GSM模块TCPIP应用流程指导_V1.0
GSM模块TCPIP 应用流程指导
文档标题GSM模块TCPIP应用流程指导
版本 1.0
日期2010-10-25
状态正式发布
版权：
版权所有?上海移远通信技术有限公司 2010。保留一切权利。
Copyright ? Quectel Wireless Solutions Co., Ltd. 2010
非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。
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目录
目录...................................................................................................................................................2 0. 修改记录......................................................................................................................................3 1. 概要. (4)
1.1. 参考文档............................................................................................................................4 2. 初始化工作..................................................................................................................................5 3. 建立TCP 连接............................................................................................................................7 4. 发送数据.. (9)
4.1. 不指定长度发送................................................................................................................9 4.2. 指定长度发送..................................................................................................................10 5. 接收数据 (11)
5.1. 数据直接输出到串口......................................................................................................11 5.2. 通过命令提取接收到的数据..........................................................................................11 6. TCP 连接维持和侦测................................................................................................................13 7. 关闭TCP 连接..........................................................................................................................15 8. 透传连接 (16)
8.1. 示例..................................................................................................................................16 8.2. 异常处理.. (16)
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0.修改记录
版本日期作者修改内容记录1.0 2010-10-25
胡孔林初始版本
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1.概要
该文档主要结合实际示例，介绍Quectel标准模块内嵌的TCPIP服务使用方法以及一些异常情况处理方案。
1.1.参考文档
表1: 参考文档表
序号文档名备注
[1] Mxx_ATC.pdf GSM模块AT命令集简介
[2] GSM_TCPIP_AN.pdf GSM模块TCPIP应用指导
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2. 初始化工作
AT+CPIN? //首先要确保SIM 卡的PIN 码已解 +CPIN:READY //这表明SIM 卡的PIN 码已解 OK
AT+CREG? //确认找网成功
+CREG: 0,1 //这表明找网成功，如果没有成功，继续执行命令AT+CREG?
查询。这里也可以通过在开始时设置命令AT+CREG=1打开网络状态变换时的自动上报。这样，等待+CREG:1或+CERG:5的自动上报就可以了
OK
AT+CGATT? //查询GPRS 附着是否成功 +CGATT: 1 //这表明GPRS 附着成功，如果没有成功，需要继续执行命令
AT+CGATT?查询。对于GPRS 是否附着的判断也可以通过在开机时执行命令AT+CGREG=1，然后等待+CGREG: 1或+CGREG: 5的自动上报
OK
AT+QIFGCNT=0 //将Context 0设为前台Context 。此后的相关操做都是针对Context
0进行操作
OK
AT+QICSGP=1,"CMNET"//设置GPRS 的APN 。如果是使用中国移动或中国联通的SIM 卡，
并通过GPRS 建立TCP 连接，则这条命令可以省掉
OK
/****************************************************************************** 其他可选设置： 一、 设置服务器的地址格式。默认情况下，模块会认为服务器地址是一个IP 地址。但是，如
果服务器的地址是一个域名，则需要执行命令"AT+QIDNSIP=1"将服务器的地址格式改为域名格式。
二、 设置数据接收方式。目前模块支持两种方式来处理接收到的TCP/UDP 数据：直接通过
串口输出所有接收到的TCP/UDP 数据（默认情况下，使用的就是这种方式）；接收到数据后，不是立即输出，而是输出一个提示，然后需要通过命令提取刚刚收到的数据
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如果希望使用这种方式，则需要执行下面的命令。 AT+QINDI=1 //接收到数据后，输出提示:" +QIRDI:
可以通过命令" AT+QIRD=
OK
三、 设置接收到的数据显示格式。当选择通过串口输出接收到的数据时。可能需要通过以
下命令设置接收数据的显示格式。下面这些命令都可以根据实际需要取舍。 AT+QIHEAD=1 //在接收到的数据之前增加头信息"IPD
AT+QISHOWRA=1 //在接收到的数据头位置增加数据来源的地址和端口号。具
体的格式为：RECV FROM:
OK
AT+QISHOWPT=1 //在接收到的数据之前增加传输层的协议类型，TCP 或者
UDP 。这个应用不是很多
OK 四、 设置透传模式。默认情况下，模块采用非透传方式，下面的2、3、4、5、6几个章节就
是介绍这种方式下的连接建立，数据发送和数据接收的方法。如果希望采用透传方式则需要执行下面的命令。关于透传方式的具体应用请参考章节7。 AT+QIMODE=1 //使用透传方式 OK
AT+QITCFG=3,2,512,1 //这里重点要关注中间两个参数。第二个参数2表示模块在
收到串口输入的数据后（如果全部输入的数据长度小于512个字节）会等待200ms ，然后发送已经输入的全部数据。第三个参数512表示当模块从串口收到的数据长度超过512个字节之后，则立即以512个字节的数据为一组发送数据，直到缓冲区中的数据长度小于512
OK
*******************************************************************************************/
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3. 建立TCP 连接
AT+QIOPEN="TCP","116.226.39.202","7007" //连接一个TCP 服务器。地址是
116.226.39.202:7007
OK //命令的语法格式正确并且当前的状态
可以建立TCP 连接
/****************************************************************************** 其他错误返回的分析及处理： 一、 "ERROR "，这里返回ERROR 可能有两个原因：
1、 命令格式不对，如果所有数据格式都对，需要看看QIMUX 是不是为0（通过命令
"AT+QIMUX?"查询，如果查询结果为1，则需要通过命令AT+QIMUX=0将其重新设为0）。
2、 当前的TCPIP 服务的状态不是IP INITIAL 或IP STATUS 或IP CLOSE （通过命令
AT+QISTAT 查询）。如果当前状态为TCP CONNECTING ，则需要执行AT+QICLOSE 关闭当前失败的TCP 连接。如果是其他状态，则需要执行命令AT+QIDEACT 断开当前失败的GPRS 场景。
二、 "ALREADY CONNECT "，这表明已经存在一个TCP 连接或UDP 连接。如果确认需要建
立新的连接，则需要命令AT+QICLOSE 关闭当前连接。
******************************************************************************/
CONNECT OK //TCP 连接成功
/****************************************************************************** 其他错误返回的分析及处理： 一、 "CONNECT FAIL "，这表明TCP 连接建立失败。正确的处理方法是：首先，执行命令
AT+QISTAT 查询当前的状态，如果当前状态为TCP CONNECTING ，建议通过
AT+QICLOSE 关闭当前失败的连接，这样可以保持GPRS 仍然处于激活状态，不用重启GPRS ，以提高程序运行的速度。如果当前状态不是TCP CONNECTING ，建议执行命令AT+QIDEACT 直接关闭当前的GPRS 场景（因为在这些状态下，通常是因为GPRS 场景激活失败所致），关于命令AT+QIDEACT 的返回处理，可以参考第6章的说明。这条命令理论上最长的等待时间大概在2分半到3分半。客户在实际应用中也可以根据实际情况设置一个小于2分钟的超时时间，超时后的处理方法和收到CONENCT FAIL 之后的处理方法一样。
******************************************************************************/
/*同样，模块也支持UDP 方式，在使用UDP 方式之前，先要建立UDP 连接。方式和建立TCP 连接一样。*/
AT+QIOPEN="UDP","116.226.39.202","7007" //连接一个UDP 服务器。地址是
116.226.39.202:7007
OK
CONNECT OK //UDP 连接成功。实际上UDP 方式并不用
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建立连接，这里其实只是设置了接下来需要发送UDP数据的目标地址和端口
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4. 发送数据
4.1. 不指定长度发送
AT+QISEND //准备发送数据。 > TEST
记住，每次最多可以输入1460个字节的数据。在这种方式下，有几个特殊字符不能发送：0x08 (back space)，模块收到这个字符时，将会删除上一个输入的字符。0x1A (
SEND OK //数据已成功交给TCP 协议层
AT+QISACK //检查数据是否已经发送成功。 +QISACK: 4, 4, 0 //前面两个参数分别是已发送的数据长度和已确认发送成
功的数据长度。最后一个参数是尚未确认发送成功的数据长度，如果这个参数为0，表明所有数据都已发送成功。该命令在UDP 方式下没有实际意义，因为UDP 本身是无连接连接，不能确定数据有没有成功发送，所以在UDP 方式，执行该命令，会发现中间的那个参数一直为0。
OK
/****************************************************************************** 注： 一、 因为底层socket 的发送窗口有7300，因此，不一定要等到所有数据都已经确认（就是命
令AT+QISACK 返回的最后一个参数为0），再发下一包。考虑到一个TCP 的最大长度为1448，建议可以设置一个阀值3000。如果没有确认的数据长度（命令AT+QISACK 返回的最后一个参数）小于3000，就继续使用命令AT+QISEND 发送下一段报文，如果超过3000，则停止发送，然后每隔5秒执行命令AT+QISACK 查询一次，直到返回的最后一个参数小于3000，就继续发送数据。如果查询到一定次数（例如20次，相当于超时100秒）后，返回的最后一个参数一直大于3000，则可以认为TCP 连接出现异常。关闭此次连接，重新建立TCP 连接，继续发送之前一直没有确认的数据和接下来需要发送的数据。 二、 假如想通过非透传的方式发送十六进制的字符时，尤其是0x08, 0x1A, 0x1B 这三个字符
时，建议使用指定长度的方式发送数据。请看下一节。
******************************************************************************/
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4.2.指定长度发送
AT+QISEND=3//指定待发送数据的长度为3。
>0x080x1A0x1B //依次发送0x08, 0x1A, 0x1B这几个特殊字符。实际输入时，
一定要直接输入0x08, 0x1A, 0x1B这几个具体数据，而不是
像例子中的样子输入“0x080x1A0x1B”的字符串，例子中是
为了看的清楚一点
SEND OK
AT+QISACK
+QISACK: 17, 17, 0
OK
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5. 接收数据
5.1. 数据直接输出到串口
默认情况下，模块接收到TCP 数据都是直接通过串口输出，不带任何头和尾。为了将TCP 数据与AT 命令返回或URC 区分开来，建议增加头信息，至于怎么增加头信息，请参考第1章节。接收到的数据到底以什么样的格式显示，最好在TCP 连接建立之前就设置好。下面是一个接收到的数据的示例。
RECV FROM:116.228.146.250:7070
116.228.146.250:7070的数据。如果在初始化时没有执行命令AT+QISHOWRA=1，则不会有这一行提示
IPD36TCP:1234567890abcdefghijklmnopqrstuvwxyz //接收到长度为36的TCP 数据。具体的数
据是冒号之后的36个字符。如果在初始化时没有执行命令AT+QIHEAD=1，则不会有头部：" IPD36TCP:"。如果在初始化时没有执行命令AT+QISHOWPT=1，则不会有头部的"TCP"
注：在这种数据接收方式下，因为数据是以收到就立即通过串口输出。这有时难免会出现接收到的数据插入AT 命令中间。在目前的设计中，做了一些超时处理，以避免接收到的数据打断一个完整的AT 数据（比如说，直接将AT 分开）。但是还是不能避免将命令和该命令的返回隔开。
5.2. 通过命令提取接收到的数据
在这种方式下，模块接收到TCP 数据或UDP 数据，不是立即通过串口输出数据，而是输出一个URC 通知客户，客户可以随后通过命令提取接收到的TCP 数据。默认情况下，是不支持这种数据接收方式的。需要在建立TCP 连接之前执行命令AT+QINDI=1使能这种方式。下面是在这种情况下，模块收到远端数据时的一个示例。
/*假设模块收到远端发过来的TCP 数据"1234567890abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"*/ +QIRDI:0,1,0 //模块收到数据，接收的报文的连接是基于Context 0的，并且是
客户端方式。
/*此时，可以通过下面的命令提取数据*/ AT+QIRD=0,1,0,1024 //从模块的socket 缓冲区中提取数据。最大提取的长度为1024。
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如果缓冲区中的数据不足1024，则提取所有存于缓冲区中的数据+QIRD:116.228.146.250:7070,TCP,36
1234567890abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
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6. TCP 连接维持和侦测
因为大部分模块连接到Internet 上都是通过GPRS 网关中转的，GPRS 网关在这里的作用相当于我们通常局域网里的路由器。每次，模块试图与Internet 上的某个服务器建立连接的时候，首先需要GPRS 网关分配一个端口给我们的模块。通过这个端口，我们的模块和Internet 建立联系。这样，就引入了一个问题，GPRS 网关的端口资源是有限的，因此，它对GPRS 网内的终端使用这些端口就有了一些限制，以达到端口资源的合理分配。它会释放长时间没有数据交互的端口资源，以供其他连接使用。这样，模块和Internet 上的服务器之间的连接就被不知不觉的给掐断了。
关于多长时间没有数据交互，就会释放资源，目前来说，没有一个明确的值。我们在上海的测试情况是只要不超过10分钟，基本就可以保持端口资源不会被释放。
为了避免TCP 连接经常不知不觉地被GPRS 网关断开的问题，建议每隔一定时间就向服务器发送一个短数据包。通过这个方法，可以维持TCP 连接和侦测TCP 连接的状态。
例如：按照目前我们测试得到的结果，将心跳包的发送的时间间隔定为10分钟。
AT+QISACK //检查之前数据发送的情况
+QISACK: 1448, 1448, 0 //假设之前已经发送1448个字节的数据，并且
都已经发送到服务器
OK
AT+QISEND //发送普通数据 > 1234567890abcdefghijklmnopqrstuvwxyz<0x1A> //发送数据，<0x1A>表明请求发送已输入
的数据
SEND OK //数据已成功交给TCP 协议层
/****************************************************************************** 假设在这之后很长一段时间都不用发送数据了，则需要利用心跳包数据维持连接。在发送心跳包维持连接之前，可以先通过当前这个报文是否能够发送成功来确定TCP 连接是否正常。比如说，过了两分钟（每5秒查询一次，查询24次。），仍然不能确定这个报文发送成功，可以认为目前的TCP 连接出现异常，然后执行命令AT+QICLOSE 关闭当前TCP 连接，然后再执行命令AT+QIOPEN 重新建立TCP 连接。连接成功后，再重发上面未发送成功的报文。 ******************************************************************************/ AT+QISACK //检查数据发送的情况。 +QISACK: 1484,1448,36 //之前已经发送的数据总长度为1484，但是已
经确认发送成功的数据长度只有1448，刚刚发送的36个字节还不确认是否发送成功。等待5
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秒再次查询
OK
....... //等待5秒钟 AT+QISACK //检查数据发送的情况 +QISACK: 1484,1484,0 //所有已发送的1484个数据都已经确认发送
成功。说明到目前为止，TCP 连接是正常的
OK
…… //等待8分钟。一直没有数据发送，也没有收
到数据
AT+QISEND //发送心跳数据。
> Heart01<0x1A> //发送心跳数据Heart 01。这个心跳数据可以再
简单一点，当然，也需要根据实际情况定义心跳数据格式，以避免服务器误解
SEND OK
……. //等待5秒，然后看看心跳数据是否发送成功
AT+QISACK //检查数据发送的情况 +QISACK: 1491,1491,0 //心跳数据已经成功发送到服务器，说明当前
TCP 连接正常。如果此时返回的结果是心跳数据还没有确认发送成功（也就是最后一个参数不为0），则等待5秒后再次查询，如此反复，直到确认心跳数据发送成功或者查询次数超过24次。如果查询次数超过24次（也就是超时2分钟），则可以认为当前TCP 连接出现异常。可以考虑关闭当前TCP 连接，重新建立TCP 连接
OK
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7. 关闭TCP 连接
AT+QICLOSE //所有数据都已发送完成后，关闭当前的TCP 连接 CLOSE OK
AT+QIDEACT //如果此后很长一段时间（比如说一个小时以上）都不会使用这个
GPRS 场景，则建议使用AT+QIDEACT 命令关闭GPRS 场景。这条命令在正常情况下响应时间大约为2-5秒。但是在网络很差或其他异常情况下，最长会有2分半的超时。建议在这里根据实际应用做一个1分钟或者更短的超时限制，如果超过这个时间仍然没有DEACT OK 返回，则可以考虑直接使用EMERG OFF 和POWER KEY 重启模块
DEACT OK
注：在每条命令相应的返回（或者ERROR ）收到之后，再继续执行下一条命令。
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8. 透传连接
如果在初始化时执行了命令AT+QIMODE=1，则模块在建立TCP/UDP 连接之后会进入数据模式。在数据模式下，所有从串口输入的数据都会被认为是发送远端的数据，而所有从串口输出的数据都是从远端接收到的数据，除了"CLOSED "，"+PDP DEACT "等特殊文本。下面是一个TCP 透传的示例。
8.1. 示例
AT+QIOPEN="TCP","116.226.39.202","7007"
//连接一个TCP 服务器。地址是
116.226.39.202:7007
OK //命令的语法格式正确并且当前的状态可以
建立TCP 连接。这里的错误返回可以参考第2章节的介绍。
CONNECT //TCP 连接成功，并且串口已进入数据模式。
这里的错误返回可以参考第2章节的介绍。
…….. //可以发送数据了，比如说，这里我们输入了
"1234567890abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"，这时输入的数据，是不会通过串口回显的。由于这段数据的长度小于512（见第1章的设置），模块会等待200ms （见第1章的设置），然后才将这段数据包发送出去。
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567890 //这一段是从服务器接收到的数据。
……. //输入"+++"序列退出数据模式。
OK //"+++"序列的返回，说明已经成功回退到命
令模式。接下来如果想关闭TCP 连接，可以参考第6章节的示例了。
8.2. 异常处理
在数据模式下如果收到"CLOSED "和"+PDP DEACT "字段时，则说明TCP 连接可能断开或出
现异常了，但是这个也有可能是远端发送过来的TCP 数据。此时，建议首先通过输入"+++"序列确认当前是否仍在数据模式下。如果输入"+++"后，返回OK ，则说明刚刚成功从数据模式退回到命令模式，这也就说明此前收到的"CLOSED "或"+PDP DEACT "字段是正常的TCP 数据；否则，如果数据"+++"后，只有"+++"的回显（回显打开时），没有OK 返回，则说明
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此前已经在命令模式下了，这也就是说此前收到的"CLOSED"或"+PDP DEACT"字段的意思是TCP连接断开或GPRS场景断开了，这时需要按照下面的步骤重新建立TCP连接。（当然，如果可以确定远端服务器发送的数据中不会包含"CLOSED"和"+PDP DEACT"字段时，则可以直接重新建立TCP连接，而不需要使用"+++"序列进行判断。）
AT+QIDEACT //关闭当前的GPRS场景。这条命令在正常情
况下响应时间大约为2-5秒。但是在网络很差
或其他异常情况下，最长会有2分半的超时。
建议在这里根据实际应用做一个1分钟或者更
短的超时限制，如果超过这个时间仍然没有
DEACT OK返回，则可以考虑直接使用
EMERG OFF和POWER KEY重启模块DEACT OK
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电话: +86 21 5108 2965
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