place. You will not be able to retrieve it.
Delete Key
xxxxxxxxxxxxx
This key can only be used once. Keep this key secret, and in a safe place. You will not be able to retrieve it.
Logging using query string parameters
Format:
http://data.sparkfun.com/input/[publicKey]?private_key=[privateKey]&log=[value]
Example:
http://data.sparkfun.com/input/w5nXxM6rp0tww5YVYg3G?private_key=wY9DPG5vzpH99KNrNkx2&log=22.21
*/

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