基于GSM短消息的远程监控报警系统已处理

基于 GSM 短消息的远程监控报警系统摘 要本文是提出了一种基于 GSM 短消息的远程监控报警系统在给出系统的总体设计的基础上设计了系统的硬件、软件并对其应用领域作了一些探讨和研究利用 GSM 网络作为无线智能控制报警系统的信息传输平台是一种很有效的方法其原理相对简单安全保密性高网络覆盖面广因此与传统的监控系统相比有着其相对独特的优势系统以 GSM 网络作为远程信号的传输平台通过手机向设备发送特定指令的短信设备根据短信内容进行外围部件控制本文对 GSM 网络体系结构作了详细的讲解并且着重讲述对于本课题相对重要的短消息业务的通信原理数据的传输方式最主要是短消息方式短消息的发送和接收是通过 AT 指令来实现的本文讲述了常见的 AT 指令及其使用方法在系统的硬件设计中对主要硬件 TC35i 和单片机 ATMEGA8 及其外围电路进行了比较详细的讲述系统硬件包括 GSM 通信单元 TC35i 经过信息处理单元ATMEGA8 单片机电源单元显示单元报警系统等系统的软件设计主要包括单片机初始化模块初始化短信提取报警电路显示论文的最后的部分以 GSM 短消息的远程控制系统为基础设计出了一套基于 GSM 短消息的远程控制报警系统并给出了此系统应用领域的一些探讨和研究关键字 GSM ATMEGA8 远程控制 AT 指令Remote Monitoring Rlarm System Based On GSM Short MessageUndergraduateSupervisoChen HaoAbstractIn this paper a remote control system based on the GSM short message given the overall system design based on the design of the system hardware and software and its applications made to explore and study GSM network as the platform of the remote signal transmission Made on the GSM network architecture in detail and highlighted the plight of the Communication Theory of the Short Message Service is very important for this topic Data transmission short message the receiving and sending of short messages through AT commands about the common AT commands and their useThe system hardware design detail about the major hardware TC35一 and the ATMEGA8 microcontroller and its peripheral circuits The system hardware consists of GSM communication unit TC35 一 the information processing unit the ATMEGA8 single-chip power supply unit display units isolation control unit System software design including chip initialization module initialization SMS extraction relay control display The last part of the paper-based remote control system of the GSM Short Message to design a remote control system based on the GSM short message and gives some applications of this system to explore and studyKeywordsGSM ATMAGE8 Remote Control AT command目录1绪论 111 研究背景及其意义 112 基于短消息的远程控制系统国内外发展 22系统设计方案 321 系统总体方案设计 322 GSM 模块选择 423 控制单元模块的选择 424 电源模块的选择 43硬件设计 531 电源模块 532 单片机控制模块 633 GSM 模块 6com GSM 模块简介 6com GSM 模块接口 7com GSM 模块指示灯 8com SIM 卡电路 8com GSM 模块开关机 934 显示模块 935 外围模块 936 传感器模块 104基于短消息的远程控制系统软件设计 1141 软件初始化 1142 短信操作 115基于短消息的远程控制系统整机调试 126结论 137参考文献 14致 谢 15附录 161绪论11 研究背景及其意义短消息业务 SMS 作为 GSM Global System for Mobile communication 网络的一种业务以其相对简单费用较低廉覆盖范围广实现比较简单 得到了许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了短消息业务和语音及传真是 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在经过短消息中心完成存储和转发功能上每条短消息的信息量 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 的发展注入了更加新的活力它改变了传统的以语音为主的通信手段让 GSM 网络数据通信得到了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了多种应用领域目前的远程控制主要是以下几种方式短距离长线控制通过市话网通过 Internet 网络通过自组网络 CDPD 网 通过数传电台方式短距离长线控制与通过自组网络 CDPD 网 首先要自行建设通信网络建网初期投资比较巨大运营期间自主维护耗费人力物力也较大信号质量得到了保证效果好相对运营费用高通过市话网和 Internet 方式以现有的网络为主要依托无需自行组建通信网络但是由于市话网和 Internet 难以达到工业现场覆盖面接入网络受到限制局限性相对大网络运行效果取决于网络运营商线路安全不能得到保证其通信效果较好信号量相对大运营费用相对低廉数传电台出现比较早应用很广泛是一种比较不错的无线数传方式但是建网初期投资相对巨大数传电台的传输范围有限而且更加容易受到空间无线信号的干扰信号不能得到保障但数传电台信号传输实时性好运行费用低廉远程控制系统应用非常广泛遍及了国民经济的很多领域而目前这些控制系统无论从成本可靠性稳定性使用方便性还是维护的难易程度等很多方面都不能最大限度的让人满意因此本文把 GSM 网络引入到远程控制系统中提出了基于 GSM 短消息的远程控制报警系统 GSM 网络是现在基于时分多址技术的移动通信体制中最成熟完善的覆盖面最广的功能最强的用户最多的移动通信网络 GSM 短消息业务不再需要建立拨号连接只需要把待发的消息加上目的地址发送到短消息中心再把短消息中心转发成最终目标运用 GSM 短消息实现远程控制可靠性高信号传播距离比较远覆盖面积广而且可以节省建网初期的巨额投资运营期间不需维护网络运行费用低12 基于短消息的远程控制报警系统国内外发展基于 GSM 的短信息服务是一种对移动网络上传送简短信息的无线应用是一种信息对移动网络上的储存与转寄的过程由于 GSM 网络全国范围内联网和漫游具有网络能力强的特点用户无需另外组网在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵建网费用和维护费用同时它对用户的数量也没有限制克服传统的专网通信系统投资成本大维护费用高且网络监控的覆盖范围和用户数量有限的缺陷比起传统集群系统在无线网络覆盖上具有无法的优势加上 GSM 的 SMS 本身具备的数据传送功能都使得这些应用得到迅速的普及利用 GSM 短信息系统进行无线通信还具有双向数据传输功能性能稳定为远程数据传送监控设备的通信提供一个强大的支持平台 GSM 短信息系统智能家居控制从上世纪 80 年代兴起于欧美日本并在 90 年代末进入国内经过十年的孕育与发展特别是住宅产业的进步小区智能化系统在中国显现出风雨欲来的征候近几年以来随着房地产业的火爆给国内智能领域带来发展的机遇众所周知中国人口众多城市住宅建设也多选择密集型的住宅小区方式很多房地产商会站在整个小区的角度来看智能化也就出现了一统天下无所不的智能小区的模式智能家居是以住宅为平台集服务系统结构管理控制一体利用先进的网络通讯技术电力自动化技术无线电技术计算机技术将居家生活有关的各种设备有机结合起来通过网络化的综合管理家中设备来创造一个优质高效环保安全便利节能舒适健康的居住生活环境空间智能家居在保持传统的居住功能的基础上摆脱被动模式成为具有能动性智能化的现代工具它不仅提供全方位的信息交换功能优化了人们的生活方式居住环境帮助人们有效地安排时间节约各种能源实现家电如空调热水器等控制窗帘自控照明控制防盗报警定时控制及电话远程控制计算机控制室内外遥控等智能化家居给创造一个简便的生活方式舒适的生活环境的家居控制手段这样一智能化家庭生活平台这智能化家庭生活平台采用智能家居网络技术操作非常简便用一个手持无线遥控器甚至任何一个电话计算机就能控制家中所有的灯家电调节室内温度设置不同时间窗帘开关控制甚至在外出的汽车上在遥远的外地都能通过这系统达到想控制家中的任何系统目的智能家居控制系统采用先进的电力线载波通讯技术其产品部件安装时须对家中已有的居住环境进行大幅度的改造需复杂的布线及添置新的设备材料只要产品模块接入家中 220V 电力线网络可形成控制系统系统采用模块式设计使用简单的编码指令可轻松进行以低廉的价格安装了基本系统后再根据需要扩展增更多的功能设置进行系统功能添加达到的需求该系统扩充性非常强大智能家居是住宅智能化的核心部分严格意义上讲智能家居系统也是智能小区系统中的一部分智能小区相似智能家居在住户内部同样也是一多功能的系统多子系统可协同配合目前最流行也比较实用的功能子系统有智能照明系统家庭安防系统智能电器控制系统电动窗帘系统等 1 设计方案模块此设计是一个基于 GSM 模块的远程监控报警系统 GSM 就是 global system for mobile communications 电信全球通 全球移动通信系统 也称泛欧数字式移动通信系统 是一种根据欧洲电信标准协会出版 GSM 技术规范建造的国际无线蜂窝网 GSM 模块是将 GSM 射频芯片存储器功放器件基带处理芯片集成在一块线路板上具有独立的基带处理 GSM 射频处理并提供标准接口的功能模块图 1-1 总设计框图22 GSM 模块选择我们设计此系统的前提是基于短信方式简单使用方便价格低的实用性系统而且不需要大批量数据通信使用的 GPRS 通信功能因此我们有两种选择 TC35 模块和 TC35i 模块 TC35 和 TC35i 功能相似但是随着西门子公司对 TC35 系列产品的发展和创新 TC35i 在很多相同的技术领域相对 TC35 更胜一筹TC35i 是 Siemens 公司推出的新一代的无线通信 GSM 模块它可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据短消息服务 SMS 语音传输和传真模块工作电压是 3348 V 可以工作在 900 MHz 与 1800 MHz 两个频段它具有 AT 命令集接口支持文本与 PDU 模式的短消息传真除此之外此模块还具有漫游检测功能电话簿功能多方通话等此模块功能上和 TC35i 兼容而且设计紧凑体积大大地缩小了通过 40PIN 的ZIF 连接器实现电源连接数据指令语音信号以及控制信号的双向传输等模块集射频电路和基带成为一体其组成结构主要分为 6 个部分 GSM 射频模块 GSM 基带处理器闪存供电模块 ASIC ZIF 连接器及天线接口作为 TC35i 的核心基带处理器主要是处理 GSM 终端内的语音和数据信号并且涵盖蜂窝射频设备中所有的模拟和数字功能等23 控制单元模块的选择AT89S52 作为普通 51 单片机已广泛应用于各种产品中其接口简单方便使用且功能强大本系统采用 AT8952 单片机作为控制芯片comIO 最大电压 42V 单片机选择低压工作模式电源电压为 35V 到 5V 系统采用串联二极管方式将 5V 电压降为 42V 为 TC35i 供电再用二 com 片机供电TC35II 在发送和接收时的工作电流峰值可以达到 15A 选用普通的线性电源可能造成电源被突然拉低因此系统选用 LM2576 开关电源模块 LM2676 最大可输出 3A且电源效率维持在 75 以上电源模块设计如图 24-1图 24-1 电源设计框图3硬件设计通过图 1-1 可知硬件系统主要包括传感器电源模块单片机控制模块 GSM 模块显示模块外围模块下面对各个模块进行详细介绍31 单片机控制模块AT89S52 是一种低功耗高性能 CMOS8 位微控制器具有 8K 在系统可编程Flash 存储器使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程亦适于常规编程器在单芯片上拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash 使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活超有效的解决方案 AT89S52 具有以下标准功能 8k 字节 Flash256 字节 RAM32 位 IO 口线看门狗定时器 2 个数据指针三个16 位定时器计数器一个 6 向量 2 级中断结构全双工串行口片内晶振及时钟电路另外 AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作支持 2 种软件可选择节电模式空闲模式下 CPU 停止工作允许 RAM 定时器计数器串口中断继续工作掉电保护方式下 RAM内容被保存振荡器被冻结单片机一切工作停止直到下一个中断或硬件复位为止com-1 GSM 模块接口由上图可以看出 TC35i 接口电路设计相对比较简单进行串口设计时候TC35i 模块串口管脚的工作电平为 CMOS 电平单片机串口管脚工作电平是 TTL 电平串联 2K 的电阻 IGT 是 TC35i 模块的工作状态的控制管脚该管脚首先是通过一个电阻拉高平时该管脚是高电平处在不工作状态另外该管脚同时还和单片机的一般 IO 端口进行连接这样再通过单片机来实现对 TC35i 模块的工作状态进行控制当单片机拉低该管脚时则 TC35i 工作 TC35i 的 SYNC 管脚用来指引 GSM 模块的工作状态连接一个指示灯来指示工作状态com GSM 模块指示灯TC35i 有一个同步信号脚 SYNC32 脚 synchronization signal 该引脚是一个同步信号输出端该引脚输出的信号反应了模块的工作情况本系统在该端通过一个三级管接入 LED