您是否想在屋内听到距离您数公里远发生的事情，或者只需一个电话即可启动花园中的自动喷水系统；那么SIM800L GSM/GPRS模块可以作为您开始使用物联网的坚实起点！

SIM800L GSM/GPRS模块是一款微型GSM调制解调器，可集成到众多物联网项目中。您可以使用此模块完成普通手机可以完成的几乎任何事情，比如收发短信、接打电话、通过GPRS、TCP/IP等方式连接到互联网！最重要的是，该模块支持四频GSM/GPRS 网络，这意味着它几乎可以在世界的任何地方工作。

SIM800L GSM/GPRS模块硬件概述

该模块的主要组件是来自SimCom公司的GSM蜂窝芯片SIM800L。该芯片的工作电压为3.4V至 4.4V，这使其可以直接使用锂聚合物电池供电。在没有大量空间的项目中，该模块是一个不错的选择。

所有SIM800L GSM芯片的必要数据引脚都引出到一个0.1英寸间距的插头。这里包括通过UART与微控制器通信所需的引脚。该模块支持从1200bps到115200bps的波特率，并且具有自动波特率检测功能。

该模块需要外部天线连接到网络。该模块通常带有螺旋天线，并直接焊接到PCB上的NET引脚。该模块还带有一个U.FL连接器，可以将天线从电路板引出。

在模块的背面有一个SIM卡插槽，任何已激活的2G Micro SIM卡都可以正常工作。在SIM卡座的表面通常刻有SIM卡插入的正确方向。

该模块的尺寸仅为1平方英寸，但在其小巧的外形中包含了惊人的功能。下面列出了其中一些功能：

●    支持四频：GSM850、EGSM900、DCS1800 和 PCS1900

●    使用任意2G SIM卡连接到任何全球GSM网络

●    使用外部8Ω扬声器和驻极体麦克风拨打和接听语音电话

●    发送和接收短信

●    发送和接收GPRS数据（TCP/IP、HTTP等）

●    扫描和接收FM调频广播

●    发射功率：

     ●    GSM850 4 级 (2W)

     ●    DCS1800 1 级 (1W)

●    基于串口的AT指令集

●    用于蜂窝天线的 u.FL 连接器

●    支持Micro SIM卡

LED状态指示灯

在SIM800L模块的右上方​​有一个LED灯，用于指示蜂窝网络的状态。它会以不同的频率闪烁以指示它所处的状态：

每1秒闪烁一次：该模块正在运行，但尚未连接到蜂窝网络。

每2秒闪烁一次：请求的GPRS数据连接处于活动状态。

每3秒闪烁一次：该模块已与蜂窝网络建立联系，可以发送/接收语音电话和短信。

天线选择

该模块需要天线才能用于任何类型的语音或数据通信以及一些SIM命令。因此，选择天线可能是至关重要的事情。有两种方法可以将天线添加到SIM800L模块。

第一个是选择螺旋GSM天线，通常与模块一起提供并直接焊接到PCB上的NET引脚。该天线对于需要节省空间但难以获得连接的项目非常有用，尤其是在您的项目在室内时。

第二种是任何3dB的GSM天线以及U.FL转SMA适配器。您可以将此天线卡扣到位于模块左上角的小型U.FL连接器上。这种类型的天线具有更好的性能，并且可以将您的模块放在金属外壳内——只要天线在外面。

SIM800L模块供电

让SIM800L模块工作的最重要部分之一是为其提供足够的电流。

根据SIM800L所处的状态，它可能是一个相对耗电的设备。在传输突发期间，模块消耗的最大电流约为2A。它通常不会拉那么多，但在通话期间可能需要大约 216 毫安，在网络传输期间可能需要80毫安。数据表中的这张图表总结了功耗值：

模式	频率	电流功耗
掉电模式		60 uA
睡眠模式		1 mA
待机模式		18 mA
通话	GSM850	199 mA
	EGSM900	216 mA
	DCS1800	146 mA
	PCS1900	131 mA
GPRS		453 mA
传输突发		2 A

由于SIM800L模块没有带板载稳压器，因此需要外部电源调节到3.4V至4.4V（理想 4.1V）之间的电压。电源也应该能够提供2A的浪涌电流，否则模块将一直关机。以下是您可以考虑为GSM模块供电的一些选择。

3.7v锂聚合物电池

锂聚合物电池的一个很酷的地方是它们的电压通常在3.7V – 4.2V的范围内，非常适合SIM800L模块。采用1200mAh或更大容量的锂聚合物电池都可以，因为即使在2 A尖峰期间它也能提供正确的电压范围。

DC-DC降压转换器

任何额定电流为2A的DC-DC 降压转换器（如 LM2596）都可以工作。这些比LM317或LM338等线性稳压器效率更高。

警告：您应该非常小心，不要在VCC之前断开GND，并且始终在连VCC之前连接GND。否则模块可以使用低压串行引脚作为接地，并且会立即被破坏。

SIM800L GSM模块引脚

SIM800L模块共有12个引脚用于连接外部组件。引脚排列如下：

●    NET 网络引脚，可以在这里焊接随模块提供的螺旋天​​线。

●    VCC 为模块供电。可以是3.4V到4.4V之间的任何电压。请记住将其连接到5V引脚可能会损坏您的模块！它甚至不能在 3.3 V 上运行！外部电源（如锂聚合物电池或额定3.7V 2A的DC-DC降压转换器）可以工作。

●    RST（复位）是一个硬复位引脚。如果您将模块置于不良空间，请将此引脚拉低100毫秒以执行硬复位。

●    RxD（接收器）引脚用于串行通信。

●    TxD（发送器）引脚用于串行通信。

●    GND 是接地引脚，需要连接到Arduino上的GND引脚。

●    RING 引脚用作振铃指示器。它基本上是模块的“中断”输出引脚。它默认为高电平，并在收到电话时脉冲低电平 120 毫秒。它还可以配置为在收到短信时发出脉冲。

●    DTR 引脚激活/停用睡眠模式。将其拉高将使模块进入睡眠模式，禁用串行通信。将其拉低将唤醒模块。

●    MIC± 是差分麦克风输入。两个麦克风引脚可以直接连接到这些引脚。

●    SPK± 是一个差分扬声器接口。扬声器的两个引脚可以直接绑在这两个引脚上。

硬件链接 - SIM800L GSM模块连接到 Arduino UNO开发板

现在我们了解了有关该模块的所有信息，我们可以开始将它连接到Arduino开发板！

首先焊接/连接天线，将激活的Micro SIM卡插入插槽。现在，将模块上的Tx引脚连接到Arduino上的数字引脚#3，因为我们将使用软件串口与模块通信。

我们不能直接将模块上的Rx引脚连接到Arduino的数字引脚，因为Arduino Uno使用5V GPIO，而SIM800L模块使用 3.3V 电平逻辑并且不支持 5V。这意味着来自 Arduino Uno 的 Tx 信号必须降压到 3.3V，以免损坏 SIM800L 模块。有几种方法可以做到这一点，但最简单的方法是使用简易电阻分压器。 在SIM800L的Rx和Arduino D2之间连接10K 电阻，然后SIM800L的Rx和GND之间连接20K电阻，这样可以正常工作。

现在我们剩下的是用于为模块供电的引脚。由于您有多种启动模块的选择，我们提供了两个示例示意图。一种使用1200mAh 锂电池，另一种使用 LM2596 DC-DC 降压转换器。

注意事项：如果您使用LM2596降压转换器为模块供电，请记住将电路中的所有接地共用。

一切就绪后，我们就可以编写代码了！

Arduino代码 – 测试AT指令

为了发送AT命令实现与SIM800L模块之间的通信，我们将使用串口监视器。下面的草图代码将使Arduino能够通过串口监视器上与SIM800L模块进行通信。在我们继续详细讲解代码之前，将您的Arduino开发板连接到计算机，编译以下代码并将其上传到 Arduino。

打开串口监视器后，请确保已勾选“Both NL & CR”选项！

1. #include <SoftwareSerial.h>
   
2. 
   
3. //Create software serial object to communicate with SIM800L
   
4. SoftwareSerial mySerial(3, 2); //SIM800L Tx & Rx is connected to Arduino #3 & #2
   
5. 
   
6. void setup()
   
7. {
   
8.   //Begin serial communication with Arduino and Arduino IDE (Serial Monitor)
   
9.   Serial.begin(9600);
   
10.   
    
11.   //Begin serial communication with Arduino and SIM800L
    
12.   mySerial.begin(9600);
    
13. 
    
14.   Serial.println("Initializing...");
    
15.   delay(1000);
    
16. 
    
17.   mySerial.println("AT"); //Once the handshake test is successful, it will back to OK
    
18.   updateSerial();
    
19.   mySerial.println("AT+CSQ"); //Signal quality test, value range is 0-31 , 31 is the best
    
20.   updateSerial();
    
21.   mySerial.println("AT+CCID"); //Read SIM information to confirm whether the SIM is plugged
    
22.   updateSerial();
    
23.   mySerial.println("AT+CREG?"); //Check whether it has registered in the network
    
24.   updateSerial();
    
25. }
    
26. 
    
27. void loop()
    
28. {
    
29.   updateSerial();
    
30. }
    
31. 
    
32. void updateSerial()
    
33. {
    
34.   delay(500);
    
35.   while (Serial.available())
    
36.   {
    
37.     mySerial.write(Serial.read());//Forward what Serial received to Software Serial Port
    
38.   }
    
39.   while(mySerial.available())
    
40.   {
    
41.     Serial.write(mySerial.read());//Forward what Software Serial received to Serial Port
    
42.   }
    
43. }

复制代码

该草图首先包含SoftwareSerial.h库，并初始化SIM800L模块的Tx和Rx连接到的Arduino引脚。

1. #include <SoftwareSerial.h>
   
2. 
   
3. //Create software serial object to communicate with SIM800L
   
4. SoftwareSerial mySerial(3, 2); //SIM800L Tx & Rx is connected to Arduino #3 & #2

复制代码

在setup()函数中：我们以波特率9600初始化Arduino与Arduino IDE以及SIM800L模块之间的串口通信。

1. //Begin serial communication with Arduino and Arduino IDE (Serial Monitor)
   
2.   Serial.begin(9600);
   
3.   
   
4.   //Begin serial communication with Arduino and SIM800L
   
5.   mySerial.begin(9600);

复制代码

现在我们已经建立了基础的连接，然后将尝试通过发送AT命令与SIM800L模块进行通信。

AT - 最基本的AT指令。它还初始化自动波特率。如果它有效，您应该看到AT字符回显然后OK！然后，您可以发送一些命令来查询模块并获取有关它的信息，例如

AT+CSQ - 检查信号强度，第一个#是dB强度，应该高于5左右。越高越好。当然，这取决于您的天线和位置！

AT+CCID – 获取SIM卡的卡号，这测试SIM卡是否正常，您可以验证该号码是否写在卡上。

AT+CREG? - 检查您是否已在网络上注册。第二个# 应该是1或 5。1 表示您已注册到家庭网络，5 表示您在漫游网络。除了这两个数字外，表明您没有注册到任何网络。

1.   mySerial.println("AT"); //Once the handshake test is successful, it will back to OK
   
2.   updateSerial();
   
3.   mySerial.println("AT+CSQ"); //Signal quality test, value range is 0-31 , 31 is the best
   
4.   updateSerial();
   
5.   mySerial.println("AT+CCID"); //Read SIM information to confirm whether the SIM is plugged
   
6.   updateSerial();
   
7.   mySerial.println("AT+CREG?"); //Check whether it has registered in the network
   
8.   updateSerial();

复制代码

在loop()函数中，我们调用了名为 updateSerial() 的自定义函数，它持续等待来自串口监视器的任何输入，并通过D2引脚（模块的Rx）将其发送到SIM800L模块。如果SIM800L模块有任何响应，它还会连续读取D3引脚（模块的 Tx）。

1. void updateSerial()
   
2. {
   
3.   delay(500);
   
4.   while (Serial.available())
   
5.   {
   
6.     mySerial.write(Serial.read());//Forward what Serial received to Software Serial Port
   
7.   }
   
8.   while(mySerial.available())
   
9.   {
   
10.     Serial.write(mySerial.read());//Forward what Software Serial received to Serial Port
    
11.   }
    
12. }

复制代码

您应该在串口监视器上看到以下输出。

现在您可以通过串口监视器发送任何命令，如下所示，提供有关网络连接和电池状态的更多信息：

ATI – 获取模块名称和版本

AT+COPS?  –  检查您是否已连接到网络，在本例中为 BSNL

AT+COPS=? – 返回网络中存在的运营商列表。

AT+CBC – 将返回电池状态。第二个数字是 % 电量（在本例中为 93%），第三个数字是以 mV 为单位的实际电压（在本例中为 3.877 V）

Arduino代码 – 发送短信

让我们继续讨论有趣的事情。我们对Arduino进行编程，实现向您希望的任何电话号码发送短信。在尝试草图之前，您需要输入电话号码。搜索字符串 ZZxxxxxxxxxx 并将 ZZ 替换为国家代码，将 xxxxxxxxxx 替换为 11位电话号码。

1. #include <SoftwareSerial.h>
   
2. 
   
3. //Create software serial object to communicate with SIM800L
   
4. SoftwareSerial mySerial(3, 2); //SIM800L Tx & Rx is connected to Arduino #3 & #2
   
5. 
   
6. void setup()
   
7. {
   
8.   //Begin serial communication with Arduino and Arduino IDE (Serial Monitor)
   
9.   Serial.begin(9600);
   
10.   
    
11.   //Begin serial communication with Arduino and SIM800L
    
12.   mySerial.begin(9600);
    
13. 
    
14.   Serial.println("Initializing...");
    
15.   delay(1000);
    
16. 
    
17.   mySerial.println("AT"); //Once the handshake test is successful, it will back to OK
    
18.   updateSerial();
    
19. 
    
20.   mySerial.println("AT+CMGF=1"); // Configuring TEXT mode
    
21.   updateSerial();
    
22.   mySerial.println("AT+CMGS="+ZZxxxxxxxxxx"");//change ZZ with country code and xxxxxxxxxxx with phone number to sms
    
23.   updateSerial();
    
24.   mySerial.print("Last Minute Engineers | lastminuteengineers.com"); //text content
    
25.   updateSerial();
    
26.   mySerial.write(26);
    
27. }
    
28. 
    
29. void loop()
    
30. {
    
31. }
    
32. 
    
33. void updateSerial()
    
34. {
    
35.   delay(500);
    
36.   while (Serial.available())
    
37.   {
    
38.     mySerial.write(Serial.read());//Forward what Serial received to Software Serial Port
    
39.   }
    
40.   while(mySerial.available())
    
41.   {
    
42.     Serial.write(mySerial.read());//Forward what Software Serial received to Serial Port
    
43.   }
    
44. }

复制代码

除了下面的代码片段外，该草图几乎与之前相同。建立连接后，我们发送以下 AT 命令：

AT+CMGF=1 – 选择 SMS 消息格式为文本。默认格式为协议数据单元 (PDU)

AT+CMGS=+ZZxxxxxxxxxx – 向指定的电话号码发送短信。输入的文本消息后跟“Ctrl+z”字符被视为 SMS。 ‘Ctrl+z’ 实际上是 ASCII 表中描述为 ‘substitute’ 的第 26 个非打印字符。因此，我们需要在发送消息后发送 26 (1A)。

1.   mySerial.println("AT+CMGF=1"); // Configuring TEXT mode
   
2.   updateSerial();
   
3.   mySerial.println("AT+CMGS="+ZZxxxxxxxxxx"");//change ZZ with country code and xxxxxxxxxxx with phone number to sms
   
4.   updateSerial();
   
5.   mySerial.print("Last Minute Engineers | lastminuteengineers.com"); //text content
   
6.   updateSerial();
   
7.   mySerial.write(26);

复制代码

loop函数内部保持为空，因为我们只想发送一次 SMS。如果您想再发送一次短信，只需按下Arduino上的复位键。下面的截图显示了从 SIM800L GSM 模块发送的短信。

Arduino代码 - 读取短信

现在让我们对Arduino进行编程以读取接收的短信消息。当您需要在收到特定 SMS 时触发操作时，此草图非常有用。例如，当Arduino收到一条短信时，您可以指示它打开或关闭继电器。

1. #include <SoftwareSerial.h>
   
2. 
   
3. //Create software serial object to communicate with SIM800L
   
4. SoftwareSerial mySerial(3, 2); //SIM800L Tx & Rx is connected to Arduino #3 & #2
   
5. 
   
6. void setup()
   
7. {
   
8.   //Begin serial communication with Arduino and Arduino IDE (Serial Monitor)
   
9.   Serial.begin(9600);
   
10.   
    
11.   //Begin serial communication with Arduino and SIM800L
    
12.   mySerial.begin(9600);
    
13. 
    
14.   Serial.println("Initializing...");
    
15.   delay(1000);
    
16. 
    
17.   mySerial.println("AT"); //Once the handshake test is successful, it will back to OK
    
18.   updateSerial();
    
19.   
    
20.   mySerial.println("AT+CMGF=1"); // Configuring TEXT mode
    
21.   updateSerial();
    
22.   mySerial.println("AT+CNMI=1,2,0,0,0"); // Decides how newly arrived SMS messages should be handled
    
23.   updateSerial();
    
24. }
    
25. 
    
26. void loop()
    
27. {
    
28.   updateSerial();
    
29. }
    
30. 
    
31. void updateSerial()
    
32. {
    
33.   delay(500);
    
34.   while (Serial.available())
    
35.   {
    
36.     mySerial.write(Serial.read());//Forward what Serial received to Software Serial Port
    
37.   }
    
38.   while(mySerial.available())
    
39.   {
    
40.     Serial.write(mySerial.read());//Forward what Software Serial received to Serial Port
    
41.   }
    
42. }

复制代码

除了下面的代码片段外，该草图与前面的相似。建立连接后，我们发送以下AT命令：

AT+CMGF=1 – 选择 SMS 消息格式为文本。默认格式为协议数据单元 (PDU)

AT+CNMI=1,2,0,0,0 – 指定应如何处理新到达的 SMS 消息。通过这种方式，您可以告诉 SIM800L 模块将新到达的 SMS 消息直接转发到计算机，或者将它们保存在消息存储中，然后通知计算机它们在消息存储中的位置。

响应以 +CMT 开头：响应中的所有字段都以逗号分隔，第一个字段是电话号码。第二个字段是发送短信的人的姓名。第三个字段是时间戳，而第四个字段是实际消息。

1.   mySerial.println("AT+CMGF=1"); // Configuring TEXT mode
   
2.   updateSerial();
   
3.   mySerial.println("AT+CNMI=1,2,0,0,0"); // Decides how newly arrived SMS messages should be handled
   
4.   updateSerial();

复制代码

请注意，这次我们没有将循环函数保持为空，因为我们需要轮询新到达的短信。将短信发送到SIM800L模块后，您将在串口监视器上看到以下输出。

扩展 Arduino 软件串口缓冲区大小

如果您的短信内容比较长，那么您可能会收到一些缺少字符的短信。这不是因为代码错误。SoftwareSerial接收缓冲区被填满并丢弃字符。您从缓冲区读取的速度不够快。

最简单的解决方案是将SoftwareSerial缓冲区的大小从其默认6 字节增加到256 字节。

在计算机上，转到 C:\Program Files (x86) -> Arduino -> hardware -> Arduino -> avr -> libraries -> SoftwareSerial ，打开 SoftwareSerial.h 并更改该代码：

1. // RX buffer size
   
2. #define _SS_MAX_RX_BUFF 64

复制代码

修改代码为：

1. // RX buffer size
   
2. #define _SS_MAX_RX_BUFF 256

复制代码

保存文件并再次测试您的草图。

Arduino代码 – 拨打电话

现在让我们对Arduino进行编程实现拨打电话。当您希望您的Arduino在温度过高或有人闯入您家的紧急情况下拨打求救电话时，此草图代码非常有用。

在尝试草图之前，您需要输入电话号码。搜索字符串 ZZxxxxxxxxxx 并将ZZ替换为国家代码，将 xxxxxxxxxx 替换为11位电话号码。

1. #include <SoftwareSerial.h>
   
2. 
   
3. //Create software serial object to communicate with SIM800L
   
4. SoftwareSerial mySerial(3, 2); //SIM800L Tx & Rx is connected to Arduino #3 & #2
   
5. 
   
6. void setup()
   
7. {
   
8.   //Begin serial communication with Arduino and Arduino IDE (Serial Monitor)
   
9.   Serial.begin(9600);
   
10.   
    
11.   //Begin serial communication with Arduino and SIM800L
    
12.   mySerial.begin(9600);
    
13. 
    
14.   Serial.println("Initializing...");
    
15.   delay(1000);
    
16. 
    
17.   mySerial.println("AT"); //Once the handshake test is successful, i t will back to OK
    
18.   updateSerial();
    
19.   
    
20.   mySerial.println("ATD+ +ZZxxxxxxxxxx;"); //  change ZZ with country code and xxxxxxxxxxx with phone number to dial
    
21.   updateSerial();
    
22.   delay(20000); // wait for 20 seconds...
    
23.   mySerial.println("ATH"); //hang up
    
24.   updateSerial();
    
25. }
    
26. 
    
27. void loop()
    
28. {
    
29. }
    
30. 
    
31. void updateSerial()
    
32. {
    
33.   delay(500);
    
34.   while (Serial.available())
    
35.   {
    
36.     mySerial.write(Serial.read());//Forward what Serial received to Software Serial Port
    
37.   }
    
38.   while(mySerial.available())
    
39.   {
    
40.     Serial.write(mySerial.read());//Forward what Software Serial received to Serial Port
    
41.   }
    
42. }

复制代码

要拨打电话，请使用以下 AT 命令：

ATD+ +ZZxxxxxxxxxx; – 拨打指定号码。末尾的分号 (;) 修饰符将拨号字符串分隔为多个拨号命令。除了最后一个命令之外的所有命令都必须以分号 (;) 修饰符结尾。

ATH - 挂断电话

1.   mySerial.println("ATD+ +ZZxxxxxxxxxx;"); //  change ZZ with country code and xxxxxxxxxxx with phone number to dial
   
2.   updateSerial();
   
3.   delay(20000); // wait for 20 seconds...
   
4.   mySerial.println("ATH"); //hang up
   
5.   updateSerial();

复制代码

下面的屏幕截图显示了从SIM800L模块进行的呼叫电话。

Arduino代码 – 接听电话

接听电话不需要任何特殊代码；你只需要持续监听SIM800L模块。但是，当您需要在收到来自特定电话号码的呼叫时触发操作时，您可能会发现此草图非常有用。

1. #include <SoftwareSerial.h>
   
2. 
   
3. //Create software serial object to communicate with SIM800L
   
4. SoftwareSerial mySerial(3, 2); //SIM800L Tx & Rx is connected to Arduino #3 & #2
   
5. 
   
6. void setup()
   
7. {
   
8.   //Begin serial communication with Arduino and Arduino IDE (Serial Monitor)
   
9.   Serial.begin(9600);
   
10.   
    
11.   //Begin serial communication with Arduino and SIM800L
    
12.   mySerial.begin(9600);
    
13. 
    
14.   Serial.println("Initializing...");
    
15. }
    
16. 
    
17. void loop()
    
18. {
    
19.   updateSerial();
    
20. }
    
21. 
    
22. void updateSerial()
    
23. {
    
24.   delay(500);
    
25.   while (Serial.available())
    
26.   {
    
27.     mySerial.write(Serial.read());//Forward what Serial received to Software Serial Port
    
28.   }
    
29.   while(mySerial.available())
    
30.   {
    
31.     Serial.write(mySerial.read());//Forward what Software Serial received to Serial Port
    
32.   }
    
33. }

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来电通常由串口监视器上的“RING”指示，后跟电话号码和来电显示。要接听/挂断电话，请使用 AT 命令：

ATA - 接听来电。

ATH - 挂断电话。挂断电话时，它会在串口监视器上发送 NO CARRIER 指示呼叫无法连接。

下面串口监视器上的输出显示SIM800L模块收到的呼叫。