智能家居控制系統(tǒng)畢業(yè)論文

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1、 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 智能家居管理系統(tǒng) 院 系 ： 電子工程系 專業(yè)（班級(jí)）： 姓名： 學(xué)號(hào): 指導(dǎo)教師： 職稱： 完成日期： 2012年 6 月7日 摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，快節(jié)奏的生活狀態(tài)使得人們?cè)絹?lái)越注重生活的質(zhì)量和品位。如何建立一個(gè)高效率、低成本的智能家居系統(tǒng)已成為當(dāng)今世界的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)外各種類型的智能家居產(chǎn)品越來(lái)越多，其中大部分是基于電話網(wǎng)的安防控制系統(tǒng)。但在我國(guó)，家庭電話用戶正逐步減少，且電話線路易被破壞，故此類產(chǎn)品有一定局限性。隨著電信 GSM 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍

2、的廣闊化、無(wú)縫化、以及手機(jī)的日益普及為基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)提供了巨大的應(yīng)用空間。 本文設(shè)計(jì)了一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)的智能家居控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用 STC單片機(jī)為系統(tǒng)控制核心，對(duì)家庭中出現(xiàn)的意外情況用各種傳感器進(jìn)行采集，通過(guò)GSM模塊把采集到的信息發(fā)送給管理人員，管理員根據(jù)收到的信息發(fā)送相關(guān)指令給GSM模塊來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成意外情況的排除。 關(guān)鍵詞：智能家居；GSM模塊；傳感器；遠(yuǎn)程控制 Abstract With the rapid economic growth, the life of fast rhyt

3、hm state that allows people pay more and more attention to the quality of life and grade. How to build a high efficient, low cost of intelligent household system has become a hot spot in the world today. At present, the domestic and foreign various types of intelligent household products more and mo

4、re, much of which is based on the network security control system. But in our country, family telephone users are reduced gradually, and telephone lines Louis is destroyed, so this kind of product has a certain limitation. With the telecommunications GSM network coverage of the broad, seamless chang

5、e, and the increasing popularity of mobile phone based on GSM network intelligent household system provide great application space. This paper introduces a design based on GSM network of intelligent home control system of the working principles and main function. The SCM system control core STC, t

6、o family of possible accidents with all kinds of sensors for acquisition, through the GSM module gathering the information sent to management personnel, administrator according to receive sending the information related instructions to GSM module to control peripherals, including control specified e

7、lectrical appliances, switch electronic door multiple functions. Practice shows that this system reliable performance, cost is not high, suitable for the general public use, can be widely used in modern residence, has a broad market prospect. Key words：smart home；GSM module；sensor； remote control

8、 目 錄 1 引 言 1 2 系統(tǒng)方案 1 3 硬件電路 2 3.1 主控模塊 2 3.2 通信模塊 3 3.2.1 TC35模塊簡(jiǎn)介 3 3.2.2 TC35模塊與單片機(jī)連接方式 3 3.3 傳感器模塊 4 3.3.1 煙霧傳感器及其特性參數(shù) 4 3.3.2 可燃?xì)怏w泄漏傳感器及其特性參數(shù) 5 3.4 信號(hào)處理電路 6 3.4.1 信號(hào)放大調(diào)理電路 6 3.4.2 采樣保持電路 7 3.4.3 A/D轉(zhuǎn)換電路 7 3.4 現(xiàn)場(chǎng)控制模塊 8 4 系統(tǒng)軟件部分 8 4.1 主程序及中斷程序流程圖 9 4.2 短消息程序設(shè)

9、計(jì) 10 4.2.1 AT指令介紹 10 4.2.2 PDU 編碼規(guī)則 12 4.2.3 短信模式設(shè)置 13 4.2.4 短信的發(fā)送方法 13 5結(jié) 論 13 謝 辭 13 參 考 文 獻(xiàn) 14 附錄 15 V 智能家居控制 1 引 言 21世紀(jì)是信息化的世紀(jì)，各種電信和互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)推動(dòng)了人類文明的巨大進(jìn)步。智能家居開(kāi)始展現(xiàn)在人們的眼前。 目前，國(guó)內(nèi)外各種類型的智能家居產(chǎn)品越來(lái)越多，其中大部分是基于電話網(wǎng)的安防控制系統(tǒng)。但在我國(guó)，家庭電話用戶正逐步減少，且電話線路易被破壞，故此類產(chǎn)品有一定局限性。隨著電信 GSM 網(wǎng)絡(luò)覆蓋

10、范圍的廣闊化、無(wú)縫化、以及手機(jī)的日益普及為基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)提供了巨大的應(yīng)用空間。 本文介紹的數(shù)字化家居控制系統(tǒng)可以使得人們通過(guò)手機(jī)在任何時(shí)候、任意地點(diǎn)對(duì)家中的任意電器（例如：空調(diào)、熱水器、電飯煲、燈光等）進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；你可以在下班途中，預(yù)先將家中的空調(diào)打開(kāi)、讓熱水器提前燒好熱水、電飯煲煮好香噴噴的米飯，而這一切的實(shí)現(xiàn)都僅僅是靠一條短信完成。 本系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)作為主控器件，遠(yuǎn)程控制是基于GSM網(wǎng)絡(luò)短消息通信方式，AT指令作為系統(tǒng)控制命令，單片機(jī)通過(guò)對(duì)收到的信息進(jìn)行解碼來(lái)識(shí)別控制信號(hào)，用戶只需向TC35模塊發(fā)送相應(yīng)指令即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制操作。各種傳感器完成現(xiàn)場(chǎng)信息

11、的采集，利用輸入通道送單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)控；短消息發(fā)送部分采用基于GSM模塊TC35和TI公司的電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232等器件構(gòu)成的移動(dòng)終端的硬件電路，完成短消息收發(fā)功能。 2 系統(tǒng)方案 本設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)由GSM模塊、控制模塊、電源模塊和傳感器模塊組成。單片機(jī)通過(guò)對(duì)傳感器模塊傳送來(lái)的信息進(jìn)行判斷，如果信息異常，則進(jìn)入相應(yīng)中斷，導(dǎo)通相應(yīng)的電控器件，并通過(guò)GSM模塊向用戶發(fā)送報(bào)警信息。同時(shí)用戶也可以根據(jù)需要，發(fā)送短信給GSM模塊來(lái)控制相應(yīng)的家電。系統(tǒng)框圖如圖2-1所示。 GSM網(wǎng)路 采 樣 保 持 A/D 轉(zhuǎn) 換 單

12、片 機(jī) 煙霧 感器 用戶手機(jī) TC35 模塊 可燃 氣體 傳感 器 放 大 調(diào) 理 采樣保持 A/D 轉(zhuǎn)換 家電 家電 控制 模塊 圖2-1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 3 硬件電路 3.1 主控模塊 本系統(tǒng)采用STC89C52RD單片機(jī)為控制核心，單片機(jī)不斷監(jiān)測(cè)有沒(méi)有異常信息，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常信息時(shí)，則進(jìn)入相應(yīng)中斷，利用單片機(jī)通過(guò)UART串口向GSM模塊發(fā)送一系列AT指令并啟動(dòng)GSM模塊發(fā)送報(bào)警短信給用戶。再根據(jù)用戶發(fā)送回來(lái)的指令打開(kāi)相應(yīng)的繼電器來(lái)控制家用電器，完成現(xiàn)場(chǎng)控制和監(jiān)測(cè)任務(wù)。 STC89C52是一種低功耗、

13、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)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STC89C52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。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM

14、內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35Mhz，6T/12T可選。 3.2 通信模塊 3.2.1 TC35模塊簡(jiǎn)介 TC35是西門(mén)子公司推出的一種完整的無(wú)線GSM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、SIM卡支架七部分組成。它可以快速、安全可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)傳輸、短消息服務(wù)（Short Message Service）。模塊的工作電壓為3.3～4.8V。該模塊有AT指令集接口，支持文本和PDU模式的短消息第三組的二類傳真等。此外，該模塊還具有電話簿功能、多方通話、漫游檢

15、測(cè)等功能。常用工作模式有省電模式、IDLE、TALK等模式。通過(guò)獨(dú)特的40管腳ZIF連接器，實(shí)現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音信號(hào)、及控制信號(hào)的雙向傳輸?；鶐幚砥髯鳛門(mén)C35的核心，主要處理GSM終端內(nèi)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中所有的模擬和數(shù)字功能。在不需要額外硬件電路的前提下，可支持FR、HR和EFR語(yǔ)音編碼。 3.2.2 TC35模塊與單片機(jī)連接方式 TC35模塊主要通過(guò)串口與單片機(jī)進(jìn)行連接，從而單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)TC35模塊的控制。雖然TC35的串口提供了許多控制線，但由于考慮到設(shè)計(jì)接口的簡(jiǎn)單性，并且與單片機(jī)的UART進(jìn)行連接，所以采用兩線（TXD、RXD）連接。對(duì)TC3

16、5模塊通信的控制可以通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用軟件實(shí)現(xiàn)控制具有使用靈活等特點(diǎn)，也很好地避免了過(guò)多硬件信號(hào)的檢測(cè)。對(duì)于TC35的其它管腳在不使用的時(shí)候，如果該管腳為輸出時(shí)，一般將該管腳懸空；如果該管腳為輸入管腳，則需要將該管腳通過(guò)10Ω的電阻上拉。另外由于/IGT管腳是控制TC35模塊工作的管腳，所以需要將該管腳上拉，并且將該管腳與單片機(jī)進(jìn)行連接，從而可以通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制TC35模塊的工作狀態(tài)。在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮TC35模塊的電源管腳并連在一起，由于TC35是一個(gè)功能完全的模塊，因此這里不需要做任何的信號(hào)處理和射頻處理。此外，TC35?？斓腎GT管腳是啟動(dòng)腳，與單片機(jī)的ALE管腳相連接。系統(tǒng)加電后為使T

17、C35i進(jìn)入工作狀態(tài),必須在ALE管腳加一個(gè)大于100ms的低脈沖,電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過(guò)1ms。以下為T(mén)C35模塊的接口設(shè)計(jì)。電路如圖3-1所示。 單 片 機(jī) MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片 T C 3 5 模 塊 電源 圖3-1 單片機(jī)與TC35I的連接 3.3 傳感器模塊 3.3.1 煙霧傳感器及其特性參數(shù) 本系統(tǒng)采用離子式煙霧傳感NIS-09C為防火災(zāi)發(fā)生傳感器。它工作可靠、體積小巧，通過(guò)監(jiān)測(cè)煙霧的濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防范。煙霧報(bào)警器內(nèi)部采用離子式煙霧傳感，當(dāng)一定量煙霧進(jìn)入煙霧傳感器

18、的反應(yīng)腔，引起電路電平變化。電路設(shè)計(jì)時(shí)可以在背后設(shè)計(jì)專用的卡口以便地固定在墻體或者天花板上，以便檢測(cè)室內(nèi)有無(wú)火災(zāi)的發(fā)生。如有火災(zāi)發(fā)生，通過(guò)單片機(jī)啟動(dòng)GSM模塊短信報(bào)警，通知戶主。離子式煙霧傳感器是一種技術(shù)先進(jìn)，工作穩(wěn)定可靠的傳感器，為火災(zāi)預(yù)防和早期發(fā)現(xiàn)提供幫助。 特性參數(shù)： 電源電壓是6v（DC），輸出電壓是4.6+0.4v，電流損耗是27+3pA ，靈敏度是0.6+0.1v。 a靈敏度特性 （根據(jù)UL217標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速0.1M/秒） b電源電壓特性（25℃ 60﹪RH） c溫濕度特性 溫度特性（溫度60﹪） d溫度特性（溫度25℃）源： 放射元素是媚241， 放射量是平均33.

19、3KBq.=0.9uCi（29K——37KBq）。 工作環(huán)境：電源電壓是5.0-18.0V（DC），溫度是0-50℃，最大-10-60℃，保存溫度-25-80℃。 3.3.2 可燃?xì)怏w泄漏傳感器及其特性參數(shù) 本系統(tǒng)采用的是MQ-2可燃?xì)怏w傳感器。以其優(yōu)異的穩(wěn)定性，廣闊的測(cè)量范圍，高靈敏度等特點(diǎn)被廣泛的運(yùn)用于家庭，工廠的氣體泄漏監(jiān)測(cè)裝置。通過(guò)設(shè)置在廚房的MQ-2可燃?xì)怏w傳感器，監(jiān)視燃?xì)夤艿?、灶具有無(wú)燃?xì)庑孤?。如有燃?xì)庑孤┘彝タ刂破靼l(fā)出報(bào)警信號(hào)，并聯(lián)動(dòng)關(guān)閉燃?xì)夤艿郎系碾姶砰y。 因MQ-2型氣敏原件對(duì)不同種類，不同濃度的氣體有不同的阻值。因此在使用此類型氣敏元件時(shí)，靈敏度的調(diào)整是很重要的。建

20、議使用1000PPM氫氣或1000PPM者丁烷校準(zhǔn)傳感 特性參數(shù)： 電源電壓是6V（DC），輸出電壓是0.8+0.2V，加熱電壓是5V，加熱功耗900mW。 圖3-2是傳感器典型的靈敏度特性曲線。 圖中縱坐標(biāo)為傳感器的電阻比（Rs/Ro），橫坐標(biāo)為氣體濃度。 Rs 表示傳感器在不同濃度氣體中的電阻值 Ro 表示傳感器在1000ppm 氫氣中的電阻值 3-2 靈敏度特性曲線 工作環(huán)境：電源電壓是6-12V（DC），溫度：0-80℃，保存溫度：-10-70℃。 3

21、.4 信號(hào)處理電路 3.4.1 信號(hào)放大調(diào)理電路 由于NIS-09C和MQ-2傳感器輸出的都是模擬信號(hào)，而單片機(jī)接收的是數(shù)字信號(hào)。所以在把輸出信號(hào)傳送給單片機(jī)之前要對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。對(duì)于傳感器輸出 的模擬信號(hào)，一般要用運(yùn)算放大器對(duì)其進(jìn)行調(diào)理或放大，以滿足A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入模擬量幅值及極性的要求。在本系統(tǒng)中，由于MQ-2的輸出信號(hào)較弱，所以在送A/D轉(zhuǎn)換器處理前要對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行放大調(diào)理。電路圖如上圖3-3所示，運(yùn)算放大器接成電壓放大電路。從傳感器采集過(guò)來(lái)的微弱電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)電壓放大器的放大，得到較強(qiáng)的模擬電壓信號(hào)。采樣時(shí)，把相應(yīng)的模擬電壓信號(hào)從Vin端送進(jìn)LM324A進(jìn)行放大處理后，

22、從Vout端輸出送入采樣保持器再送A/D轉(zhuǎn)換器。 圖 3-3 信號(hào)放大調(diào)理電路 3.4.2 采樣保持電路 傳感器采集的信號(hào)是連續(xù)型的，采集到的模擬信號(hào)變化比較快。由于A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程時(shí)要求保持不變。所以經(jīng)過(guò)放大處理后的信號(hào)要先進(jìn)行采樣保持，然后再送到A/D轉(zhuǎn)換電路，最終完成信號(hào)處理。采樣保持電路如圖3-4。 圖3-4 采樣保持電路 3.4.3 A/D轉(zhuǎn)換電路 經(jīng)氣敏傳感器所檢測(cè)的電壓信號(hào)為模擬信號(hào)，無(wú)法直接被單片機(jī)所識(shí)別，所以在經(jīng)過(guò)放大電路后對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D裝換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)。 A/

23、D轉(zhuǎn)換電路采用了常用的8位8通道數(shù)模轉(zhuǎn)換常用芯片ADC0809，煙霧、可燃?xì)怏w傳感器的輸出端分別接到ADC0809的IN0和IN1。 由于ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51 單片機(jī)直接相連。ADC0809的通道選擇地址由AT89S52的P14～P15輸出直接控制。當(dāng)P2.7=0時(shí)，與寫(xiě)信號(hào)WD共同選通ADC0809。其中ALE信號(hào)與ST信號(hào)連在一起，在WD信號(hào)的前沿寫(xiě)入地址信號(hào)，在其后沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。圖中ADC0809轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)EOC接到AT89S52的INT0引腳，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完成后，EOC變?yōu)楦唠娖?，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，產(chǎn)生中斷。在中斷服務(wù)程序中，將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)送到指定的

24、存儲(chǔ)單元。由于ADC0809片內(nèi)無(wú)時(shí)鐘，故利用8051提供的地址鎖存使能信號(hào)ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得時(shí)鐘。因?yàn)锳LE信號(hào)的頻率是單片機(jī)時(shí)鐘頻率的1/6，如果時(shí)鐘頻率為6MHZ，則ALE信號(hào)的頻率為1MHZ，經(jīng)二分頻后為500KHZ，與ADC0809的典型值吻合。電路圖如圖3-4所示。 圖3-4 A/D轉(zhuǎn)換電路 3.4 現(xiàn)場(chǎng)控制模塊 現(xiàn)場(chǎng)控制模塊主要由繼電器完成，本系統(tǒng)選用D4810型固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器(SSR)與機(jī)電繼電器相比，是一種沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不含運(yùn)動(dòng)零件的繼電器，但它具有與機(jī)電繼電器本質(zhì)上相同的功能。SSR是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無(wú)觸

25、點(diǎn)開(kāi)關(guān)元件，他利用電子元器件的點(diǎn)，磁和光特性來(lái)完成輸入與輸出的可靠隔離，利用大功率三極管，功率場(chǎng)效應(yīng)管，單項(xiàng)可控硅和雙向可控硅等器件的開(kāi)關(guān)特性，來(lái)達(dá)到無(wú)觸點(diǎn)，無(wú)火花地接通和斷開(kāi)被控電路。 固態(tài)繼電器有三部分組成:輸入電路，隔離(耦合)和輸出電路。安輸入電壓的不同類別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。有些輸入控制電路還具有與TTL/CMOS兼容，正負(fù)邏輯控制和反相等功能。固態(tài)繼電器的輸入與輸出電路的隔離和耦合方式有光電耦合和變壓器耦合兩種。固態(tài)繼電器的輸出電路也可分為直流輸出電路，交流輸出電路和交直流輸出電路等形式。交流輸出時(shí)，通常使用兩個(gè)可控硅或一個(gè)雙向可控硅，直

26、流輸出時(shí)可使用雙極性器件或功率場(chǎng)效應(yīng)管。固態(tài)繼電器有壽命長(zhǎng)、可靠性高、靈敏度高、控制功率小、電磁兼容性好、 快速轉(zhuǎn)換、電磁干擾小的優(yōu)點(diǎn)。D4810型繼電器輸入電流為5-40mA，電壓3－30V，額定輸出電流10A，輸出電壓范圍寬為20-220V，滿足項(xiàng)目的要求。 4 系統(tǒng)軟件部分 4.1 主程序及中斷程序流程圖 該系統(tǒng)軟件是基于C語(yǔ)言程序編寫(xiě)調(diào)試 發(fā)送操作失敗短息并提醒用戶重新發(fā)送 根據(jù)指令打開(kāi)相應(yīng)繼電器并發(fā)送操作成功短信 系統(tǒng)上電復(fù)位 各模塊初始化 讀取短信指令 判斷是否有新短息 判斷指令 是否正確 是 否 否 是

27、 圖4-1 主程序流程圖 判斷信息是否異常 執(zhí)行中斷子程序 發(fā)出報(bào)警短息 中斷返回 圖4-2 中斷程序流程圖 4.2 短消息程序設(shè)計(jì) 在本系統(tǒng)中，單片機(jī)通過(guò)串口0向GSM模塊發(fā)送相應(yīng)的AT命令來(lái)實(shí)現(xiàn)短消息的發(fā)送和接收。在介紹具體程序之前，首先簡(jiǎn)單介紹消息相關(guān)的AT命令。 4.2.1 AT指令介紹 短消息發(fā)送命令：AT+CMGC 該命令主要用于短消息的發(fā)送，它提供TEXT形式的短消息的發(fā)送，也提供PDU格式的短消息的發(fā)送，另外它還提供測(cè)試指令。 具體的指

28、令格式下。 AT+CMGS=? 響應(yīng)為OK。該指令主要是用來(lái)進(jìn)行測(cè)試。 AT+CMGS=[,] Text is entered 該命令是用來(lái)發(fā)送基于TEXT格式的短消息。如果發(fā)送成功，則響應(yīng)為：+CMGS:[,]；如發(fā)送失敗，則響應(yīng)為：+CMS ERROR:. 在該命令中，為字符串形式的目的地址，指摘收短消息的手機(jī)號(hào)碼，它的類型由來(lái)確定。為地址類型識(shí)別號(hào)，當(dāng)的第一個(gè)是“+”時(shí)，的值為整數(shù)值“145”，否則的整數(shù)值為“129”.該條令在輸

29、入完前面的參數(shù)后，以回車符號(hào)結(jié)束，接下來(lái)輸入短消息的內(nèi)容，并以字符“Ctrl-Z”結(jié)束，該字符的ASCII碼值為“26”。如果取消發(fā)送，則以字符“ESC”結(jié)束。如果發(fā)送成功，則返回服務(wù)中心的時(shí)間戳，具體可以參看響應(yīng)命令格式。如果發(fā)送不成功，則返回錯(cuò)誤信息。 AT+CMGS= PDU is given 該命令是用來(lái)發(fā)送基于PDU格式的短消息。如果發(fā)送成功，則響應(yīng)為：+CMGS:[,]；如果發(fā)送失敗，則響應(yīng)為：+CMS ERROR:。 在該命令中，首先發(fā)送命令A(yù)T+CMGC=,并以回車符號(hào)結(jié)

30、束，然后等待GSM模塊返回“>”字符，當(dāng)返回“>”字符后，再具體輸入PDU的內(nèi)容，并以字符“Ctrl-Z”結(jié)束，該字符的ASCII碼值為“26”。如果取消發(fā)送，則以字符“ESC”結(jié)束。如果發(fā)送成功，則返回狀態(tài)信息，具體可參看響應(yīng)命令格式。如果發(fā)送不成功，則返回錯(cuò)誤信息。在基于PDU格式的短消息中，所有的參數(shù)均在PDU數(shù)據(jù)包里，具體的數(shù)據(jù)格式在后面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 刪除短消息命令：AT+CMGD (刪除SIM卡內(nèi)存的短消息) 該命令主要用于短消息的刪除，因?yàn)橐话闶謾C(jī)的存儲(chǔ)量或者SIM卡的存儲(chǔ)量是有限的，因此有時(shí)需要?jiǎng)h除已經(jīng)閱讀過(guò)的短消息。它具體提供兩條指令，具體的指令格式如下。 AT+CMG

31、D=? 響應(yīng)為OK。該指令主要是用來(lái)進(jìn)行測(cè)試的。 AT+CMGR=INDEX 該命令主要用來(lái)刪除指定位置的短消息。如果刪除成功，則響應(yīng)為OK，如果刪除失敗，則響應(yīng)為：+CMS ERROR:。 閱讀短消息命令： AT+CMGR 該命令主要用于閱讀短消息的內(nèi)容，它具體提供兩條指令，具體的指令格式如下。 AT+CMGR=? 響應(yīng)為OK。該指令主要用來(lái)進(jìn)行測(cè)試。 AT+CMGR=INDEX 該命令主要用來(lái)閱讀指定位置的短消息。如果操作成功，則響應(yīng)為具體的短消息內(nèi)容，針對(duì)TEXT模式和PDU模式，有不同的響應(yīng)內(nèi)容；如果操作失敗，則響應(yīng)變：+

32、CMS ERROR:。關(guān)于短消息內(nèi)容的解析在后面會(huì)進(jìn)行詳細(xì)介紹。 選擇消息格式命令：AT+CMGF 該命令主要用于設(shè)置短消息的格式，將短消息設(shè)置成TEXT格式或者PDU格式，它具體提供三條命令，具體的指令格式如下。 AT+CMGF=? 響應(yīng)為OK。該指令主要用來(lái)進(jìn)行測(cè)試。 AT+CMGF? 該命令主要用來(lái)讀取格式。如果操作成功，則響應(yīng)為+CMGF:OK。 AT+CMGF= 該命令主要用來(lái)設(shè)置格式。如果操作成功，則響應(yīng)為+OK。當(dāng)mode的值為“0”時(shí)，代表PDU格式；mode的值為“1”時(shí)，代表TEXT格式。 短信

33、中心設(shè)置命令：AT+CSCA 該命令主要用于設(shè)置短信中心，它具體提供三條命令，具體的指令格式如下。 AT+CSCA=? 響應(yīng)為OK。該指令主要用來(lái)進(jìn)行測(cè)試。 AT+CSCA? 該命令主要用來(lái)讀取短信中心的地址。如果操作成功，則響應(yīng)為+CSCA:OK。響應(yīng)中的為短信中心的地址；用來(lái)表示為地址類型識(shí)別號(hào)，可以參照AT+CMGS命令中的含義。 AT+CSCA=,[] 該命令主要用來(lái)設(shè)置短信中心的地址。如果操作成功，則響應(yīng)為+OK。為短信中心的地址；用來(lái)表示

34、為地址類型識(shí)別號(hào)，可以參照AT+CMGS命令中的含義。 以上只列出了短消息操作的一些AT命令，其他AT命令就不再進(jìn)行詳細(xì)介紹了，具體可以參看AT命令手冊(cè)。本系統(tǒng)采用的是PDU短信格式。 4.2.2 PDU 編碼規(guī)則 PDU 模式收發(fā)短信可以使用 3 種編碼：7-bit、8-bit 和 UCS2 編碼。7-bit 編碼用于發(fā)送普通的 ASCII 字符，8-bit 編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息，UCS2 編碼用于發(fā)送 Unicode 字符。一般的 PDU編碼由 A B C D E F G H I J K L M 十三項(xiàng)組成。 A：短信息中心地址長(zhǎng)度，2 位十六進(jìn)制數(shù)(

35、1 字節(jié))。 B：短信息中心號(hào)碼類型，2 位十六進(jìn)制數(shù)。 C：短信息中心號(hào)碼，B+C 的長(zhǎng)度將由 A 中的數(shù)據(jù)決定。 D：文件頭字節(jié)，2 位十六進(jìn)制數(shù)。 E：信息類型，2 位十六進(jìn)制數(shù)。 F：被叫號(hào)碼長(zhǎng)度，2 位十六進(jìn)制數(shù)。 G：被叫號(hào)碼類型，2 位十六進(jìn)制數(shù)，取值同 B。 H：被叫號(hào)碼，長(zhǎng)度由 F 中的數(shù)據(jù)決定。 I：協(xié)議標(biāo)識(shí)，2 位十六進(jìn)制數(shù)。 J：數(shù)據(jù)編碼方案，2 位十六進(jìn)制數(shù)。 K：有效期，2 位十六進(jìn)制數(shù)。 L：用戶數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，2 位十六進(jìn)制數(shù)。 M：用戶數(shù)據(jù)，其長(zhǎng)度由 L 中的數(shù)據(jù)決定。 由于本設(shè)計(jì)發(fā)送的是中文信息，所以 J 中設(shè)定采用 UCS2 編碼，這里

36、是中英文的 Unicode 字符。 4.2.3 短信模式設(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。PDU模式可以采用unicode編碼發(fā)送英文、漢字。本系統(tǒng)采用的是PDU模式。設(shè)置如下： AT+CMFG=1回車 4.2.4 短信的發(fā)送方法 第一步：發(fā)送接收的手機(jī)號(hào)碼，AT+CMGS="13307496548"回車 (接收信息的手機(jī)號(hào))。等待答應(yīng)“>” ；TC35回應(yīng)：“>” 第二部：輸入短信息的內(nèi)容：Test 回車 5 結(jié) 論 本系統(tǒng)借助于GSM網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和單片機(jī)的控制功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)家電的遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。系統(tǒng)充分利用GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋范

37、圍的廣闊化、無(wú)縫化和短消息業(yè)務(wù)，讓用戶可以隨時(shí)隨地的了解住宅情況并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。同時(shí)GSM模塊與控制電路可以集成在同一線路板上，這樣既節(jié)約了成本，又提高了整個(gè)系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性，不僅可用于居民住宅，還可以用于倉(cāng)庫(kù)、廠房與花卉大棚等地方的安防監(jiān)控與電路遠(yuǎn)程控制等，并具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低、適用范圍廣、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。 由于系統(tǒng)是采用繼電器電路控制家電的，所以在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用當(dāng)中布線非常繁瑣，不便于管理。后期可以考慮利用藍(lán)牙或者紅外線對(duì)家電短距離控制。這是系統(tǒng)有待改進(jìn)的地方。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 楊利平.基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程智能家居系統(tǒng)[J].儀器儀表學(xué)報(bào),2009(10):19-32.

38、[2] 張俊.SMS 短消息傳輸?shù)倪h(yuǎn)端控制技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)[J].儀器儀表學(xué)報(bào),2003:29-31. [3] 萬(wàn)福君.單片微機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[M].合肥：中國(guó)科技大學(xué)出版社,1995:156-169. [4] 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社，2000:122-128. [5] 樊昌信.通信原理[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2009.5 [6] 藏春華,邵杰,魏小龍,等.綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京航空航天大學(xué)出版社 2009. [7] 裘嵐.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)用教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2001. [8] 樊天晴.Interne

39、t信息終端技術(shù)的研究[M].蘭州:西北工業(yè)大學(xué),2002. [9] 魏小龍.51系列單片機(jī)接口技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社， 2002. [10] 王琴放.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社：1997:129-136. [11] 徐順成.實(shí)用電子技術(shù)與電子產(chǎn)品匯編[M].北京：電子工業(yè)出版社，1993. [12] 劉松,趙忠,孫學(xué)磊,等.遠(yuǎn)程家庭智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2009:98-106. [13] 李群芳.單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005:152-163. [14] 沙占友.集

40、成化智能傳感器原理與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社.2004. [15] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2006:102-109. 附錄 附1 主要程序代碼 1、MAIN.C 主程序代碼如下： #include #include #include"DataType.h" #include"TC35.h" #include"Public.h" #include"eeprom.h" void main(void) { LED1=0; //注冊(cè)指示燈

41、 開(kāi) Start_GSM(); //開(kāi)啟TC35 Delay_ms(46000); //延時(shí)大約20秒 ,等待模塊聯(lián)網(wǎng)/ UART_init(); //串口初始化/ GSM_INIT(); //對(duì)tc35模塊進(jìn)行初始化 //Write_Password(); Read_Password(); LED1=1; //注冊(cè)指示燈 開(kāi) while(1) { receive_ready(); //此函數(shù)的功能是判斷是否有新短信來(lái),如果來(lái)的話就置位 receiveready 為1

42、 if(receiveready==1) { LED2=0; read_message(); //發(fā)送讀取短信指令 receiveready=0; sendready=1; // LED2=1; } Delay_ms(300); message_read(); //判斷短信,準(zhǔn)備是否回復(fù)短信給目標(biāo)號(hào)碼 if(send==1) { Delay_ms(2000); readcommend(); //讀取短信內(nèi)容,做出相應(yīng)操作：開(kāi)關(guān)繼電器等 sendme

43、ssage(); //發(fā)送回復(fù)短信指令 其中 包含提取對(duì)方手機(jī)號(hào)操作 Delay_ms(1000); delete_message(); //刪除讀短信指令 flag=0; for(Rx=0;Rx

44、 Delay_ms(6000); LED4=1; } } } /******************************************************************************************************************/ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////

45、/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////函數(shù)void receive(void) interrupt 4 using 1;實(shí)現(xiàn)功能:通過(guò)串口接收數(shù)據(jù)/////////////////////////////// /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

46、////////////////////////////// /******************************************************************************************************************/ void receive(void) interrupt 4 { if(RI) { if(Rx

47、*************************************************************************************************** ////////////////////////////////////void int0(void) interrupt 0 ：實(shí)現(xiàn)功能： 實(shí)現(xiàn)緊急短信報(bào)警 ********************************************************************************************************/ void int0(v

48、oid) interrupt 0 { BaoJing=1; LED4=0; } /************************************************************************************** //////////////////////////// ***************************************************************************************/ 2、 TC35.C #include #

49、include #include"datatype.h" #include"public.h" #include"tc35.h" #include"eeprom.h" uchar 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(lái)了新信息直接顯示到串口，不作存儲(chǔ) uchar code AT_CSCA[]="AT+CSCA=\"+8613800516500\""; /

50、/設(shè)置服務(wù)中心號(hào)碼 徐州移動(dòng) +8613800516500 徐州聯(lián)通 +8613010350500 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 code AT_CMGD[]="AT+CMGD="; //刪除短信指令 uchar code successfully[]="Operate Successf

51、ully!"; //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 code danger[]="Danger!!!"; //發(fā)送警報(bào)信息 提示有人闖入、煤氣泄漏、失火的信息 uchar code MyTel[]="+8615152810108"; //我的手機(jī)號(hào)碼 uchar AT_delete[12]; uchar AT_Read[12]; //用來(lái)存儲(chǔ)發(fā)送讀取短信指令

52、 uchar AT_SendNumber[25]; //用來(lái)存儲(chǔ)發(fā)送短信號(hào)碼指令 uchar numberbuf[3]; //用來(lái)保存短信條數(shù) uchar idata SystemBuf[RxIn]; //儲(chǔ)存出口接收數(shù)據(jù) uchar CommandBuf[8]; //用來(lái)儲(chǔ)存指令 uchar Rx=0; // uchar idata state[17]; //用來(lái)存儲(chǔ)IO口狀態(tài) //uint temp; //記錄狀態(tài) //uchar temp1;

53、 //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 bit BaoJing=0; //報(bào)警標(biāo)志位！ /*****

54、*************************************************************************************************************/ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////////////////////////

55、/////////////////////////////////////////// //////////////////////函數(shù)void UART_init;實(shí)現(xiàn)功能:對(duì)串口進(jìn)行初始化//////////////////////////////////////////////// /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /***********************************

56、*******************************************************************************/ void UART_init (void) { TMOD=0x20; //選擇定時(shí)器1 PCON=0x00; ///波特率不加倍 SCON=0x50; //串行工作方式1允許串行接收 TH1=0xFD; //實(shí)驗(yàn)板上晶振位11.0592MHZ,選擇波特率為9600 TL1=0xFD; //在相應(yīng)計(jì)數(shù)器上賦值 EA=1; //總中斷開(kāi)啟 EX0=1; //外

57、部中斷0允許位 IT0=0; //跳變沿觸發(fā)方式，從高-->低的負(fù)跳變有效 ES=1; //串行中斷開(kāi)啟 TR1=1; //開(kāi)啟定時(shí)器1 } /******************************************************************************************************************/ /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

58、///////////////////////// /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //////////////////////函數(shù)void sendchar(uchar ch);實(shí)現(xiàn)功能:發(fā)送一字節(jié)數(shù)據(jù)//////////////////////////////////////////////// //////////////////////////////////////////////

59、///////////////////////////////////////////////////////////////////// /******************************************************************************************************************/ void sendchar(uchar ch) { SBUF=ch; while(TI==0); TI=0; } /********************************************

60、**********************************************************************/ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

61、//// //////////////////////函數(shù)void sendstring(uchar *p);實(shí)現(xiàn)功能:通過(guò)串口發(fā)送字符串///////////////////////////////////// /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /*************************************************************************

62、*****************************************/ void sendstring(uchar *p) { while(*p) { sendchar(*p); p++; } sendchar(0x0D);//? 回車 sendchar(0x0A);//? 換行 } /***********************************************************************************************************

63、*******/ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //////////////////////函數(shù)void Start_GSM(void);實(shí)現(xiàn)功能:對(duì)TC35進(jìn)行

64、啟動(dòng),開(kāi)啟TC35/////////////////////////////////// //功能詳述:單片機(jī)上的IGT管腳是跟TC35的IGT管腳相連;需要啟動(dòng)TC35,必須在 15腳(/IGT)加時(shí)長(zhǎng)至少為100ms的低電平信號(hào), ///且該信號(hào)下降沿時(shí)間小于1ms。啟動(dòng)后，15 腳的信號(hào)應(yīng)保持高電平. /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////////////////

65、////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /******************************************************************************************************************/ void Start_GSM(void) { IGT=0; Delay_ms(1000); IGT=1; Delay_ms(1000); } /*******

66、***********************************************************************************************************/ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////函數(shù)void GSM_INIT(void);實(shí)現(xiàn)功能:初始化TC35模塊/////////////////////////////// //////////////////////////////////////////////////////////////////