智能家居無線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、SHANDONG畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書智能家居無線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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： 20 12 年 6月摘 要本文通過對(duì)對(duì)國(guó)內(nèi)外已有的智能家居控制系統(tǒng)分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)智能化住宅的實(shí)際要求，提出了一套多功能的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并實(shí)現(xiàn)了智能家居控制的設(shè)計(jì)。 本系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分采用AT89C51作為主控器件，結(jié)合單片機(jī)擴(kuò)展的存儲(chǔ)器、輸入/出設(shè)備以及各種實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)控制要求的接口電路和有關(guān)的外圍電路芯片或部件組成；軟件由單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其特定控制功能的各種工作程序和管理程序組成。在本系統(tǒng)開發(fā)的過程中，不斷進(jìn)行調(diào)整調(diào)試，使系統(tǒng)硬件和軟

2、件緊密配合、協(xié)調(diào)一致，實(shí)現(xiàn)了高性能的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 1、實(shí)現(xiàn)人在異地通過電話網(wǎng)絡(luò)對(duì)家中的用電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。 2、實(shí)現(xiàn)在近距離通過系統(tǒng)鍵盤控制家用電器設(shè)備的工作狀態(tài)3、實(shí)現(xiàn)安全防盜報(bào)警。 4、實(shí)現(xiàn)三表(電表、水表、氣表)的數(shù)據(jù)采集。5、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示。智能家居控制系統(tǒng)以增強(qiáng)型單片機(jī)為核心，進(jìn)行智能控制。遠(yuǎn)程控制功能的實(shí)現(xiàn)是利用已有的電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號(hào)傳輸，達(dá)到控制目的；本地控制通過系統(tǒng)設(shè)置的鍵盤，進(jìn)行人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)本地控制目。系統(tǒng)通過系統(tǒng)檢測(cè)各種異常情況，進(jìn)行報(bào)警。從整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)用性、適用性、經(jīng)濟(jì)性以及系統(tǒng)安裝的便利性考慮，本課題所研究的智能家居控制系統(tǒng)的潛能是很大的。此外它還可以方便的擴(kuò)

3、展升級(jí)。關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；智能家居；遠(yuǎn)程控制；本地控制；安防AbstractBased on the analysis of smart home both at home and abroad and the consideration of practical demand on Smart home in China, a design of multi-function smart home control system is put forward. Thesystemincludestwopartsofhardwareandsoftware. Thehardwarepartaopt

4、sasthemasterdevice, withtheexpansionofsingle chipmemory,input/outputequipmentandavarietyofrequirementstoachievesystemcontrolmicrocomputerinterfacecircuitandrelatedperipheralcircuitchipsorcomponents;softwarebythemicrocomputerapplicationsystemtoachievethespecificcontrolfunctionsofvariousworkingprocedu

5、resandthemanagementprocedures.Intheprocessofsystemdevelopment,continuouslyadjustthedebugging,thesystemhardwareandsoftwarecooperateclosely,harmoniousandconsistent,toachieveahigh peformanceMCUapplicationsystem.1. Remote control over electric equipment through telephone network2. Local control over ele

6、ctric equipment through key board3. Safety alarming4. Date collection of meters of electricity, water and gas5. Information of timeFrom the practicality of the whole system, applicability, economy and the considerations of ease installation, the research topic of Smart Home Control Systems potential

7、 is tremendous. It also can be upgraded to expand into all aspects of life。 to the design, Intensified Single Chip C8051FU)20 is the core of the smart home control system. realized through signal over telephone network. LACaI controlled by system keyboard. The main CPU will alarm when there is some

8、unexpected Key words: single-chip Micro-computer; smart home control system; remote control; native control; safety alarmin目 錄摘 要IAbstractII目 錄III第一章 引 言11.1 課題背景及意義11.2 智能家居控制系統(tǒng)的概述11.2.1 智能家居簡(jiǎn)介21.2.2 智能家居的發(fā)展前景31.3 智能家居控制系統(tǒng)存在需要解決的難題31.4 本課題主要研究的內(nèi)容4第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)52.1 系統(tǒng)功能概述52.2 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)52.3 遠(yuǎn)程控制方案62.3.1

9、ZigBee技術(shù)62.3.2 GSM技術(shù)72.3.3 Wi-Fi技術(shù)72.4 GSM與單片機(jī)的通信82.5 本地控制方案92.5.1 紅外技術(shù)-最廣泛的通信和遙控技術(shù)92.5.2 本地方案92.6 主機(jī)與分機(jī)102.7 本章小結(jié).10第三章 GSM遠(yuǎn)程控制設(shè)計(jì)113.1 GSM網(wǎng)絡(luò)連接113.1.1 GSM網(wǎng)絡(luò)113.1.2 短消息的控制接口協(xié)議123.2 GSM與單片機(jī)的模塊設(shè)計(jì)123.2.1 AT指令123.2.2 短消息模式133.2.3 發(fā)送/接收例子133.3 AT89C51143.3.1 AT89C51主要組成部分143.3.2 AT89C51的主要特性：153.3.3 AT89C

10、51的管腳說明：163.4 TC35簡(jiǎn)介 183.4.1 TC35的簡(jiǎn)介183.4.2 TC35的使用193.5 單片機(jī)控制TC35203.5.1 單片機(jī)與TC35通信電路203.5.2 單片機(jī)與TC35的通信203.5.3 AT89C51單片機(jī)TC35的通信過程：2136 電源電路的連接213.6.1電源電路各部分設(shè)計(jì)223.62 電源電路的設(shè)計(jì)233.7 軟件設(shè)計(jì).233.8 本章小結(jié).30第四章 智能家居近程控制電路的設(shè)計(jì)314.1 單片機(jī)進(jìn)程控制設(shè)計(jì)總體概述314.2 無線傳輸模塊SRWF-1324.2.1 RSWF-1的特點(diǎn)324.2.2 無線傳輸模塊RSWF-1結(jié)構(gòu)圖324.2.3

11、 RSWF-1接口參數(shù)334.2.4 信道頻率和波特率設(shè)定344.2.5 RSWF-1接口方式選擇344.2.6 兩個(gè)無線模塊的相互通信354.3 無線通信模塊的電路設(shè)計(jì)354.3.1 SRWF-1型微功率無線數(shù)傳模塊的數(shù)據(jù)傳輸354.3.2 SRWF-1家庭無線網(wǎng)絡(luò)的總體規(guī)劃354.3.3 基于SRWF-1的無線通信模塊電路設(shè)計(jì)354.4 紅外發(fā)射和接收電路的設(shè)計(jì)364.4.2 紅外信息的發(fā)送374.4.3 紅外發(fā)射的原理394.4.4 紅外接收電路的原理394.5 用電終端控制電路的設(shè)計(jì)404.5.1 家用電器控制電路的設(shè)計(jì)404.5.2 照明設(shè)備控制電路的設(shè)計(jì)414.6 本章小結(jié).42結(jié)

12、論46參考文獻(xiàn).47謝 辭.48第一章 引 言1.1 課題背景及意義1979年，美國(guó)提出了家庭總線的概念，初步形成智能家居的構(gòu)想，并成立了相應(yīng)的機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行研究。旨在將家用電器及電氣設(shè)備控制在一起。幾年后美國(guó)制定了家庭的電氣的詳細(xì)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)智能家居設(shè)定了個(gè)詳細(xì)的概念，并且不久以后開始編制了家庭總線的標(biāo)準(zhǔn)，智能家居開始了它的序幕。國(guó)內(nèi)的智能家居的發(fā)展也很迅速，電話的發(fā)展：1997年8月國(guó)內(nèi)用電話交換機(jī)總?cè)萘客黄?億門，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模躍居世界第二位，2006年初固定電話用戶總數(shù)達(dá)到35539.2萬戶，移動(dòng)電話用戶達(dá)到40407.2萬戶，現(xiàn)代電話網(wǎng)絡(luò)是由程控交換機(jī)進(jìn)行交換傳輸，移動(dòng)通信也從模擬時(shí)代走向

13、了高度數(shù)字化時(shí)代。計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)意識(shí)已深入新一代家庭，這是智能住宅必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)。而隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與居民生活水平的提高，這一市場(chǎng)的需求與其未來巨大的消費(fèi)前景越來越被商家所看好。城市數(shù)字化、建筑智能化、家居智能化已成為未來的發(fā)展趨勢(shì)。美國(guó)、歐洲、澳大利亞、加拿大和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)先后提出了各種各樣的智能家居解決方案。智能家居在美國(guó)、德國(guó)、新加坡、日本等國(guó)家和地區(qū)都得到了廣泛的應(yīng)用。智能化家居集成的出現(xiàn)將改變傳統(tǒng)的家庭裝潢模式，成為今后該行業(yè)發(fā)展的主流方向。智能家居正在逐漸走進(jìn)平常百姓家，隨著生活品質(zhì)提高，人們對(duì)家的要求不再是一個(gè)物理空間，而是住宅自動(dòng)化，家居智能化是家電產(chǎn)業(yè)發(fā)展

14、的必然趨勢(shì)，涉及智能家居中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、遙控技術(shù)、人機(jī)交互和環(huán)境智能技術(shù)，還有智能電器、電子設(shè)施和家具等內(nèi)容。更有利于人們的生活和工作，使人們生活的更舒適更便利。1.2 智能家居控制系統(tǒng)的概述家居智能控制系統(tǒng)主要包括家居的智能化，各種家電的無線控制，比如對(duì)空調(diào)的智能控制，可以不在家就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以對(duì)電腦或手機(jī)的控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)家中各種電氣的控制。家庭的門禁系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)無人在家時(shí)有各種情況時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警，溫度控制系統(tǒng)可根據(jù)天氣的變化自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)室外的溫度控制；家庭中的照明系統(tǒng)，安防系統(tǒng)，家電控制系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)并不都是獨(dú)立的，而是和其他系統(tǒng)相聯(lián)系.這才是真正的智能。1.2.1

15、智能家居簡(jiǎn)介智能家居是以家庭為中心，將家中的各種電氣及電器設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種家電的控制，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家電近程控制也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制，涉及到各種無線通信技術(shù)，多媒體技術(shù)，自動(dòng)控制，安防技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)；使人們生活的更安全、更舒適、更便利、更藝術(shù)。使人們生活的隨心所欲和智能化。智能家居有“三A”系統(tǒng)，它們分別是通信自動(dòng)化（CAS）、安全自動(dòng)化（SAS）和管理自動(dòng)化（MAS）系統(tǒng)。CAS： CAS有賴于外部網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，它利用電信網(wǎng)絡(luò)作為傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)光纖到小區(qū)；以“互動(dòng)寬頻王”（IP城域網(wǎng)）為小區(qū)提供寬帶接入，可真正實(shí)現(xiàn)圖像、數(shù)據(jù)和語(yǔ)音的三線合一，可傳送數(shù)字電視信號(hào)（DTV），

16、提供視頻點(diǎn)播（VOD）。 家庭計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與家用電器可連接，可利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安排家務(wù)。 SAS：放心“保安”。SAS是指住戶室內(nèi)裝有各種探頭，所有信息連接到住戶室內(nèi)智能控制主機(jī)。該主機(jī)與控制中心電腦110報(bào)警中心相連，當(dāng)有人非法進(jìn)入時(shí)，紅外線探測(cè)器觸發(fā)報(bào)警。 MAS：最經(jīng)濟(jì)模式。因?yàn)楦鞣N遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)相當(dāng)?shù)某墒?，智能家居可以?shí)現(xiàn)自動(dòng)的控制各種表的讀數(shù)，自動(dòng)通過系統(tǒng)進(jìn)行扣費(fèi)，自動(dòng)將運(yùn)行狀況顯示在軟件中，也可以根據(jù)系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀況設(shè)定最合理的模式中，實(shí)現(xiàn)最合理的控制。廚房要多設(shè)煤氣探測(cè)器等，設(shè)有數(shù)據(jù)寬帶、AV、語(yǔ)音電話、傳真、VOD 點(diǎn)播、安防等6個(gè)以上的插座。至于電器產(chǎn)品則可以隨時(shí)備件、調(diào)整更換。

17、選擇配備 “安防監(jiān)控”、“門禁管理”、“緊急求助”、“家庭安防預(yù)警”、“三表出戶”、“現(xiàn)代通信”、“有線電視”、“設(shè)備監(jiān)控”、“小區(qū)一卡通”、“計(jì)算機(jī)物業(yè)管理”等智能化子系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要，通過菜單式選擇各項(xiàng)智能化系統(tǒng)，比如遠(yuǎn)距離遙控空調(diào)、遙控電飯煲、控制燈光調(diào)光、自動(dòng)窗簾、紅外監(jiān)控、可視門鈴等等。智能化系統(tǒng)的安裝并不復(fù)雜，任何普通住宅都適用。在其制定的設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)中，智能家居的電氣設(shè)計(jì)要求必須滿足以下三個(gè)條件，即：1、具有家庭總線系統(tǒng)；2、通過家庭總線系統(tǒng)對(duì)各個(gè)家電提供各種服務(wù)功能；3、能和住宅以外的外部世界相連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。1.2.2 智能家居的發(fā)展前景1. 從我國(guó)的智

18、能家居市場(chǎng)來講一是市場(chǎng)的發(fā)展前景很廣闊，現(xiàn)在我國(guó)的住宅面積很多，對(duì)智能家居的實(shí)現(xiàn)很看好。我國(guó)市場(chǎng)大，需求多，潛在的用戶無限。所以，智能家居的發(fā)展和實(shí)現(xiàn)的前景十分樂觀，并且智能家居帶給人們的舒適和便捷也是很吸引人們的；第二點(diǎn)就是產(chǎn)品多，智能家居所涉及到的范圍很廣，涉及到各種家電的智能化，無線網(wǎng)絡(luò)控制，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母鞣N技術(shù)，現(xiàn)在生產(chǎn)的廠家很多，但是沒有一個(gè)規(guī)模大的企業(yè)，也沒有形成一個(gè)領(lǐng)頭的企業(yè)，發(fā)展?jié)摿艽蟆５谌?，目前智能家居行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)還沒有形成統(tǒng)一，各個(gè)企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品都不能兼容，智能家居的發(fā)展的方向需要更加明確。2. 從產(chǎn)品角度來講智能家居的以后的發(fā)展方向會(huì)向智能化和實(shí)用化發(fā)展，它會(huì)更方便更

19、利于操作，并且它也會(huì)逐漸形成自己的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使各個(gè)企業(yè)間形成的統(tǒng)一的模式，這樣各個(gè)企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品之間就可以很方便的進(jìn)行連接，也可以實(shí)現(xiàn)用戶的不同需求，可以根據(jù)用戶的不同需求進(jìn)行搭配。更合理的搭配，有利于節(jié)約成本。與傳統(tǒng)意義上的家居相比，智能家居具有很多優(yōu)勢(shì)，它能實(shí)現(xiàn)讓人更加舒適的居住功能，更實(shí)現(xiàn)人的主動(dòng)能力，它也可以更好的發(fā)揮人的聰明才智。利用智能家居可以保持與外界的交流，使人們的生活方式更人性化，充分的發(fā)揮人的能動(dòng)性，使人們的生活更美好。1.3 智能家居控制系統(tǒng)存在需要解決的難題 在網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化家電大行其道的環(huán)境下，為每一個(gè)家用電器都設(shè)計(jì)相應(yīng)的終端控制器，增加了系統(tǒng)開發(fā)的工作量，

20、短時(shí)間內(nèi)家用電器和終端控制設(shè)備集成困難。在現(xiàn)有的非數(shù)字化、智能化家電占主導(dǎo)地位的前提下，設(shè)計(jì)相應(yīng)的主控制設(shè)備和終端設(shè)備來實(shí)現(xiàn)家電智能化，融合傳統(tǒng)家用電器提高其交互能力，是真正實(shí)現(xiàn)智能家居必須解決的問題。 智能家居的產(chǎn)品行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)需要設(shè)定，需要各個(gè)企業(yè)之間進(jìn)行協(xié)商，指定一個(gè)合理可靠的標(biāo)準(zhǔn)；智能家居的產(chǎn)品的技術(shù)需要進(jìn)一步提高，使其更有利于人們的生活和應(yīng)用，研發(fā)多種智能化產(chǎn)品，滿足人們的不同需求； 智能家居的無線網(wǎng)絡(luò)控制需要避免碼間串?dāng)_，網(wǎng)絡(luò)阻抗變換等技術(shù)問題。1.4 本課題主要研究的內(nèi)容為了適應(yīng)人們高質(zhì)量，便捷的生活需求，采用多源控制，即按鍵控制，web網(wǎng)頁(yè)遠(yuǎn)程控制，系統(tǒng)自動(dòng)控制，這三種控制相結(jié)合

21、有不同的方案。Web網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制，是指在離開服務(wù)器以后，通過互聯(lián)網(wǎng)登陸運(yùn)行在特定服務(wù)器上的網(wǎng)站，然后去查看，管理當(dāng)前空調(diào)的運(yùn)行，只需第幾網(wǎng)頁(yè)上相應(yīng)的按鈕，就可以輕松的打開，關(guān)閉，控制家里的空調(diào)機(jī)組，已達(dá)到遠(yuǎn)程控制的功能。系統(tǒng)自動(dòng)控制是指系統(tǒng)的核心部分可以根據(jù)外部傳感器所采集的環(huán)境信息(如溫度，濕度等)與用戶設(shè)定的可以使人可以較為舒適的之作比較，然后根據(jù)比較結(jié)果對(duì)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，以保持著一個(gè)舒適的值，為用戶提供個(gè)良好的溫濕度環(huán)境。無線紅外遙控技術(shù)也是近年來發(fā)展很好的技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)近距離的（幾米或幾十米）對(duì)各種家電進(jìn)行控制操作，本身對(duì)家電的控制方面有廣泛的應(yīng)用。紅外遙控技術(shù)本身是一種點(diǎn)對(duì)

22、點(diǎn)的通信，紅外線的波長(zhǎng)小于無線的波長(zhǎng)，所以應(yīng)用紅外遙控技術(shù)，不會(huì)干擾到其他電器的正常工作，本系統(tǒng)采用無線紅外遙控技術(shù)。第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)本章首先闡述了無線智能家居系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)目標(biāo)，然后制定出本系統(tǒng)的軟硬件實(shí)現(xiàn)方案，最后對(duì)本文提出的解決方案做了適當(dāng)?shù)恼撟C與分析。2.1 系統(tǒng)功能概述智能家居系統(tǒng)是根據(jù)現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸和無線通信等技術(shù)，將家中已有的各種電器，家中需要控制的溫度，濕度，報(bào)警，以及各種電表水表等進(jìn)行控制，使它們之間的聯(lián)系成一體，采用綜合管理的方法，讓人們的生活過的更加舒適。 家居智能主要實(shí)現(xiàn)的是：使各種家電之間能夠?qū)崿F(xiàn)人們的遠(yuǎn)程控制，在不需要人們的親手控制的情

23、況下可以實(shí)現(xiàn)它們之間的控制連接。通過無線控制模塊可以實(shí)現(xiàn)各種家電之間的聯(lián)系，利用單片機(jī)的通信，可以下發(fā)各種指令，按照人們自己的意愿，及之前已經(jīng)設(shè)定好的程序?qū)彝?shí)現(xiàn)集中控制，也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)視和控制，使家中的各種設(shè)備保持協(xié)調(diào)，更加符合我國(guó)住宅的各種需求。2.2 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)由手機(jī)發(fā)送短信，GSM MODEM模塊接收到短信后，與單片機(jī)之間相連，主單片機(jī)與SRWF-1無線模塊相連接，通過無線通信模塊，傳輸?shù)阶訂纹瑱C(jī)，單片機(jī)控制器發(fā)射紅外線來控制信號(hào)，完成家電的通斷控制或者燈的開關(guān)控制，形成了一個(gè)控制通信網(wǎng)絡(luò)，使對(duì)家中的家電的控制形成整體。本系統(tǒng)由GSM手機(jī)模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和單片機(jī)控制模塊三

24、部分組成GSM模塊主要包括TC35模塊，TC35模塊可以收到手機(jī)所發(fā)送的短信內(nèi)容，對(duì)其進(jìn)行處理命令，TC35可以與單片機(jī)直接相連，也可以與單片機(jī)直接進(jìn)行通信，通過一定的指令可以完成單片機(jī)與GSM之間的通信連接。單片機(jī)將收到的指令進(jìn)行處理，然后傳輸給無線通信模塊，無線通信模塊之間可以經(jīng)過設(shè)定后進(jìn)行直接通信，它可以建立無線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)需要控制多個(gè)家電時(shí)或者需要多個(gè)分機(jī)時(shí)，可建立多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。無線通信模塊之間可以互不干擾，每個(gè)時(shí)間段可以做到只有兩個(gè)SRWF-1之間進(jìn)行通信。家電之間的控制可以通過紅外遙控，利用繼電器控制燈的開斷。本系統(tǒng)預(yù)期實(shí)現(xiàn)上節(jié)所述功能，通過較為詳細(xì)的技術(shù)論證和架構(gòu)分析后，決定將

25、系統(tǒng)劃分為五個(gè)子系統(tǒng)；GSM模塊、主機(jī)模塊、分機(jī)、無線傳輸模塊、控制家電模塊結(jié)構(gòu)框圖如2-1所示。主機(jī)分機(jī)二分機(jī)N分機(jī)一 GSMGSM短信服務(wù)中心圖2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.3 遠(yuǎn)程控制方案智能家居控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用戶在遠(yuǎn)程控制的方案有很好種：主要是ZigBee技術(shù)、GSM技術(shù)、Wi-Fi技術(shù)、Z-Wave幾種。2.3.1 ZigBee技術(shù)ZigBee技術(shù)是一種無線傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如：傳輸?shù)木嚯x近，設(shè)計(jì)相當(dāng)來說比較簡(jiǎn)單，功耗比較低，成本也比較低，速率相比較低?？梢詫?shí)現(xiàn)要求傳輸速率不高的電子設(shè)備之間，是一種簡(jiǎn)單的雙向無線通訊技術(shù)，并且，相對(duì)其他技術(shù)來說，Zigbee比較可靠，類似于C

26、DMA和GSM網(wǎng)絡(luò)。Zigbee數(shù)傳模塊類似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站。通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75m到幾百米、幾公里，并且支持無限擴(kuò)展。ZigBee是一種無線連接，可工作在2.4GHz（全球流行）、868MHz（歐洲流行）和915 MHz（美國(guó)流行）3個(gè)頻段上，分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率，它的傳輸距離在1075m的范圍內(nèi)，但可以繼續(xù)增加。作為一種無線通信技術(shù)，ZigBee具有低功耗、成本低、時(shí)延短、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠、安全等特點(diǎn)。2.3.2 GSM技術(shù)GSM是全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（Global System of Mobile communication）的簡(jiǎn)稱，是由

27、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織ETSI制訂的一個(gè)數(shù)字移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。它的空中接口采用時(shí)分多址技術(shù)。GSM是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)。GSM 較之它以前的標(biāo)準(zhǔn)最大的不同是它的信令和語(yǔ)音信道都是數(shù)字式的，因此GSM被看作是第二代（2G）移動(dòng)電話系統(tǒng)。這說明數(shù)字通訊從很早就已經(jīng)構(gòu)建到系統(tǒng)中。GSM是一個(gè)當(dāng)前由3GPP開發(fā)的開放標(biāo)準(zhǔn)。 第一代GSM技術(shù)是一種模擬移動(dòng)網(wǎng)站，它包括多種頻段的網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用十分的廣泛，GSM網(wǎng)絡(luò)目前實(shí)現(xiàn)了全國(guó)范圍內(nèi)的聯(lián)網(wǎng)和漫游，它的網(wǎng)絡(luò)能力特別強(qiáng)，對(duì)于用戶不需要再組網(wǎng)，可以節(jié)約成本，減少麻煩。同時(shí)，使用GSM網(wǎng)絡(luò)，對(duì)用戶的個(gè)數(shù)也沒用什么限制，相比傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)具有很大的優(yōu)勢(shì)。所以本系統(tǒng)利

28、用GSM的短信功能，性能穩(wěn)定，為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的傳輸和控制提供了很好的一個(gè)平臺(tái)。GSM的特點(diǎn)： 1 兼容性； 2 抗干擾；3 靈活性與擴(kuò)容；4 使用標(biāo)準(zhǔn)化開放式接口；5 更好的安全性和保密性；6 靈活的切換處理。GSM及其他技術(shù)是無線移動(dòng)通信的演進(jìn)，無線移動(dòng)通信包括高速電路交換數(shù)據(jù)、通用無線分組系統(tǒng)、基于GSM網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)增強(qiáng)型移動(dòng)通信技術(shù)以及通用移動(dòng)通信服務(wù)。2.3.3 Wi-Fi技術(shù)Wi-Fi是一種可以將個(gè)人電腦、手持設(shè)備（如PDA、手機(jī)）等終端以無線方式互相連接的技術(shù)。Wi-Fi是一個(gè)無線網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌，由Wi-Fi聯(lián)盟（Wi-Fi Alliance）所持有。目的是改善基于IEEE 802.

29、11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性。Wi-Fi 俗稱無線寬帶是一種短程無線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號(hào)。隨著技術(shù)的發(fā)展，以及IEEE 802.11a 及IEEE 802.11g等標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，現(xiàn)在IEEE 802.11 這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已被統(tǒng)稱作Wi-Fi。從應(yīng)用層面來說，要使用Wi-Fi，用戶首先要有Wi-Fi 兼容的用戶端裝置。Wi-Fi技術(shù)突出的優(yōu)勢(shì)在于：其一，無線電波的覆蓋范圍廣，半徑則可達(dá)100米。其二，傳輸速度非?？欤梢赃_(dá)到11mbps。但基于Wi-Fi技術(shù)的規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用未實(shí)現(xiàn)，問題主要集中在兩個(gè)方面：一是大型運(yùn)營(yíng)商對(duì)這一模式的不認(rèn)可：二是本身缺乏有效的商業(yè)模

30、式。但基于Wi-Fi技術(shù)的無線局域網(wǎng)已經(jīng)日趨普及。這將意味將來可以十分方便的應(yīng)用。一旦存在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的公眾場(chǎng)合，解決了運(yùn)營(yíng)商的互聯(lián)互通，高收費(fèi)，漫游性的問題，Wi-Fi將來從一個(gè)成功的技術(shù)轉(zhuǎn)化為成功的商業(yè)。許多國(guó)家政府和城市使用該項(xiàng)技術(shù)打造無線化的國(guó)家和城市，且隨著數(shù)碼娛樂設(shè)備的普及，Wi-Fi技術(shù)的熱度將會(huì)再次高漲起來。2.3.4 Z-Wave Z-Wave 跟GSM技術(shù) 和Zigbee技術(shù)一樣也是一種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，跟Zigbee技術(shù)相類似，用于照明和家居的智能化。Z-Wave技術(shù)的設(shè)計(jì)十分接近家居控制，更適合用于家居中。很多產(chǎn)品在市場(chǎng)上有一定的規(guī)模。Z-Wave系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間

31、的通訊連接，在價(jià)格和性能穩(wěn)定性方面相對(duì)Zigbee技術(shù)都可以比的上，它的信號(hào)可以穿過墻壁、地板等不透明的物體，可以將家中的各種電器組建成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的集中控制管理，并且現(xiàn)在它的發(fā)展也很迅速，在歐美等國(guó)家，W-Zave的研發(fā)也進(jìn)行中，競(jìng)爭(zhēng)力仍在持續(xù)提升，相對(duì)其他技術(shù)擁有很多優(yōu)勢(shì)。Z-Wave可以滿足人們對(duì)智能家居的需求，可以實(shí)現(xiàn)更多的功能，這種技術(shù)成本低，安全性高，更適合智能家居。2.4 GSM與單片機(jī)的通信利用一種采用GSM的短信功能，可以使某些控制達(dá)到“零距離”。由于短信息的費(fèi)用低廉，可以取代傳統(tǒng)的無線遙控。2.5 本地控制方案紅外線傳輸是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段，由于紅外

32、線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，在家電遙控和控制傳輸中普遍采用。2.5.1 紅外技術(shù)-最廣泛的通信和遙控技術(shù)紅外探測(cè)技術(shù)分為主動(dòng)式紅外探測(cè)及被動(dòng)式紅外探測(cè)，兩者在智能家居中有著不同的應(yīng)用方式。主動(dòng)式紅外探測(cè)，是通過紅外線發(fā)射器發(fā)出一束或多束經(jīng)過調(diào)制處理的平行紅外光束，由紅外線接收器進(jìn)行接收并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)發(fā)送給報(bào)警控制器，若傳輸區(qū)間出現(xiàn)障礙物，就會(huì)觸發(fā)報(bào)警。主動(dòng)式紅外探測(cè)在家庭報(bào)警系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，比如在陽(yáng)臺(tái)的兩端各安裝紅外發(fā)射及接收器，只要有人翻越陽(yáng)臺(tái)，馬上就會(huì)觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，讓主人在第一時(shí)間做好戒備。紅外線傳輸作為一種無線通訊技術(shù)，還可以應(yīng)用于家電設(shè)備之間的數(shù)據(jù)

33、傳輸方面，比如音頻傳輸。無線紅外技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是帶寬大，甚至要超過其它幾種主流無線技術(shù)，這就意味著采用紅外無線技術(shù)的音頻產(chǎn)品可以不用壓縮來傳輸大容量的音頻信號(hào)，可以滿足更高碼率格式的運(yùn)行。它具有以下特點(diǎn)： 1紅外線為不可見光，使用紅外遙控不會(huì)相互干擾，也不好多無線控制等進(jìn)行干擾。2紅外線隱蔽性和保密性比較好。3. 紅外線遙控的距離比較近。 4紅外線遙控具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，功耗低，制作成本低，應(yīng)用十分廣泛。2.5.2 本地方案智能家居的目的就是控制家居的各種電器設(shè)備，使它們更好的為人們服務(wù)，讓人們的生活更加便利，改善人民的生活質(zhì)量，利用遠(yuǎn)程控制的方法可以再還未到家時(shí)就打開家中的電燈，打開家

34、中的電器，比如讓空調(diào)開始工作，讓微波爐開始工作等。這些工作都可以通過手機(jī)發(fā)送短信來實(shí)現(xiàn)，通過單片機(jī)來控制家電。系統(tǒng)。本課題所研究的家居控制器的集中控制系統(tǒng)功能主要通過家電控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、報(bào)警模塊等來實(shí)現(xiàn)的。本地控制的硬件設(shè)計(jì)利用單片機(jī)系統(tǒng)，利用每個(gè)單片機(jī)對(duì)家電進(jìn)行控制，系統(tǒng)可以通過單片機(jī)的P3口輸出的高低電平進(jìn)行控制，因?yàn)闊舸蠖嘤?20V的交流電控制。利用繼電器進(jìn)行對(duì)燈的開關(guān)的控制，當(dāng)輸出的信號(hào)高時(shí)，繼電器吸合，電路接通，燈亮；當(dāng)單片機(jī)輸出的信號(hào)為低電平時(shí)，繼電器斷開，電路斷開，燈滅。2.6 主機(jī)與分機(jī)整個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)主機(jī)模塊,多個(gè)從機(jī)模塊。在通信過程中每次都由GSM模塊到單片機(jī)系統(tǒng)，

35、主單片機(jī)系統(tǒng)收到信息，然后對(duì)控制指令進(jìn)行處理，主單片機(jī)將信息發(fā)送給各個(gè)單片機(jī)，通過無線傳輸模塊進(jìn)行傳輸，主無線通信模塊向從無線通信模塊，從單片機(jī)將收到的信息跟自己的信息匹配，符合的進(jìn)行通信。任何時(shí)間只有兩個(gè)無線通信模塊進(jìn)行通信。從無線通信模塊再將各種信息發(fā)送到單片機(jī)，單片機(jī)將命令進(jìn)行處理，從而控制家電的通斷和燈的開斷。主機(jī)模塊 分機(jī)模塊一 分機(jī)模塊二分機(jī)模塊N 圖2-3 主從機(jī)圖2.7 本章小結(jié)本章首先說明了系統(tǒng)的總體方案，指出智能家居控制器目標(biāo)主要是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和本地控制的功能。其次簡(jiǎn)述了GSM遠(yuǎn)程控制的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)述了本地控制的方案和組成框圖。第三章 GSM遠(yuǎn)程控制設(shè)計(jì)本文介紹了一種使用手機(jī)短

36、信控制的無線家電控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制。整個(gè)系統(tǒng)用手機(jī)控制單片機(jī)，單片機(jī)控制家中的家電，從而控制家居信息。其主要思路是GSM的遠(yuǎn)程控制和紅外遙控的近程控制的結(jié)合。GSM 模塊收到短信后，通過無線傳輸模塊之間的聯(lián)系，發(fā)送數(shù)據(jù)到單片機(jī)控制系統(tǒng)，由單片機(jī)控制器發(fā)送信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的控制。例如：發(fā)一條短消息就可以控制家中電器的開關(guān)。因?yàn)樾枰刂萍彝ブ械亩鄠€(gè)電器，所以需要建立一個(gè)統(tǒng)一的控制網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)采用無線方式，不會(huì)破壞家庭已有的裝修，有一定的實(shí)用性。3.1 GSM網(wǎng)絡(luò)連接TC35模塊單片機(jī)控制系統(tǒng)無線傳輸模塊GSM網(wǎng)絡(luò) 手機(jī)圖3-1 應(yīng)用結(jié)構(gòu)框圖3.1.1 GSM網(wǎng)絡(luò)GSM系統(tǒng)是目前

37、移動(dòng)通信體制中比較成熟完善且應(yīng)用廣泛的一種系統(tǒng)。GSM的短消息業(yè)務(wù)十分方便，應(yīng)用起來十分的快捷，并且價(jià)格相對(duì)便宜。許多用戶都比較青睞此業(yè)務(wù)，它的應(yīng)用也十分廣泛，已經(jīng)得到廣大系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商和開發(fā)商的重視，未來的發(fā)展前景和應(yīng)用很好。GSM手機(jī)模塊包含GSM MODEM和控制程序兩部分。GSM MODEM主要負(fù)責(zé)建立無線GSM網(wǎng)絡(luò)信道，通過GSM網(wǎng)絡(luò)接收和發(fā)送短消息，它通過串口與單片機(jī)通信。手機(jī)通過短消息與單片機(jī)通信，下面首先介紹一下短消息的通信。3.1.2 短消息的控制接口協(xié)議短消息的控制有兩種方式，文本和PDU模式。消息經(jīng)過十六進(jìn)制的編碼后進(jìn)行傳送。PDU模式有3種編碼形式，其中7-bit編碼發(fā)送A

38、SCII字符，8-bit的作用是發(fā)送數(shù)據(jù)信息。PDU相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)包，它由構(gòu)成消息（SMS）的信息組成。作為一種數(shù)據(jù)單元，它必須包含源/目的地址、保護(hù)（有效）時(shí)間、數(shù)據(jù)格式、協(xié)議類型和正文，正文長(zhǎng)度可達(dá)140字節(jié)，它們都以十六進(jìn)制表示。PDU結(jié)構(gòu)根據(jù)短消息由移動(dòng)終端發(fā)起或以移動(dòng)終端為目的而不同。當(dāng)由移動(dòng)終端發(fā)起時(shí)，PDU的格式為：SMSCPUD類型MRDAPIDDCSVPUDLUD（0140octed）當(dāng)以移動(dòng)終端為目的時(shí)，PDU的格式為：SMSCPDU類型OAPIDDCSSCTSUDLUD（0140octed）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息指的是兩個(gè)對(duì)等消息實(shí)體之間的聯(lián)系，包含6種PDU數(shù)據(jù)，主要對(duì)SMS-D

39、ELIVER分發(fā)消息的解碼和SMS-SUBMIT提交消息的編碼。短消息通信僅限于一個(gè)消息，換言之，一個(gè)消息的傳輸就構(gòu)成了一次通信。因此，業(yè)務(wù)是非對(duì)稱的，一般認(rèn)為移動(dòng)起始短消息傳輸與移動(dòng)終接短報(bào)文傳輸是兩回事。這并不阻礙實(shí)時(shí)對(duì)話，但系統(tǒng)認(rèn)為不同的消息彼此獨(dú)立，消息的傳輸總是由處于GSM外部的短消息服務(wù)中心（SMSC）進(jìn)行中繼，消息有目的地或起源地，但只與用戶和SMSC有關(guān)，而與其他GSM基礎(chǔ)設(shè)施無關(guān)。3.2 GSM與單片機(jī)的模塊設(shè)計(jì)介紹單片機(jī)(MCS51系列)控制TC35(廉價(jià)的GSM模塊)的方法，可以實(shí)現(xiàn)GSM短信的發(fā)送、接受。先介紹一下AT指令，因?yàn)閱纹瑱C(jī)與TC35模塊的通信是又AT指令來完

40、成的。再介紹本系統(tǒng)所用到的單片機(jī)和TC35模塊。3.2.1 AT指令通過AT指令可以完成單片機(jī)通過串口直接與TC35模塊的通信，可以實(shí)現(xiàn)呼叫、發(fā)送短信、傳真的許多業(yè)務(wù)，本系統(tǒng)只需實(shí)現(xiàn)發(fā)送短消息即可。AT指令一般由AT開頭，發(fā)送短消息最后是以+結(jié)束外，其余以回車符結(jié)束的/。響應(yīng)形式都是。AT指令的介紹表3-1 AT命令的語(yǔ)法規(guī)則類型 格式功能測(cè)試命令 AT+CXXX=? 模塊返回由相令或內(nèi) 部處理的參數(shù)和著的范圍列表 讀命令 AT+CXXX? 模塊返回當(dāng)前設(shè)置的參數(shù)值寫命令 AT+CXXX=?模塊返回用戶定義的參數(shù)執(zhí)行命令 AT+CXXX 讀取在GSM內(nèi)部處理器的參數(shù)3.22 短消息模式短消息是

41、移動(dòng)終端通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)收發(fā)簡(jiǎn)短文本信息的一種通信機(jī)制。文本信息可以是漢字，數(shù)字，字母或者符號(hào)以及他們的組合。SMS是由Etsi所制定的一個(gè)規(guī)范(GSM 03.40和GSM 03.38)。當(dāng)使用7-bits編碼的時(shí)候它可以發(fā)送最多160個(gè)字符; 一個(gè)GSM發(fā)送信息需要一些必備的條件，當(dāng)用戶需要發(fā)送短消息時(shí)，確定好發(fā)送內(nèi)容的最終識(shí)別符的地址，確定消息的中心服務(wù)號(hào)碼，才能請(qǐng)求傳輸。3.2.3 發(fā)送/接收例子例 發(fā)送：SMSC號(hào)碼是+00，對(duì)方號(hào)碼是，消息內(nèi)容是“hellohello”。從手機(jī)發(fā)出的PDU串可以是08 91 68 31 08 20 05 05 F0 11 00 0D 91 68 31 5

42、8 81 27 64 F8 00 00 00 06 E8 32 9B FD 46 97 D9 EC 37對(duì)照規(guī)范，具體分析如下表：表3-2 短信發(fā)送PDU字符串對(duì)照表分段含義說明08SMSC地址信息的長(zhǎng)度共8個(gè)八位字節(jié)(包括91)91SMSC地址格式(TON/NPI)用國(guó)際格式號(hào)碼(在前面加+)68 31 08 20 05 05 F0SMSC地址00，補(bǔ)F湊成偶數(shù)個(gè)11基本參數(shù)(TP-MTI/VFP)發(fā)送，TP-VP用相對(duì)格式00消息基準(zhǔn)值(TP-MR)00D目標(biāo)地址數(shù)字個(gè)數(shù)共13個(gè)十進(jìn)制數(shù)(不包括91和F)91目標(biāo)地址格式(TON/NPI)用國(guó)際格式號(hào)碼(在前面加+)68 31 58 81

43、27 64 F8目標(biāo)地址(TP-DA)68，補(bǔ)F湊成偶數(shù)個(gè)00協(xié)議標(biāo)識(shí)(TP-PID)是普通GSM類型，點(diǎn)到點(diǎn)方式00用戶信息編碼方式(TP-DCS)7-bit編碼00有效期(TP-VP)5分鐘06用戶信息長(zhǎng)度(TP-UDL)實(shí)際長(zhǎng)度6個(gè)字節(jié)E8 32 9B FD 46 97 D9 EC 37用戶信息(TP-UD)“hellohello”3.3 AT89C51單片機(jī)采用MCS-51單片機(jī)單片機(jī)是微型計(jì)算機(jī)中個(gè)重要的組成部分，是一種面向大規(guī)模的集成電路芯片。單片機(jī)系統(tǒng)中包括CPU、隨即存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、只讀程序存儲(chǔ)器、輸入輸出電路（I/O口），定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口、顯示驅(qū)動(dòng)電路（LCD和LED

44、驅(qū)動(dòng)電路）、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一個(gè)單塊芯片上，可以完成多個(gè)功能。單片機(jī)要使用特定的組譯和編譯軟件編譯程序，然后需要把程序下載到單片機(jī)內(nèi)。然后單片機(jī)可以完成各種功能。本系統(tǒng)采用AT89C51。AT89C51是可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器，應(yīng)用十分廣泛。單片機(jī)是一個(gè)集成在一個(gè)芯片的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件，并且大部分具有外存，通訊接口、定時(shí)器、時(shí)鐘等。3.3.1 AT89C51主要組成部分1CPU CPU是單片機(jī)的重要部分,它的作用是讀入和分析每條指令,根據(jù)每條指令的功能要求,控制各個(gè)部件執(zhí)行相應(yīng)的操作。AT89C51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)8位的CPU，它主

45、要是由運(yùn)算器和控制器組成。A運(yùn)算器運(yùn)算器主要包括算術(shù)、邏輯運(yùn)算部件、累加器、寄存器、布爾處理器等。B控制器控制器是用來統(tǒng)一指揮和控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作的部件。它的功能是從程序存儲(chǔ)器中提取指令，送到指令寄存。3.3.2 AT89C51的主要特性： 與MCS-51 兼容 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128*8位內(nèi)部RAM 32可編程I/O線 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 5個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電33.3 AT89C51的管腳說明：圖3-2 管腳圖VCC：供電電壓。G

46、ND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位

47、雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸

48、入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下： P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1） P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入） P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電

49、平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。

50、/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器。圖3-3 AT89C52的外圍接口電路3.4 TC35簡(jiǎn)介 TC35是Siemeils公司推出生產(chǎn)的無線通信GSM模塊，TC35自帶RS232通訊接口，可以與單片機(jī)、PC機(jī)連機(jī)通訊。很方便的實(shí)現(xiàn)方案中的短消息的傳輸，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送。3.4.1

51、 TC35的簡(jiǎn)介TC35模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口六部分組成。作為TC35的核心,基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)信號(hào)。其模塊圖如下：天線插FLASHGSM射頻部分GSM基帶處理器電源ASIC 40腳ZIF連接線天線圖3-4 TC35模塊結(jié)構(gòu)圖3.4.2 TC35的使用任何一個(gè)TC35模塊首次使用時(shí),必須要測(cè)試其工作是否正常,由于其自帶RS232接口，可以直接連接。圖3-5 T35啟動(dòng)電路3.5 單片機(jī)控制TC353.5.1 單片機(jī)與TC35通信電路TC35可以通過串口與單片機(jī)通信，因?yàn)樗臄?shù)據(jù)輸入/輸出是串行異步收

52、發(fā)器，有固定的參數(shù)，一位停止位和8位數(shù)據(jù)位，DTE（單片機(jī)）與DCE（TC35通信模塊）可相應(yīng)的RXD、TXD對(duì)應(yīng)直接相連。但TC35工作電壓為3.6V，單片機(jī)工作在5V，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_，必須在接口加電平轉(zhuǎn)換電路。圖3-6 單片機(jī)與TC35通過電路3.5.2 單片機(jī)與TC35的通信AT89C51與TC35之間通過異步串行接口進(jìn)行通信，具有1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、l位停止位，無奇偶校驗(yàn)。TC35模塊的通訊全部采用AT+xxx完成。首先，發(fā)送“AT；然后，改變波特率“AT+IPS=XXXX。進(jìn)行短信模式的設(shè)置，(GSM模塊的短信模式有2種。第1種是：TEXT模式;第2種是：PDU模式。PD

53、U模式可以采用unicode編碼發(fā)送英文、漢字。)，有兩種方式來發(fā)送和接收SMS信息：使用文本模式或者使用PDU(protocol description unit)模式。短信讀?。篈T+CMGR=X回車，如果有短信息,TC35回應(yīng)。 介紹一下短消息的相關(guān)指令，表3-3 短消息相關(guān)AT指令A(yù)T指令 功能AT+CMGC 發(fā)送短消息命令A(yù)T+CMGD 刪除SIM卡的短消息 AT+CMGF 選擇短消息信息格式;AT+CMGL 列出短消息AT+CMGR 讀短消息AT+CMGS 發(fā)短消息AT+CMGW 向SIM內(nèi)存中寫入代發(fā)的短消息AT+CMSS 從SIM內(nèi)存中發(fā)送短消息AT+CNMI 顯示新收到的短消

54、息 AT+CPMS 選擇短消息內(nèi)存AT+CSCA 短消息中心地址AT+CSMP 設(shè)置短消息文本模式參數(shù)短信的發(fā)送方法短信息的發(fā)送分成兩步：1：發(fā)送接收的手機(jī)號(hào)碼,等待應(yīng)答：“ AT+CMGS=號(hào)碼回車(目的地址) TC35回應(yīng)： AT+CMGS=號(hào)碼 2： 輸入短信息的內(nèi)容(只能是英文)：Test 回車AT89C51與TC35之間通過異步串行接口進(jìn)行通信，具有1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、l位停止位，無奇偶校驗(yàn)。3.5.3 AT89C51單片機(jī)TC35的通信過程：1 單片機(jī)啟動(dòng)后，便發(fā)出AT+CMGD=2指令，刪除SIM卡的內(nèi)存的短消息，后發(fā)出命令來讀取新的內(nèi)容，若讀到新的內(nèi)容，則單片機(jī)對(duì)命令進(jìn)行處

55、理，若命令得以完成，將內(nèi)存的信息進(jìn)行刪除。2 當(dāng)單片機(jī)向無線通信模塊發(fā)出命令時(shí)，單片機(jī)同時(shí)可以向GSM模塊發(fā)出AT、AT+CMGF=0、AT+CMGSX一系列的指令。3 系統(tǒng)開始執(zhí)行單片機(jī)的指令?？刂瞥绦蚪邮沾诎l(fā)來的數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)手機(jī)號(hào)碼的權(quán)限，根據(jù)短信的內(nèi)容生成控制機(jī)地址以及控制指令，并通過無線數(shù)傳模塊發(fā)送給單片機(jī)控制系統(tǒng)。36 電源電路的連接因AT89C51需要的是5V的電源，所以采用7805穩(wěn)壓的方法來做+5V工作電壓的電路以提供穩(wěn)定的工作電壓。使用普通的三段變壓器將220V交流電分別變壓成為+9V和+14V的交流電然后經(jīng)橋式整流電路整流輸出。其中提供+5V的電源輸出需要加入穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓

56、。電源電路原理框圖如圖3-6所示。交流電源變壓器整流電路負(fù)載穩(wěn)壓電路濾波電路圖3-7 電源電路原理框圖3.6.1電源電路各部分設(shè)計(jì)（1）橋式整流工作原理在輸入電壓的正半周，其極性為上正下負(fù)，即a點(diǎn)的電位高于b點(diǎn)的電位，二極管D1和D3導(dǎo)通，D2和D4截止，電流i1的通路是a- D1-RL- D3-b。在負(fù)載電阻RL上得到一個(gè)半波電壓，ul=u2。在輸入電壓的負(fù)半周，其極性位上負(fù)下正，即a點(diǎn)的電位低于b點(diǎn)的電位，二極管D2和D4導(dǎo)通，D1和D3截止，電流i2的通路是b- D2-RL- D4-a。在負(fù)載RL上得到一個(gè)半波電壓，ul=-u2。（2）穩(wěn)壓器LM7805CT簡(jiǎn)介L(zhǎng)M7805CT是一種性能

57、可靠的穩(wěn)壓器。輸出電流高達(dá)1.5A；輸出電壓等級(jí)有：5，5.2，6，8，8.5，9，12，15，18，24V。具有熱過載保護(hù)和短路保護(hù)以及輸出傳送SOA（安全操作區(qū)域）保護(hù)。典型應(yīng)用電路如圖3-8所示。圖3-8 LM7508CT應(yīng)用電路引腳1：輸入電壓； 引腳2：輸出電壓； 引腳3：接地。3.62 電源電路的設(shè)計(jì)總的電源電路如圖3-9所示。Vin1Gnd2+5V3LM7805CT470uF470uF0.33uF0.33uFTRANS4 圖3-9電源電路軟件設(shè)計(jì)3.7 軟件設(shè)計(jì)#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsi

58、gned int#define RxIn 90 /定義接收的數(shù)組長(zhǎng)度為90uchar code AT=AT; /握手信號(hào)uchar code ATE=ATE; /關(guān)回顯uchar code AT_CNMI=AT+CNMI=2,1;/設(shè)置這組參數(shù)來了新信息直接顯示到串口，不作存儲(chǔ)uchar code AT_CSCA=AT+CSCA=+00;/設(shè)置服務(wù)中心號(hào)碼uchar code AT_CMGF=AT+CMGF=1;/設(shè)置短信的格式為text格式uchar code AT_CMGR=AT+CMGR=;/讀取短信指令uchar code AT_CMGS=AT+CMGS=;/發(fā)送短信指令uchar c

59、ode AT_CMGD=AT+CMGD=;/發(fā)送短信指令uchar code successfully=Operate Successfully!;/發(fā)送操作成功信息到目標(biāo)號(hào)碼uchar code fail=Operate failed,try again!; /發(fā)送操作失敗信息到目標(biāo)號(hào)碼uchar AT_delete12;uchar AT_Read12; /用來存儲(chǔ)發(fā)送讀取短信指令 uchar AT_SendNumber25; /用來存儲(chǔ)發(fā)送短信號(hào)碼指令uchar numberbuf3; /用來保存短信條數(shù) uchar idata SystemBufRxIn; /儲(chǔ)存出口接收數(shù)據(jù) uchar

60、 CommandBuf6; /用來儲(chǔ)存指令 uchar idata state17; /用來存儲(chǔ)IO口狀態(tài) uchar idata state117; /用來存儲(chǔ)IO口狀態(tài) uchar Rx=0;uint temp; /記錄狀態(tài) uchar temp1; / 用于記錄P0口狀態(tài)uchar temp2; / 用于記錄P2口狀態(tài) bit check=0; /查詢標(biāo)志位 bit receiveready=0; /接收短信標(biāo)志位bit sendready=0; /發(fā)送短信準(zhǔn)備標(biāo)志位bit send=0; /發(fā)送短信標(biāo)志位bit flag=0; /指令標(biāo)志位sbit P3_7=P37;/啟動(dòng)GSM的啟動(dòng)線連IGTsbit realy0=P00;/繼電器1sbit key1=P20; /開關(guān)1sbit key2=P21; /開關(guān)2函數(shù)void Delay_