家庭智能緊急呼救系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目： 家庭智能緊急呼救系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 信息與通信學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 題目類型：題目類型： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開(kāi)發(fā) 2013 年 6 月 5 日 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 0 頁(yè) 共 2 頁(yè) 摘 要 本設(shè)計(jì)介紹了家庭智能緊急呼救系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及工作原理。隨著信息技術(shù)的飛速 發(fā)展和人民生活水平大幅提高，人們對(duì)家居安全的重視程度不斷提高。如今很多老人 或兒童尤其是殘疾人或有突發(fā)性疾病的患者等，在遇到突發(fā)事件時(shí)，如盜賊入室、火 災(zāi)、燃?xì)庑孤丁⒓膊∏笾扔捎谧陨硇袆?dòng)不方便或者過(guò)度驚慌沒(méi)能發(fā)出報(bào)警的信息。 最基本的電話求助已不能保證他們的居家安全，必須建立一個(gè)穩(wěn)定、可靠、易操作的 急救報(bào)警系統(tǒng)。 為了解決以上問(wèn)題，本畢業(yè)設(shè)計(jì)通過(guò) GSM 模塊、煤氣檢測(cè)傳感器、煙霧傳感器、 紅外傳感器與單片機(jī)的聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭的安全進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)生異常現(xiàn)象時(shí)發(fā) 出報(bào)警的聲音，通過(guò) GSM 模塊發(fā)出求救信息；同時(shí)設(shè)計(jì)無(wú)線求救模塊，當(dāng)有緊急情況 時(shí)，可以通過(guò)無(wú)線求救模塊發(fā)出求救信息。本設(shè)計(jì)也可以通過(guò)手機(jī)發(fā)送信息對(duì)系統(tǒng)進(jìn) 行復(fù)位以及獲取當(dāng)前每個(gè)傳感器的實(shí)時(shí)信息如溫度、氣體濃度、紅外傳感器的狀態(tài)， 從而實(shí)現(xiàn)防火、防燃?xì)庑孤?、防盜的作用。 在這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，GSM 模塊與單片機(jī)之間的通信進(jìn)行信息的雙向傳輸是最關(guān)鍵的， 因?yàn)槿绻荒艽_保它們之間的正常通信，就算是檢測(cè)到了突發(fā)事件的發(fā)生，不能把求 救信息發(fā)送出去，那么設(shè)計(jì)就失去了意義。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；GSM；手機(jī)；傳感器；無(wú)線模塊 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 1 頁(yè) 共 2 頁(yè) ABSTRACT This design introduces a family of Intelligent emergency call system design and working principle. With the rapid development of information technology and a substantial increase in peoples living standards, people are attaching increasing importance of home safety. Today, many elderly people or children, especially disabled or sudden illness of patients, when faced with an emergency, such as thieves burglary, fire, gas leaks, disease help. Inconvenient due to their own actions or excessive panic did not alarm information can be issued, the most basic telephone help can not guarantee the security of their home, you must create a stable, reliable, easy to operate the emergency alarm system. In order to solve the above problems, the graduation project by GSM module, gas detection sensors, smoke sensors, infrared sensor and microcontroller connection to achieve real-time monitoring of the safety of the family, issued the alarm sound when an abnormal phenomenon, through the GSM module send out a distressinformation; designed wireless distress module, when there is an emergency situation, by wireless distress module sent out distress. The design can also send a message through the mobile phone to reset the system and access to real-time information for each sensor such as temperature, gas concentration, infrared sensor status, in order to achieve fire prevention, gas leakage, the role of security. In this system, two-way transmission of information communication between the GSM module and the monolithic integrated circuit is the key, because if you cant ensure the normal communication between them, even if it is to detect the occurrence of unexpected events, cant help information is sent out, then the design will lose its significance. KEY WORDS: MCU; GSM; mobile phones; sensor; wireless modul 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 0 頁(yè) 共 1 頁(yè) 目 錄 引言.1 第 1 章 系統(tǒng)原理及方案論證.1 1.1 方案設(shè)計(jì)以及原理框圖.1 1.2 方案論證.2 第 2 章 單片機(jī).3 2.1 STC12C5A60S2 單片機(jī)介紹.3 第 3 章 GSM 模塊.5 3.1 GTM900C 介紹.6 3.2 GTM900C 的主要特性.6 3.3 GTM900C 的硬件接口.7 3.3.1 GTM900C 的接口特性及技術(shù)特點(diǎn).7 3.3.2 GTM900C 管腳分配.8 3.4 GTM900C 與 MCU 之間短信的發(fā)送和接收.9 3.4.1 短信的發(fā)送.9 3.4.2 短信的接收.15 3.4.3 MCU 與 GSM 之間短息接收并返回相關(guān)信息.16 第 4 章 315M 無(wú)線模塊.22 4.1 315M 無(wú)線模塊的介紹.22 4.2 315M 無(wú)線模塊對(duì) MCU 的控制思路.24 第 5 章 傳感器模塊.25 5.1 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20.25 5.2 煙霧氣體傳感器.30 5.3 紅外傳感器.31 第 6 章 顯示模塊.33 6.1 NOKIA5110 顯示器介紹.33 6.1 NOKIA5110 顯示器的使用.34 第 7 章 鍵盤模塊.38 7.1 44 鍵盤的設(shè)計(jì).38 第 8 章 硬件和軟件的調(diào)試.41 8.1 硬件的調(diào)試.41 8.2 軟件的調(diào)試.42 第 9 章 結(jié)論.42 謝 辭.43 參考文獻(xiàn).44 附 錄.46 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 0 頁(yè) 共 46 頁(yè) 引言 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，安全人類社會(huì)穩(wěn)定飛速發(fā)展的基礎(chǔ)保障。一個(gè)社會(huì)的人身 安全，以及信息安全得不到保障就沒(méi)有科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展。本設(shè)計(jì)主要圍繞人身安 全而設(shè)計(jì)的一款智能家庭緊急呼救系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)手機(jī)和 GSM 以及單片機(jī)系統(tǒng)組成的 外圍檢測(cè)電路組成，GSM 和手機(jī)之間的通信是無(wú)線傳輸，不像和固定電話通信那樣需要 電話線。固定電話撥號(hào)容易被盜賊在入室搶劫前切斷電話線或惡意占線，從而使其失 去通信的能力。另一方面就是固定電話不方便攜帶。而手機(jī)現(xiàn)在非常普及，又方便攜 帶，手機(jī)與 GSM 之間是無(wú)線的信息傳輸，不存在電話線的連接，所以十分安全。還可 以通過(guò)手機(jī)在何時(shí)何地只要有信號(hào)的情況下都可以通過(guò)手機(jī)獲取當(dāng)前系統(tǒng)的相關(guān)信息， 十分的方便。而以以太網(wǎng)組成的系統(tǒng)雖然控制也很方便，但是目前來(lái)說(shuō)同樣面臨著線 路被切斷的隱患，因?yàn)楝F(xiàn)在以太網(wǎng)還是要網(wǎng)線相連接的，而無(wú)線網(wǎng)的范圍小且不易普 及。集群系統(tǒng)功耗很大，網(wǎng)絡(luò)架設(shè)和維護(hù)費(fèi)用很高，而且需要 購(gòu)買固定的頻點(diǎn)，很不 適用。所以本設(shè)計(jì)通過(guò)手機(jī)和 GSM 之間的通信有著它的優(yōu)勢(shì)，它不存在電話線以及地 點(diǎn)的控制的限制。它不依賴有線電話進(jìn)行報(bào)警，而是借助可靠、成熟的 GSM 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)， 以最直觀的短信或者電話形式把系統(tǒng)檢測(cè)到的信息情況反饋到你手機(jī)上，方便你做出 選擇，從而使安全得到保障。 第 1 章 系統(tǒng)原理及方案論證 一個(gè)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)有多種的設(shè)計(jì)方法，每種方法都有自身的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)對(duì)于怎樣的 設(shè)計(jì)方案才是最符合的，則要看設(shè)計(jì)的成本以及應(yīng)用的工作環(huán)境還有其它的特殊要求 等。 1.1 方案設(shè)計(jì)以及原理框圖 本文介紹了基于 GSM 短信模塊的家庭智能緊急呼救系統(tǒng)工作原理，系統(tǒng)主要由 GSM 模塊、煤氣檢測(cè)傳感器模塊、溫度傳感器模塊、紅外傳感器模塊以及 315M 無(wú)線模塊組 成。如下圖把它們的各個(gè)分立部分實(shí)現(xiàn)的功能組合起來(lái)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)危情的檢測(cè)。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 1 頁(yè) 共 46 頁(yè) 圖 1-1 家庭智能緊急呼救系統(tǒng)原理框圖 主控制系統(tǒng)流程圖如下： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 2 頁(yè) 共 46 頁(yè) 開(kāi)始 系統(tǒng)初始化 GSM 初始化成 功？ 是 否 溫度高發(fā)短信提示溫度過(guò) 高 氣體濃 度高 發(fā)短信提示氣體濃 度過(guò)高 有人靠 近 發(fā)短信提示有人靠 近 接收到新消息？ 短信內(nèi)容為 4系統(tǒng)復(fù)位并返回 OK 返回?zé)後岆姽ぷ鳡顟B(tài)短信內(nèi)容為 3 返回當(dāng)前氣體濃度短信內(nèi)容為 2 返回當(dāng)前溫度短信內(nèi)容為 1 否 是 是 否 MCU 檢測(cè)到異 常？ 圖 1-2 主控制流程圖 1.2 方案論證 依據(jù)系統(tǒng)功能原理的分析，本緊急呼救系統(tǒng)主要是通過(guò)一個(gè)微控制器把采集到的 一些信息通過(guò) GSM 模塊反饋出去。則主要的選擇是選擇怎樣的一個(gè)微控制器去控制系 統(tǒng)的運(yùn)行，以下是具體提出的方案。 方案一：采用 51 系列的單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的微控制器。 方案二：采用 PIC 單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的微控制器。 方案三：采用 ARM 系列的單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的微控制器。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 3 頁(yè) 共 46 頁(yè) 上述硬件設(shè)計(jì)方案都是可以的，51 系列的單片機(jī)是接觸最多的比較了解其性能以 及有關(guān)控制指令的編寫，價(jià)格也不貴。PIC 單片機(jī)指令很少，寫控制指令可能相對(duì)困難。 而 ARM 單片機(jī)功能雖然很強(qiáng)大，但是有很多它提供的功能在本設(shè)計(jì)中都用不到，而且 價(jià)格也相對(duì)比較貴。所以在兼顧到性價(jià)比的前提下采用方案一更符合本設(shè)計(jì)。 第 2 章 單片機(jī) 單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力 的中央處理器 CPU 隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM、只讀存儲(chǔ)器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器 /計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D 轉(zhuǎn) 換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制 領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。 由于考慮到本設(shè)計(jì)的程序的大小，還可能用到多個(gè)中斷以及 A/D 轉(zhuǎn)換、程序響應(yīng) 時(shí)間、抗干擾能力等問(wèn)題，普通的 8051 單片機(jī)滿足不了設(shè)計(jì)的需求。所以本設(shè)計(jì)選用 了新一代的單片機(jī) STC12C5A60S2。 2.1 STC12C5A60S2 單片機(jī)介紹 一、的功能特性 STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片 機(jī)， 是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051, 但速度快8-12 倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換 (250K/S，即25萬(wàn)次/秒),針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。 1、增強(qiáng)型 8051 CPU，1T，單時(shí)鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051. 2、工作電壓：STC12C5A60S2 系列工作電壓： 5。5V - 3.5V（5V單片機(jī)）。 3、工作頻率范圍：035MHz，相當(dāng)于普通8051的 0420MHz。 4、用戶應(yīng)用程序空間 8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K 字節(jié)。 5、片上集成1280字節(jié) RAM 。 6、通用I/O口（36/40/44個(gè)），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O 口）。 可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，強(qiáng)推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開(kāi)漏 每個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到20mA，但整個(gè)芯片最大不要超過(guò)120mA 。 7、ISP（在系統(tǒng)可編程）/ IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用編程器，無(wú)需專用仿 真器?？赏ㄟ^(guò)串口（P3.0/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。 8、有EEPROM功能(STC12C5A62S2/AD/PWM無(wú)內(nèi)部EEPROM) 。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 4 頁(yè) 共 46 頁(yè) 9、看門狗。 10、內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（外部晶體12M以下時(shí)，復(fù)位腳可直接1K電阻到 地）。 11、外部掉電檢測(cè)電路: 在P4.6口有一個(gè)低壓門檻比較器5V單片機(jī)為1.33V，誤差 為5%,3.3V 單片機(jī)為1.31V，誤差為3%。 12、時(shí)鐘源：外部高精度晶體/時(shí)鐘，內(nèi)部R/C振蕩器(溫漂為5% 到10% 以內(nèi))。 用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部R/C 振蕩器還是外部晶體/ 時(shí)鐘。常溫下 內(nèi)部R/C振蕩器頻率為：5。0V 單片機(jī)為： 11MHz 17MHz。3.3V 單片機(jī)為： 8MHz 12MHz。精度要求不高時(shí)，可選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘，但因?yàn)橛兄圃煺`差和溫漂，以實(shí) 際測(cè)試為準(zhǔn) 13、共4個(gè)16位定時(shí)器。兩個(gè)與傳統(tǒng)8051兼容的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,16位定時(shí)器T0和 T1，沒(méi)有定時(shí)器2，但有獨(dú)立 波特率發(fā)生器做串行通訊的波特率發(fā)生器,再加上2路PCA 模塊可再實(shí)現(xiàn)2個(gè)16位定時(shí)器。 14、3個(gè)時(shí)鐘輸出口，可由T0的溢出在P3.4/T0輸出時(shí)鐘，可由T1的溢出在P3.5/T1 輸出時(shí)鐘,獨(dú)立波特率發(fā)生器可以在P1.0口輸出時(shí)鐘。 15、外部中斷 I/O 口 7 路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新增支持上升 沿中斷的 PCA 模塊，Power Down 模式可由外部中斷喚醒， INT0/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4, T1/P3.5, RxD/P3.0, CCP0/P1.3(也可通過(guò)寄存器設(shè) 置到 P4.2), CCP1/P1.4(也可通過(guò)寄存器設(shè)置到 P4.3)。 16、PWM(2路）/ PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列,2路）。 - 也可用來(lái)當(dāng)2路D/A使用。 - 也可用來(lái)再實(shí)現(xiàn)2個(gè)定時(shí)器。 - 也可用來(lái)再實(shí)現(xiàn)2個(gè)外部中斷(上升沿中斷/下降沿中斷均可分別或同時(shí)支持)。 17、A/D轉(zhuǎn)換, 10位精度ADC，共8路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá)250K/S(每秒鐘25萬(wàn)次)。 18、通用全雙工異步串行口(UART)，由于STC12系列是高速的8051，可再用定時(shí)器 或PCA軟件 實(shí)現(xiàn)多串口。 19、STC12C5A60S2系列有雙串口，后綴有S2標(biāo)志的才有雙串口，RxD2/P1.2(可通 過(guò)寄存器設(shè) 置到P4.2)，TxD2/P1.3(可通過(guò)寄存器設(shè)置到P4.3)。 20、工作溫度范圍：-40 +85(工業(yè)級(jí)) / 0 75(商業(yè)級(jí))。 21、封裝：LQFP-48, LQFP-44, PDIP-40, PLCC-44, QFN-40 ，I/O口不夠時(shí)，可 用2到3根普通I/O口線外接74HC164/165/595（均可級(jí)聯(lián)）來(lái)擴(kuò)展I/O口, 還可用A/D做 按鍵掃描來(lái)節(jié)省I/O口，或用雙CPU,三線通信，還多了串口。 二、STC12C5A60S2 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) STC12C5A60S2 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。STC12C5A60S2 單片機(jī)中包 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 5 頁(yè) 共 46 頁(yè) 含中央處理器(CPU)、程序存儲(chǔ)器(Flash)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(SRAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、UART 串 口、串口 2、I/O 接口、高速 A/D 轉(zhuǎn)換、SPI 接口、PCA、看門狗及片內(nèi) R/C 振蕩器和外 部晶體振蕩電路等模塊。STC12C5A60S2 系列單片機(jī)幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需 的所有單元模塊，可稱得上一個(gè)片上系統(tǒng)。 圖 2-1 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 三、STC12C5A60S2 單片機(jī)的管腳圖: 圖 2-2 STC12C5A60S2 單片機(jī)的管腳圖 第 3 章 GSM 模塊 GSM 模塊，是將 GSM 射頻芯片、基帶處理芯片、存儲(chǔ)器、功放器件等集成在一塊線 路板上，具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)、GSM 射頻處理、基帶處理并提供標(biāo)準(zhǔn)接口的功能模塊。 因此，GSM 模塊具有發(fā)送 SMS 短信，語(yǔ)音通話，GPRS 數(shù)據(jù)傳輸?shù)然?GSM 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通 信的所有基本功能。簡(jiǎn)單來(lái)講，GSM 模塊加上鍵盤、顯示屏和電池，就是一部手機(jī)。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 6 頁(yè) 共 46 頁(yè) 3.1 GTM900C 介紹 華為 GTM900C 是一款雙頻 900/1800MHZ 高度集成的 GSM/GPRS 模塊，是 GTM900B 的 升級(jí)模塊。內(nèi)嵌 TCP/IP 協(xié)議模塊，使用簡(jiǎn)單，易于集成，它支持標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令及增 強(qiáng) AT 命令，提供豐富的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等功能，是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀鞣N應(yīng)用的理想解 決方案。 。在遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)線公話以及無(wú)線 POS 終端等領(lǐng)域您都能看到 GTM900C 無(wú)線模 塊在發(fā)揮作用，GTM900C 軟件、硬件兼容 GTM900B、TC35i、MC39i，使用 TC35i 或 MC39i 的用戶不用作任何更改就可以使用，以降低產(chǎn)品成本。 3.2 GTM900C 的主要特性 GTM900-C的產(chǎn)品特性如下表所示: 表3-1：產(chǎn)品特性 產(chǎn)品特性 描述 工作頻段 EGSM900/GSM1800雙頻 EGSM900 Class4(2W) 最大發(fā)射功率 GSM1800 Class1(1W) 接收靈敏度 回復(fù)收到后才可以輸入內(nèi)容“hello”再點(diǎn)“手動(dòng)發(fā)送”。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 12 頁(yè) 共 46 頁(yè) 最后一步,是最關(guān)鍵的就是短信內(nèi)容的結(jié)束,在“十六進(jìn)制發(fā)送”地方點(diǎn)一下，如下 圖。在指令區(qū)輸入1A （表示確認(rèn)發(fā)送），再點(diǎn)“手動(dòng)發(fā)送”之后就可以等待發(fā)送成功 如圖3-5所示收到+CMGS: 172 表示發(fā)送成功。 圖 3-5 3、使用 MCU 控制 GSM 發(fā)送英文短信。 首先進(jìn)行 MCU 與 GSM 之間的通信初始化，在程序里面定義兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸函數(shù)：一 個(gè)傳輸字符串的函數(shù) UART_send_string（） ；另一個(gè)傳輸字節(jié)的函數(shù) UART_send_byte（） 。這樣就可以通過(guò) MCU 與 GSM 之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸了。同樣以短息 內(nèi)容為“hello”發(fā)送到 10086 為例解說(shuō)利用 MCU 進(jìn)行英文短信的發(fā)送。 程序如下： UART_send_string(AT);/ 握手 UART_send_byte(0 x0D); /回車符 0D UART_send_byte(0 x0A);/換行符 0A delay_1ms(100); UART_send_string(ATE1); /開(kāi)回顯 UART_send_byte(0 x0D); UART_send_byte(0 x0A); delay_1ms(100); UART_send_string(AT+CMGF=1); /指定信息的輸入輸出格式為文本 UART_send_byte(0 x0D); UART_send_byte(0 x0A); delay_1ms(100); UART_send_string(AT+CSCA=+00,145) /桂林短信中心號(hào)碼 UART_send_byte(0 x0D); 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 13 頁(yè) 共 46 頁(yè) UART_send_byte(0 x0A); delay_1ms(100); UART_send_string(AT+CMGS=); /發(fā)送短消息 UART_send_string(10086); UART_send_string(); UART_send_byte(0 x0D); UART_send_byte(0 x0A); delay_1ms(100); UART_send_string(hello); /短信內(nèi)容 UART_send_byte(0 x0D); UART_send_byte(0 x0A); delay_1ms(100); UART_send_byte(0 x1A);/確認(rèn)發(fā)送短信 delay_1ms(100); 4、中文短信的發(fā)送 發(fā)送格式為 ： D9168 F2 0008A0 04 67094EBA 固定 電話號(hào)碼 固定 短信長(zhǎng)度/2（16 進(jìn)制） 短信內(nèi)容 （1）以短息內(nèi)容為“發(fā)”發(fā)送到為例解說(shuō)串口軟件與 GSM 之間中文短信的發(fā)送。 中文短信比英文復(fù)雜點(diǎn)，要先把號(hào)碼進(jìn)行 16 進(jìn)制編，在 ASCII 碼下的 16 進(jìn)制 編碼對(duì)方手機(jī)號(hào)碼為進(jìn)行轉(zhuǎn)換在號(hào)碼最后加上 F 補(bǔ)成偶數(shù)即 F，然后將奇數(shù)位和偶數(shù)位 交換得到 F2。 “測(cè)試”的 16 進(jìn)制編碼為“53D1”。 （1）先輸入 AT+CMGF=0 再按 ENTER 鍵后點(diǎn)“手動(dòng)發(fā)送”，指令功能為中文方式發(fā) 送狀態(tài)有 OK 回復(fù)。 （2）把PDU格式進(jìn)入編碼，手機(jī)號(hào)碼是11位再加上國(guó)標(biāo)接入碼86長(zhǎng)度是13位所在 長(zhǎng)度是0D，91 表示使用接入碼 86(中國(guó)地區(qū)) ,如果是 PDU 使用 08 編碼表，及短信在 服務(wù)器存放時(shí)間，這里用 A0 0D295F20008A0. 加上內(nèi)容“發(fā)”的編碼53D1的長(zhǎng)度為2位16進(jìn)制碼及內(nèi)容。 D295F20008A00253D1 長(zhǎng)度為36字符。 （3）計(jì)算 PDU 總長(zhǎng)度,因?yàn)槭?6進(jìn)制，所以只能兩位16碼算一位長(zhǎng)度D9168（12 位） +(12位接收手機(jī)號(hào)碼（11位+F）再倒置)+ +短息內(nèi)容4字符(不包括內(nèi)容前面兩 位內(nèi)容長(zhǎng)度)=30+4=38，34/2=17。再輸入AT+CMGS=19再按ENTER鍵后點(diǎn)“手動(dòng)發(fā)送”指 令功能向發(fā)送短信，狀態(tài)有回復(fù)收到后才可以輸入內(nèi)容：D295F20008A00253D1再點(diǎn) “手動(dòng)發(fā)送”。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 14 頁(yè) 共 46 頁(yè) 最后一步,是最關(guān)鍵的就是短信內(nèi)容的結(jié)束,在“十六進(jìn)制發(fā)送”地方點(diǎn)一下，如下 圖。在指令區(qū)輸入1A （表示確認(rèn)發(fā)送），再點(diǎn)“手動(dòng)發(fā)送”之后就可以等待發(fā)送成功。 如圖3-6所示收到+CMGS: 169 表示發(fā)送成功。 圖 3-6 5、以短息內(nèi)容為“發(fā)”發(fā)送到為例解說(shuō) MCU 與 GSM 之間中文短信的發(fā)送。 程序如下： UART_send_string(AT);/ 握手 UART_send_byte(0 x0D); /回車符 0D UART_send_byte(0 x0A);/換行符 0A delay_1ms(100); UART_send_string(ATE1); /開(kāi)回顯 UART_send_byte(0 x0D); UART_send_byte(0 x0A); delay_1ms(100); UART_send_string(AT+CMGF=0); /指定信息的輸入輸出格式為中文 UART_send_byte(0 x0D); UART_send_byte(0 x0A); delay_1ms(100); UART_send_string(AT+CSCA=+00,145) /桂林短信中心號(hào)碼 UART_send_byte(0 x0D); UART_send_byte(0 x0A); delay_1ms(100); UART_send_string(AT+CMGS=17); /短息長(zhǎng)度 UART_send_byte(0 x0D); UART_send_byte(0 x0A); delay_1ms(100); UART_send_string(D9168); UART_send_string(); UART_send_string(0008A0); UART_send_string(D295F20008A00253D1); UART_send_byte(0 x0D); 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 15 頁(yè) 共 46 頁(yè) UART_send_byte(0 x0A); delay_1ms(100); UART_send_byte(0 x1A);/確認(rèn)發(fā)送短信 則中文短信的發(fā)送主要是通過(guò)設(shè)置中心號(hào)碼，確定短信長(zhǎng)度，以及 PDU 的編碼。 3.4.2 短信的接收 1、英文短信的接收： （1）設(shè)置短信提示功能輸入AT+CNMI=2,1 再按 ENTER鍵后點(diǎn)“手動(dòng)發(fā)送”指令功 能短信提示，狀態(tài)有 OK 回復(fù)再輸入AT+CMGF=1再按ENTER鍵后點(diǎn)“手動(dòng)發(fā)送”指令功能 為英文方式發(fā)送，狀態(tài)有 OK 回復(fù)，如圖3-7。 圖 3-7 之后向 SIM 卡發(fā)送一條英文短信如圖 3-8。 圖 3-8 收到 +CMTI:SM,4 表示有短信到達(dá),短信存在 SIM 卡的第 4 個(gè)位置。 （2）進(jìn)行短信讀取 輸入AT+CMGR=4再按ENTER鍵后點(diǎn)“手動(dòng)發(fā)送”。指令功能讀取指定“4”里的內(nèi) 容，回復(fù)短信報(bào)文，如下圖。 圖 3-9 其中REC UNREAD表示短信沒(méi)有被讀過(guò)，為對(duì)方號(hào)碼，接著后面的為時(shí)間日期以 及短息的中心號(hào)碼。最后一行的“OK”為短信內(nèi)容。如果再讀一次就會(huì)有點(diǎn)區(qū)別如下 圖： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 16 頁(yè) 共 46 頁(yè) 圖 3-10 “REC READ”就成已讀短信了。 2、中文短信的接收： （1）設(shè)置短信提示功能輸入AT+CNMI=2,1 再按 ENTER鍵后點(diǎn)“手動(dòng)發(fā)送”指令功 能短信提示，狀態(tài)有 OK 回復(fù)再輸入AT+CMGF=0再按ENTER鍵后點(diǎn)“手動(dòng)發(fā)送”指令功能 為中文方式發(fā)送，狀態(tài)有 OK 回復(fù)，如下圖。 圖 3-11 之后向 SIM 卡發(fā)送一條中文短信，短信內(nèi)容為“你好”如下圖。 圖 3-12 收到 +CMTI:SM,5 表示有短信到達(dá),短信存在 SIM 卡的第 5 個(gè)位置。 （2）進(jìn)行短信讀取： 輸入AT+CMGR=5再按ENTER鍵后點(diǎn)“手動(dòng)發(fā)送”。指令功能讀取指定“5”里的內(nèi) 容，回復(fù)短信報(bào)文，如下圖。 圖 3-13 “0”：短信未讀，“1”：已讀；22：短信的長(zhǎng)度；705F4：短信中心號(hào)碼；0B： 短息號(hào)碼長(zhǎng)度；F1：對(duì)方號(hào)碼；23：時(shí)間日期13/05/12，21：59：12+32；04：短信長(zhǎng) 度；4F60597D：信息內(nèi)容“你好”。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 17 頁(yè) 共 46 頁(yè) 3.4.3 MCU 與 GSM 之間短息接收并返回相關(guān)信息 MCU 與 GSM 之間的短信接收和返回相關(guān)信息是本設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)，首先要設(shè)置好信 息的存儲(chǔ)位置，然后在接收到有新信息提示時(shí)再去提前信息，通過(guò)信息內(nèi)容的比較， 信息號(hào)碼的提取再把相關(guān)的信息反饋出去。 信息反饋原理框圖： 短信內(nèi)容 為 1 返回當(dāng)前溫度 短信內(nèi)容 為 2 返回當(dāng)前氣體濃 度 短信內(nèi)容 為 3 返回?zé)後岆姽ぷ?狀態(tài) 短信內(nèi)容 為 4 系統(tǒng)復(fù)位并返回 OK 接收到新消 息？ GSM 初始化成 功？ 系統(tǒng)初始化 開(kāi)始 否 否 是 是 圖 3-14 信息反饋原理框圖 首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化以及 GSM 初始化，初始化成功后就可以檢查是否有新信息到 來(lái)。在初始化之前在程序里面定義好相關(guān)的接收寄存器，以及相關(guān)的信息標(biāo)志位。定 義如下： #define RxIN (200) /接收數(shù)組長(zhǎng)度 #define READY (1) /接收數(shù)組接收完成 #define UNREADY (0)/接收數(shù)組接收未完成 extern UINT8 data Rx; 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 18 頁(yè) 共 46 頁(yè) extern UINT8 xdata g_flag; extern UINT8 data UART_buffer_statu; /接收寄存器狀態(tài) extern UINT8 data V_buffer17; extern UINT8 xdata UART_bufferRxIN; /保存 GSM 發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù) extern UINT8 xdata msg_statu; /接收信息狀態(tài) extern UINT8 unread_msg_num; /未讀消息編號(hào)（=0 表示無(wú)未讀消息） extern UINT8 msg_COM; /表示收到短信的命令（=0 表示沒(méi)有收到短信命令） static UINT8 code com_str = 0 x0D, 0 x0A, 0 x4F, 0 x4B, 0 x0D, 0 x0A; /0 x4F, 0 x4B, 為 OK 的國(guó)標(biāo)碼。 static UINT8 code msg_1 = 0 x0D, 0 x0A, 0 x31, 0 x0D, 0 x0A, 0 x0D, 0 x0A, 0 x4F, 0 x4B, 0 x0D, 0 x0A; /1 的國(guó)標(biāo)碼 31。 static UINT8 code msg_2 = 0 x0D, 0 x0A, 0 x32, 0 x0D, 0 x0A, 0 x0D, 0 x0A, 0 x4F, 0 x4B, 0 x0D, 0 x0A; /2 的國(guó)標(biāo)碼 32 static UINT8 code msg_3 = 0 x0D, 0 x0A, 0 x33, 0 x0D, 0 x0A, 0 x0D, 0 x0A, 0 x4F, 0 x4B, 0 x0D, 0 x0A; /3 的國(guó)標(biāo)碼 33 static UINT8 code msg_4 = 0 x0D, 0 x0A, 0 x34, 0 x0D, 0 x0A, 0 x0D, 0 x0A, 0 x4F, 0 x4B, 0 x0D, 0 x0A; /4 的國(guó)標(biāo)碼 34 static UINT8 idata read_msg_com = AT+CMGR=100;/ 讀取 SM 中的短信 定義好了以后接上串口調(diào)試軟件，發(fā)送指令初始化 GSM 模塊： AT OK ATE1 OK ATV1 OK AT+CNMI=2,1 OK AT+CMGF=1 OK 說(shuō)明初始化成功，接下來(lái)用聯(lián)通卡手機(jī)向 GSM 模塊里面的手機(jī)卡發(fā)一條短信，短 信內(nèi)容為“1” ，則收到 +CMTI: SM,3 表示模塊收到了新的信息存在 SM 卡的第三個(gè)位置，之后再用串 口發(fā)送指令 AT+CMGR=3，表示讀取第三個(gè)位置的信息，之后再收到+CMGR: REC UNREAD,13/05/11,22:09:03+32,161,36,0,0,04,145,7 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 19 頁(yè) 共 46 頁(yè) 1 OK 其中 REC UNREAD 表示信息未讀，表示發(fā)送方的號(hào)碼，ok 之前的“1”表示信息 內(nèi)容為 1.之后再用串口在發(fā)送一次 AT+CMGR=3 則返回+CMGR: REC READ,13/05/11,22:09:03+32,161,36,0,0,04,145,7 1 OK 如果是用移動(dòng)手機(jī)卡向 GSM 發(fā)送信息則收到的信息又有一點(diǎn)區(qū)別，下面用移動(dòng)手 機(jī)卡向 GSM 發(fā)送一條內(nèi)容為“2”的信息并進(jìn)行提取則如下： +CMTI: SM,4 AT+CMGR=4+CMGR: UNREAD,65,13/05/11,22:14:58+32,145,4,0,0,00,145,3 2 OK AT+CMGR=4+CMGR: REC READ,65,13/05/11,22:14:58+32,145,4,0,0,00,145,3 2 OK 通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)用移動(dòng)手機(jī)卡發(fā)的信