GSM短消息收发系统的设计与实现毕业论文.doc

目录1绪论.12系统结构框图.23GSM模块设计.23.1TC35I的控制简介.33.2短消息AT指令.33.3收发短消息的模式.44单片机及外围器件的设计.44.1电源电路.44.2单片机主控制电路.54.2.1SoC型单片机STC89C516RD+.54.2.2单片机STC89C516RD+I/O接口电路.64.3单片机与TC35I的硬件接口.74.4实时时钟电路.84.5存储电路.94.5.1存储电路芯片介绍.94.5.2存储电路.104.6看门狗电路.114.6.1看门狗芯片介绍.114.6.2看门狗电路.125系统软件设计.145.1主程序流程.145.2PC与单片机通信部分.145.3短消息收发.156结语.16谢辞.16参考文献：.17附录系统总体电路图.1911绪论近些年来,由于通讯网络的飞速发展,移动通信与实际应用的结合使得各种基于GSM网络的无线监控系统成为当前远距离无线监控领域最为广泛的应用。另一方面,基于嵌入式概念的单片机和PC通过串行口构成的多微机监测系统己经广泛应用于工业控制、数据传输、水利系统、消防治安、智能楼宇、银行金融等方面,这些系统原来大多采用有线网络、短距离无线网络等通信方式,其固有的缺陷很大程度上限制了其使用的场合。GSM短消息业务以其连接简单、费用低廉、覆盖范围广、实现方便等优点得到了广泛的应用。基于GSM短消息业务不需要建立拨号连接，只需把待发的消息加上目的地址发送至短消息中心，再由短消息中心转发到最终目标。结合GSM网络的短信息收发系统解决了上述的不足,具有低成本、可升级和易扩展的特性,能同时满足个体用户和小规模用户的需求,应该具有更良好的应用前景。进入21世纪，移动通信技术以惊人的速度迅猛发展。无论是CDMA、2.5G还是3G，移动通信的发展目标都是在更好的语音通信之外，向用户提供更加丰富多彩的高速无线数据应用。随着GSM移动通信网络的迅速普及和竞争的日益激烈，新技术和新业务的开发和应用已经提到一个十分重要的位置。短消息业务(SMS)是全球移动通信系统GSM的一项基本业务，它利用信令信道传输，不用拨号建立连接，直接把要发的信息加上目的地址发送到短消息服务中心(servicecenter)，由短消息服务中心再发给最终的信宿，是目前应用最广泛的一种通信方案。短信息业务以其连接简单、费用低廉、覆盖范围广、实现方便等优点得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视，基于短消息业务的各种应用也蓬勃发展起来。短消息业务与语音及传真是GSM网络提供的主要电信业务，它通过无线控制信道进行传输，经短消息中心完成存储和转发功能，每条短消息的信息量为140bit。在短消息的可靠传递基础上，GSM专业调制解调器的出现给GSM的发展注入了新的活力，它改变了传统的以语音为主要的通信手段，使GSM网络数据通信得到广泛的应用。目前市场上提供的GSM调制解调器和模块提供了RS232标准数据接口，采用AT指令控制，符合ETSI标准GSM0707和GSM0705。基于这种技术，以GSM网络作为无线传输平台可以开发出多种应用领域。本文对基于GSM短消息收发系统的设计与实现作了具体描述，给出了系统的软硬件设计方案，对主要硬件，即GSM模块TC35i和STC89C516RD+单片机作了重点介绍。给出了系统的软件设计，包括PC与单片机通信部分和短消息收发部分。最后实现系统监控功能。22系统结构框图根据设计要求及方案论证，系统整体电路方框图如图1所示。图1系统整体硬件电路方框图在图1所示的方框图中，单片机系统包括单片机系统芯片STC89C516RD+、时钟芯片DS1302、看门狗芯片MAX6865、以及扩展的32K片外存储器CY62256。CY62256通过地址锁存器74HC573以总线的方式与单片机连接。这样在用C语言编程的时候只需要在程序中把要使用的变量定义为外部（XDATA）变量即可。无需考虑存贮空间的分配以及寻址的方式，使程序设计有所简化。GSM模块采用TC35i，TC35i带有标准的串行通信接口通过MAX232进行电平转换后与单片机进行接口。在本设计中我们的重点是进行短信息的接收与PDU解码。由于TC35i与终端都必须通过串行通信接口与单片机相连，而大多数单片机都只有一个标准的UART接口（也有少部分Soc型单片机如，C8051F系列中的一些芯片以及华邦的W79E225等有两个UART接口，但价格相对较高），因此考虑使用模拟的串行通信口，这样既降低了成本又充分的利用了片内的定时器资源，事实证明这是可行的。3GSM模块设计采用GSM的短信功能，可以使某些控制达到“零距离”。由于短信息的费用低廉，可以取代传统的主机作为服务器进行的信息发送方式，采用GSM模块可以为我们的终端达到设计的要求，即远程控制、终端自动控制的目的。现在详细介绍以下采用单片机（STC89C51RC/RD+系列）控制TC35i模块（廉价的GSM模块）进行发送、接收GSM短信信息的方法，这也是本系统中比较重要的设计环节。电源电路GSM模块接口电路终端看门狗电路信息存储单元电路实时时钟电路单片机系统控制器单片机系统33.1TC35i的控制简介TC35i是西门子公司推出的新一代无线通信GSM模块，它自带RS232通讯接口，可以方便地与PC机、单片机联机通讯。可以快速、安全、可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务和传真。TC35i模块的工作电压为3.3-5.5V，可以工作在900MHZ和1800MHZ两个频段，所在频段功耗分别为2W（900MHZ）和1W（1800MHZ）。模块有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三组的二类传真以及2.4K、4.8K、9.6K的非透明模式。此外，该模块还具有电话簿功能、多方通话、漫游检测功能，常用工作模式有省电模式、IDLE、TALK等模式。通过独特的40引脚的ZIP连接器，实现电源连接、指令、数据、语音信号及控制信号的双向传输。通过ZIF连接器及50欧天线连接器，可以分别连接SIM卡支架和天线。TC35i模块主要有GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块（ASIC）、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。作为TC35i的核心，基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下，可以支持FR、HR和EFR语音信道编码。3.2短消息AT指令AT指令集是由诺基亚、爱立信、摩托罗拉和HP等厂家共同为GSM系统研制的，其中包含了短信息的控制。AT指令用于由终端设备(TE)或数据终端设备(DTE)，发送到终端适配器(TA)或数据电路终接设备(DCE)。设备通过发送AT命令来控制移动台，并与GSM网络业务进行交互。通过AT命令可进行呼叫、短信、电话本、数据业务、补充业务等方面的控制。本文中由单片机发送AT指令来控制GSM模块接收和发送手机短消息。常用短消息相关AT指令及说明如表1所列。表1常用短消息AT指令说明AT指令说明AT+CMGF选择短信格式。0，PDU模式；1,TEXT模式AT+CNMI选择如何接受新短信指令。有新信息来到时，自动提示“+CMTI:”SM”,<index>”AT+CMGR读取短信息，返+CMGR:”RECUNREAD”打头的包含发送方手机号码、时间日期及短信息内容的字符串AT+CMGS发送短信息，消息发送成功则显示“+CMGS:<index>”并返回“OK”AT+CMGD删除短信息，发送“AT+CMGD=<index>”,返回“OK”