基于GSM的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

1、基于GSM的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)電氣自動(dòng)化)20t2年第34卷第1期算機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用ComputerTechnology&Applications基于GSM的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)林承華覃青生(福建工程學(xué)院電子信息與電氣工程系,福建福州350014)摘要:介紹了以GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)作為信息傳輸平臺(tái),設(shè)計(jì)了一個(gè)可實(shí)現(xiàn)短消息遠(yuǎn)距離控制家電及其他電器設(shè)備的系統(tǒng).短消息遵循GSM的標(biāo)準(zhǔn)AT指令集,同時(shí)采用了支持中文的PDU編碼方式.可以顯示時(shí)間,溫度,并能實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度和火災(zāi)報(bào)警,以及由GSM的TC35模塊構(gòu)成的遠(yuǎn)程模擬控制.克服了距離的限制,因此具有很好的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景.關(guān)鍵詞:GSM;短消息;遠(yuǎn)程控制;

2、火災(zāi)報(bào)警;實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度中圖分類號(hào)TP273文獻(xiàn)標(biāo)志碼A文章編號(hào)10003886(2012)01004003RemoteControlSystemBaseonGS.MIJinChenghuaQinQingsheng(SchoolofElectronicInformationandElectricalEngineering,FufianUniversityofTechnology,FuzhouFujian350014,China)Abstract:IntroducingtheGSMmobilenetworkasaplatformforinformationtransmission,designin

3、garemotecontrolsystemofhomeappliancesandotherelectricalequipmentsdependingonSMS.SMSfollowsthestandardATcommandsetoftheGSMtadoptsaPDUofsupportingChinesecodingwayattheSanletime.Thissystemcandisplaythetimeandtemperature,realtimemonitoroftemperatureandfirealarm.achieveremotesimulationcontrolbyTC35module

4、oftheGSM.Overcametherestrictionofdistance.SOthesystemhasgoodpracticalvalueandspaciousappliedprospect.Keywords:GSM;SMS;Remotecontrol;Firealarm;Realtimemonitoroftemperature0引言隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,信息技術(shù)越來越廣泛應(yīng)用,遠(yuǎn)程無線控制將成為今后發(fā)展趨勢(shì),不僅將被廣泛應(yīng)用于輸電線路,高壓設(shè)備,飛機(jī)控制等領(lǐng)域,而且還將滲透到家用電器等日常生活中_2J.傳統(tǒng)有線控制由于距離限制,不易及時(shí)操作,大大降低了效率,消耗了人力物力.本文以GS

5、M(GlobalSystemofMobilecommunication)全球移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)作為信息傳輸平臺(tái),以單片機(jī)89S52芯片作為微處理器,設(shè)計(jì)了一個(gè)可實(shí)現(xiàn)短消息遠(yuǎn)程控制家電及其他電器設(shè)備的系統(tǒng).1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總的方案如圖1,由GSM模塊TC35,單片機(jī)89S52,時(shí)鐘DS1320,測(cè)溫元件DS18B20,繼電器控制電路及其外圍電路構(gòu)成.可實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)功能:(1)控制電器設(shè)備的開/關(guān)動(dòng)作.只要用戶端對(duì)系統(tǒng)的繼電器發(fā)指定的短信口令,單片機(jī)89S52就會(huì)準(zhǔn)確判斷由GSM模塊傳來信號(hào),對(duì)其要求控制繼電器發(fā)出命令,繼電器就會(huì)動(dòng)作,從而控制電器設(shè)備開關(guān),并向用戶端發(fā)回成功開啟的短信.(2)系統(tǒng)

6、可以實(shí)時(shí)對(duì)周圍環(huán)境溫度實(shí)行監(jiān)測(cè),當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到溫度超過設(shè)定值后,就會(huì)向遠(yuǎn)方已設(shè)定用戶端的手機(jī)發(fā)警報(bào)短信,系統(tǒng)自身也會(huì)亮警報(bào)燈并發(fā)出警報(bào)聲音,提醒所在地人員注意.當(dāng)發(fā)出警報(bào)后,系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)關(guān)掉其控制的電器設(shè)備電源.(3)系統(tǒng)上設(shè)有LCD顯示屏,系統(tǒng)能顯示時(shí)間,時(shí)間的年月日,時(shí)分秒,星期都可以顯示,并能調(diào)節(jié).還設(shè)有溫度顯示,顯示收稿日期:201107一O140ElectricaIAutomation實(shí)時(shí)溫度.另外,系統(tǒng)還可以顯示TC35注冊(cè)是否成功,發(fā)來短信口令要控制哪一個(gè)電器設(shè)備,其次,還可以顯示有火險(xiǎn)的信息.圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1.1單片機(jī)89S52AT89S52是一種低功耗,高性能CMOS8位微控

7、制器,帶有8K系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash存儲(chǔ)器.Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程,亦適用于常規(guī)編程器.在單芯片上,擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash,使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活,超有效的解決方案.1.2GSM模塊TC35GSM網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過移動(dòng)通信部門的多年建設(shè),覆蓋范圍已相當(dāng)大,已成為成熟,穩(wěn)定,可靠的通信網(wǎng)絡(luò),這使得LED信息顯示屏系統(tǒng)采用GSM網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸成為可能.常用的GSM模塊有TC35,TC35I,MC35,MC35I.本系統(tǒng)采用TC35系列模塊,此模塊是Siemens公司推出的新一代無線通信GSM模塊,可以快速安全可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù),語

8、音傳輸,短消息服務(wù)SMS算機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用皇皇竺!竺蘭竺蘭竺ComputerTechnology&Applications(shortMessageService)和傳真.模塊有AT命令集接口,支持文本和PDU(ProtocolDataUnit)模式的短消息,第三組的二類傳真,以及2.4k,4.8k,9.6k的非透明模式.通過獨(dú)特的40引腳的ZIF(ZeroInsertionForce)連接器,實(shí)現(xiàn)電源連接,指令,數(shù)據(jù),語音信號(hào),及控制信號(hào)的雙向傳輸.通過ZIF連接器及50Q天線連接器,可分別連接SIM卡支架和天線.TC35外圍電路主要由電源電路,IGT(Ignition)啟動(dòng)電路,數(shù)據(jù)

9、通信電路,和SIM卡電路組成.其中IGT信號(hào)對(duì)于TC35控制是非常重要,只有正確的IGT信號(hào)才可以使TC35正常運(yùn)行.系統(tǒng)加電后,為使TC35進(jìn)入工作狀態(tài),必須給IGT(15腳)加一個(gè)延時(shí)大于lOOms的低脈沖,電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過1ms.驅(qū)動(dòng)IGT時(shí),TC35供電電壓不能低于3.3V,否則TC35不能激活.另外對(duì)于SIM卡電路,基帶處理器集成了一個(gè)與!SO78163ICCard標(biāo)準(zhǔn)兼容的SIM接口.為了適合外部的SIM接口,該接口連接到主接口(ZIF連接器).TC35在ZIF連接器上為SIM卡接口預(yù)留了6個(gè)引腳,所添加的CCIN弓I腳用來檢測(cè)SIM卡支架中是否插有SIM卡.當(dāng)插入SIM卡

10、,該引腳置為高電平,系統(tǒng)方可進(jìn)入正常工作狀態(tài).但是目前移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商所提供的SIM卡均無CCIN引腳,所以在設(shè)計(jì)電路時(shí)將引腳CCIN與CCVCC相連.1.3數(shù)字溫度傳感器DS18B20DSI8B20數(shù)字溫度計(jì)提供9位(二進(jìn)制)溫度讀數(shù),因?yàn)槊恳粋€(gè)DS18B20在出廠時(shí)已經(jīng)給定了唯一的序號(hào),因此任意多個(gè)DS18B20可以存放在同一條單線總線上,這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件,DS18B20的測(cè)量范圍從一55到+125,增量值為0.5,可在ls(典型值)內(nèi)把溫度變換成數(shù)字,每一個(gè)DS18B20包括一個(gè)唯一的64位長(zhǎng)的序號(hào),該序號(hào)值存放在DS18B20內(nèi)部的ROM(只讀存貯器)中.1.4時(shí)鐘芯片

11、DS1302D51302時(shí)鐘芯片包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM.它經(jīng)過一個(gè)簡(jiǎn)單的串行接口與微處理器通信.實(shí)時(shí)時(shí)鐘/13歷提供秒,分,時(shí),日,周,月和年等信息.采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信,并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù).DS1302在任何數(shù)據(jù)傳送時(shí)必須先初始化,把RST腳置為高電平,然后把8位地址和命令字裝入移位寄存器,數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿被輸入.無論是讀周期還是寫周期,開始8位指定40個(gè)寄存器中哪個(gè)將被訪問到.在開始8個(gè)時(shí)鐘周期,把命令字節(jié)裝人移位寄存器之后,另外的時(shí)鐘周期在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù),在寫操作時(shí)寫入數(shù)據(jù).時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8加8,在

12、多字節(jié)方式下為8加字節(jié)數(shù),最大可達(dá)248字節(jié)數(shù).2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)2.1主程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)上電以后完成了對(duì)AT89$52和TC35的初始化工作以及循環(huán)等待短消息的到來,一旦確認(rèn)短消息的到來,AT89S52主控單元將調(diào)用各個(gè)子函數(shù)對(duì)短消息的內(nèi)容進(jìn)行一系列的轉(zhuǎn)化處理,然后在LCD顯示屏上顯示.主程序的流程圖如圖2所示.2.2SMS的發(fā)送與接收單片機(jī)89S52一直循環(huán)查詢是否有新短信來,如果一旦查詢到有”SM”就表示有新的短信到來,這時(shí)判斷是否有新短信來到的標(biāo)志位會(huì)置1.標(biāo)志位置1后,單片機(jī)就會(huì)發(fā)送AT指令“AT+CMGR=1”讀取短信的內(nèi)容,然后把短信的代碼存放到固定的數(shù)組當(dāng)中.當(dāng)接收完短信的代碼后,單

13、片機(jī)再發(fā)送AT指令“AT+CMGD=1”到TC35刪除短信,這時(shí)標(biāo)志位會(huì)置0,然后又繼續(xù)檢測(cè)是否有新的短信.2.3TC35的AT指令l串口初始化IlI.<復(fù)位>拿IN自崮I,IT一圖2主程序流程圖TC35模塊通過AT命令與AT89S52通信.任何一個(gè)TC35首次使用時(shí),必須要測(cè)試其工作是否正常,由于其自帶RS232接口,所以我們要用PC機(jī)的串口調(diào)試軟件調(diào)試.設(shè)置波特率為19.2KBps,這是TC35的默認(rèn)波特率,首次連機(jī)也可從2.4K57.6KBps不斷測(cè)試,直到TC35應(yīng)答.GSM移動(dòng)電話有三種接I:I協(xié)議控制SMS功能,分別為BlockMode(阻塞模式),TextMode(A

14、SCII模式),PDUMode(二進(jìn)制模式).PDU模式是以16進(jìn)制編碼傳輸消息塊的接口協(xié)議,在此模式中,短消息(包括短消息的頭部分)都是經(jīng)過16進(jìn)制編碼的,只有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F這些字符是允許的.短消息的Unicode是一種統(tǒng)一字符編碼標(biāo)準(zhǔn),采用雙字節(jié)對(duì)字符進(jìn)行編碼,漢字的十六進(jìn)制PDU編碼直接采用漢字的Unicode編碼,由于漢字的編碼是十六位的,當(dāng)中英文出現(xiàn)在同一短消息的時(shí)候,中文每個(gè)漢字是十六位的,但是字母和數(shù)字是八位的編碼,這時(shí)統(tǒng)一采用十六位編碼,也就是在八位的ASCII碼前面補(bǔ)0.61H是”a”的ASCII碼,補(bǔ)齊+六位后的Unicode

15、編碼為0061H.2.4部分程序代碼sbitBEEP:P2:sbitLED=P27;sbitACC0=ACC0;sbitACC7=ACC7;ucharhidesec,hidemin,hidehour,hideday,hideweek,hide_month,hide_year;sbitSet=Pl;sbitUp=Pl*6;sbitDown=P11:sbitout=P31:電氣自動(dòng)化)2012年第34卷第1期j:十算機(jī)技術(shù)及其應(yīng)甩CompurTechnoloQy&ApplicationsucharidataMESS:”6210529F5FOO542F”;ucharidataMESSI=“6

16、210529F517395ED”;ucharidataMESS2=“706B96698B6662A5”;ucharcdis32;uchari,k,m=1;sbitJ1=P23;sbitJ2=P24;sbitJ3=P25:uchardone,count,temp,upag,downflag,sos_flag;uchartempvalue,templvalue;ucharTempBuffer8,week_value3;voidshow_time();voidkongz();3系統(tǒng)測(cè)試與數(shù)據(jù)分析3.1實(shí)時(shí)時(shí)間和溫度的測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行后,首先檢測(cè)TC35是否已連上網(wǎng)絡(luò),顯示注冊(cè)成功.后顯示時(shí)間和溫度.顯示

17、測(cè)試結(jié)果,時(shí)間調(diào)試結(jié)果,溫度測(cè)試結(jié)果如表1,表2,表3:表1顯示測(cè)試結(jié)果表3溫度測(cè)試結(jié)果單位:經(jīng)過測(cè)試,系統(tǒng)正常運(yùn)行.3.2發(fā)送短信控制繼電器的測(cè)試TC35正確裝入SIM卡,設(shè)置卡的號(hào)碼為13799XXXXXX.系42ElectricaIAutomaL”on統(tǒng)設(shè)置的用戶端短信1:3令是:發(fā)”一”,燈1亮,用戶端收到”成功開啟”;發(fā)”二”,燈2亮,用戶端收到”成功開啟”;發(fā)”三”,燈3亮,用戶端收到”成功開啟”;發(fā)”四”,全滅,用戶端收到”成功關(guān)閉”.系統(tǒng)上電后,就可以運(yùn)行.測(cè)試結(jié)果如表4:表4發(fā)送短信控制繼電器的測(cè)試經(jīng)過測(cè)試,系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果均符合要求.3.3火災(zāi)報(bào)警的測(cè)試為了證明本系統(tǒng)可以遠(yuǎn)距離

18、火災(zāi)報(bào)警,用戶終端設(shè)置卡的號(hào)碼為13799XXXXXX,接收系統(tǒng)發(fā)出的短信,短信內(nèi)容為”火險(xiǎn)警報(bào)”.系統(tǒng)設(shè)置當(dāng)溫度40報(bào)警,此時(shí)報(bào)警燈亮,蜂鳴器工作,LCD顯示內(nèi)容”火險(xiǎn)”.測(cè)試結(jié)果如表:表5火災(zāi)報(bào)警的測(cè)試經(jīng)過測(cè)試,系統(tǒng)功能能成功實(shí)現(xiàn).4結(jié)束語本系統(tǒng)采用基于GSM網(wǎng)絡(luò)SMS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的單片機(jī)系統(tǒng)作為無線遠(yuǎn)程控制解決方案具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義.目前,GSM網(wǎng)絡(luò)使用非常廣泛,基本上覆蓋了所有有人居住的地區(qū).本系統(tǒng)采用的SMS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),使用簡(jiǎn)單,費(fèi)用很少.所以整個(gè)系統(tǒng)具有獨(dú)立,可移動(dòng),基本不受地域限制,維護(hù)方便,投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn).同時(shí),系統(tǒng)提高了控制效率,減少了管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,方便了人們的生產(chǎn)生活,從而產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益.參考文獻(xiàn)1孫增雷,黃俊年,孫敏,等.基于GSM的遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)