Arduino Uno搭配SIM900、GPS向000webhost传数据AT+CIPSEND报错

问题描述 #

• 硬件方案：采用Arduino Uno作为主控，搭配SIM900 GSM模块、GPS模块实现GPS定位数据上传至000webhost服务器
• 运行状态：GSM模块初始化流程无报错，GPS模块可正常获取经纬度信息
• 故障现象：执行服务器数据发送操作时AT+CIPSEND指令返回错误，数据无法成功上传

原故障代码 #

void setup()
{
  Serial.begin(9600);   
  SIM900.begin(9600);  
  delay(100);
  Serial.println("Initializing...");
  delay(1000);
  SIM900.println("AT");
  updateSerial();
  SIM900.println("AT+CPIN?");
  updateSerial();
  SIM900.println("AT+CREG?");
  updateSerial();
  SIM900.println("AT+COPS?");
  updateSerial();
  SIM900.println("AT+CGATT?");
  updateSerial();
  SIM900.println("AT+CIPSHUT");
  updateSerial();
  SIM900.println("AT+CIPMUX=0");
  updateSerial();
  SIM900.println("AT+CGATT?");
  updateSerial();
  SIM900.println("AT+CSTT=\"airtelgprs.com\"");
  updateSerial();
  SIM900.println("AT+CIICR");
  delay(2000);
  updateSerial();
  SIM900.println("AT+CIFSR");
  updateSerial();
  SIM900.println("AT+CIPSPRT=0");
  delay(3000);
  updateSerial();
  SIM900.println("AT+CIPSTART=\"TCP\",\"xxxxx.000webhostapp.com\",\"80\"");
  delay(3000);
  updateSerial();
  Serial.begin(9600);
 gpsSerial.begin(9600);
}

void updateSerial()
{
  delay(500);
  while (Serial.available()) 
  {
    SIM900.write(Serial.read());
  } 
  while(SIM900.available()) 
  {
    Serial.write(SIM900.read());
  }
}
 
void loop()
{
    while(1)
  {
   while (gpsSerial.available() > 0)
    { gps.encode(gpsSerial.read()); }
      if (gps.location.isUpdated())
      {
       latitude=gps.location.lat();
       longitude=gps.location.lng();
       break;
      }
 }
   Serial.println("LATITUDE=" + String(latitude,6));
   Serial.println("LONGITUDE=" + String(longitude,6));
   delay(1000);
  SIM900.println("AT+CIPSEND");
  delay(10000);
  updateSerial();
  String str="GET /coba.php?latitude=" + String(latitude) + "&longitude=" +String(longitude);
  Serial.println(str);
  SIM900.println(str);
  updateSerial();
  SIM900.println(" HTTP/1.1\r\n");
  delay(4000);
  updateSerial();
  SIM900.println("Host: xxxx.000webhostapp.com");
  updateSerial();
  SIM900.println((char)26);
  delay(5000);
  SIM900.println();
  updateSerial();
  SIM900.println("AT+CIPSHUT");
  delay(100);
} 

故障原因 #

1. TCP连接状态无校验
   代码发送AT+CIPSTART后仅固定延时3秒就进入发送流程，未判断模块是否返回CONNECT OK确认连接建立。如果出现域名解析失败、GPRS网络附着失败、TCP握手失败的情况，连接根本没建立，此时发送AT+CIPSEND必然返回错误。另外代码中硬编码的APN为airtelgprs.com，如果使用的不是Airtel运营商的SIM卡，APN配置错误会直接导致无法联网。
2. AT指令时序逻辑错误
   发送AT+CIPSEND后未等待模块返回>发送提示符，直接延时10秒就开始发数据；且将HTTP请求拆分为多段发送，中间穿插串口转发和不必要的延时，SIM900进入透传模式后会将所有收到的内容作为数据发送，中途插入的逻辑会直接打乱发送流程。
3. HTTP请求格式不合法
   代码将GET请求路径和HTTP版本拆分为两次发送，中间多了不必要的换行，且请求末尾缺少HTTP协议规定的空行，000webhost服务器无法识别这种畸形请求，会直接断开连接。
4. 基础代码逻辑问题
   setup()末尾重复调用Serial.begin(9600)，可能打乱串口缓冲区状态；未补全gps、gpsSerial的对象定义；每次发送完数据直接执行AT+CIPSHUT关闭连接，下一次loop循环没有重新建立TCP连接的逻辑，第二次运行必然发送失败。
5. 服务端限制问题
   000webhost免费版默认拦截请求头不全、无合法User-Agent的请求，且目前多数节点默认强制HTTPS跳转，80端口的HTTP请求会被直接拦截，而SIM900本身不支持SSL/TLS，无法直接连接443端口的HTTPS服务。

修复方案 #

• 所有AT指令发送后必须等待返回结果，校验成功后再执行下一步，不要靠固定延时凑时序：
  • 发送AT+CIPSTART后必须等待返回CONNECT OK再执行后续操作，如果返回错误则重新走GPRS附着、TCP连接流程
  • 发送AT+CIPSEND后必须等待模块返回>提示符，再一次性发送所有请求数据，最后发送(char)26作为发送结束符
• 替换APN为当前所用SIM卡对应的接入点，不要硬抄其他运营商的配置
• 提前拼接完整的合法HTTP请求，不要拆分发送，参考格式：

String httpReq = "GET /coba.php?latitude=" + String(latitude,6) + "&longitude=" + String(longitude,6) + " HTTP/1.1\r\n";
httpReq += "Host: xxxx.000webhostapp.com\r\n";
httpReq += "User-Agent: SIM900-GPS/1.0\r\n";
httpReq += "Connection: close\r\n\r\n";

• 删除setup()中重复的Serial.begin(9600)代码，提前定义GPS相关对象和软串口引脚
• 登录000webhost后台关闭站点的强制HTTPS跳转，确保80端口可正常访问HTTP服务；如果无法关闭，更换支持SSL功能的GSM模块（如SIM800C SSL版本）

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nana