基于GSM模块的家庭智能控制系统设计

1、长江职业学院毕业设计（论文）前 言gsm模块由于强大的网络支持，已在家庭智能控制、安防、保全等系统中获得了广泛应用。基于gsm模块的家庭智能控制系统能实时接收用户手机发送过来的控制短信，对家用电器进行控制，如热水器的开关，空调的温度调节等；同时，对于非法的入室盗窃行为也能通过短信、呼叫用户手机等方式通知用户，是一款集家电控制、安保于一体的智能系统。短信息服务作为gsm网络的一种基本业务，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视。本设计以gsm网络作为数据无线传输网络，可以开发出多种前景极其乐观的各类应用。典型的应用有：变电站、电表、水塔、水库或环保监测点等监测数据的无线传输和无线自动警报；

2、远程无线控制高压线路断电器、加热系统、防洪拦阻系统或其它机电系统的启动和关闭；车队交通管理和控制指挥系统；控制和监测香烟、食品和饮料自动售货机的运行状态和存货水平等。使用手机模块利于系统集成，成本较低。在偏远地区、海岛等架设通信线路困难或不经济的地方，工程服务设施也可以自由灵活地设置，不再受地形条件的限制。总之，gsm模块价格低廉、应用广泛，有着诱人的应用前景。本论文在编写过程中得到了老师的大力支持，在此表示衷心感谢。由于时间仓促，加上本人水平有限，文中难免存在错误和不当之处，敬请原谅。目 录一、概述1二、方案选择12.1通信方式的比较12.1.1 pstn12.1.2超短波22.1.3卫星信

3、道22.1.4全球移动通信系统(gsm)32.1.5 gprs通用无线分组业务42.2通信方式的选择4三、方案论证53.1整机框图53.2原理简介63.3主要模块介绍63.3.1单片机介绍(at89s55)63.3.2 tc35i模块介绍73.3.3 lcm12864模块介绍83.3.4热释电红外传感器93.4硬件电路设计分析103.4.1电源及启动电路103.4.2数据通信电路103.4.3语音通信电路113.4.4 sim卡电路123.5软件设计123.5.1 at指令集123.5.2短消息的模式与unicode编码方式143.5.3 pdu编码规则153.5.4程序流程图16四、制作调试

4、164.1安装与焊接164.2调试174.2.1设置短信中心号174.2.2利用gsm modem向普通手机发短信17五、总结18六、参考文献19七、附录207.1电路原理图207.2源程序21摘 要本论文主要通过对远程控制、家庭防盗的几种设计方案进行论述，选出适合本次设计的方案（gsm模块远程无线传输），然后将这一方案进行分析论证。诉述制作过程以及遇到的一些问题、解决方法，制作过后的调试，制作体会、心得等。在方案选择中提出了远程传输控制的几种不同的通信方式（pstn、超短波、卫星信道、gsm移动网络）。并对它们一一作出论述，评比，以及列出了各种方案的优缺点等。在方案论证中，首先对硬件电路进行

5、了整体分析，主要集成电路模块介绍(tc35i模块、液晶模块)，局部电路设计等。其次对软件设计方法进行了具体介绍，包括at指令集、程序流程图及源程序等。在制作与调试单元中，分别对元件的检测，安装方法，焊接过程，硬件电路调试及软件调试方法都做了具体的说明。关键词：gsm模块、单片机、tc35i、at指令35长江职业学院电子信息工程毕业设计（论文）一、概述本系统主要由单片机和gsm短信模块组成，借助最可靠、最成熟的gsm移动网络，以最直观的中文短消息或电话形式，直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。它采用热释电红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形，给火灾时的逃生提供方便。二、方案选

6、择2.1通信方式的比较目前,在数据传输系统设计中，可供选择的通信方式较多，传统使用的有短波、超短波、有线电话和卫星。近些年，随着通信技术的发展，全球移动通信系统gsm以及gprs通用无线分组业务也被用于数据传输系统中。以下对各种通信方式的优缺点进行分析。2.1.1 pstn什么是pstn？即public switched telephone network，意指传统的电话交换网络，是目前全球最普及的电话网络。pstn进行数据通信的原理如图1。图1 pstn数据通信原理图它是通过两端被称作modem的设备将由数据终端进入的低速数据经pstn，用电路交换方式连接至别的用户终端或计算机的。在这种通信

7、方式中，主控计算机通过调制解调器(modem)拨号沟通被控终端，然后再传送数据。pstn组网优点：适用范围广；传输速率高，容量大，没有无线通信中经常遇到的同频干扰问题，传输质量也较高；技术成熟，设备简单，价格低廉。pstn组网缺点：传输时效不甚理想，建立通信要花费30s左右的时间，在系统容量较大时，时效慢的问题相当突出。如果终端电话属农话线路，则线路质量不高，防御自然灾害的能力低；当线路较长时，建设、维修费用也高。pstn属有线通信信道，防雷避雷问题格外重要，若解决措施不得力，电话会构成引雷设备，极易造成设备因雷击而毁坏。只能实现单路数据传输，不能满足多路数据同时传输的要求。传输速率上限只能达

8、到9600bps，不适合批量数据传输的情况。2.1.2超短波超短波通信的传播机理是对流层内的视距传播与绕射传播，由于传播距离较短，常常需要建设中继站进行接力。与pstn组网一样，在超短波信道组建的通信网中，无论是发送端还是接收端，都必须配备无线调制解调器，分别完成音频信号与数字信号之间的相互转换。超短波组网优点：独立性好，完全是自建通信网；技术成熟，设备简单且易于配套，建设周期短；实时性能好。超短波组网缺点：由于是自身建设的通信网，因此需要专业的维护队伍。在用户拥挤的地区(多为经济发达地区)，同频干扰比较严重。山区及远距离的超短波通信需在野外高处建中继站, 雷击是一个突出问题，维护管理极为不便

9、，同时建设费用也比较大。有些地区天线需高挂，从而造成铁塔造价过高。对通信效果差的站点，需建多级中继站级联，这降低了系统的可靠性。2.1.3卫星信道卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站，转发无线电波实现地球站之间相互通信的一种方式，使用频率一般为300mhz300ghz。卫星信道优点：信号传输质量高，通信可靠；覆盖面大，可进行多址通信；通信频带宽；组网灵活机动，在卫星覆盖区域内，通信基本不受地形条件的限制。卫星信道缺点：卫星终端的设备费较高；耗电较大；随着用户增加通信时延较长。当前可供选用的卫星信道有4种：亚洲2号通信卫星信道(vsat)、omni tarcs全线通卫星信道、国际海事卫星信道(

10、inmarsat)和北斗卫星信道。2.1.4全球移动通信系统(gsm) 采用gsm通信方式组建数据传输网，其工作原理与传统的组网方式大体一致，不同的是收发信机换为gsm数传模块。每一次通信由下位机站发起，经过基站接力传输最后到达中心站，整个信息传输过程用户只需要解决好发送端和接收端两个环节，中间的通信是由移动运营商来解决的。用户可以免去以往因自建通信网所带来的维护任务，可以腾出更多的人力和物力来做好系统其他方面的工作。gsm短信息平台组网优点：信道稳定、传输质量好，传输速率可达9600bps以上。系统容量较大，可传输的数据量大，一条短信息所能容纳的数据量最多可达100字节以上。gsm信道无需中

11、继，利用公网，不需自建和维护通信网，组网十分灵活。gsm系统设备体积小、重量轻、功耗低。由于不需要架设室外天线，安装方便，不仅一次性建设投资少，而且维护管理简单，运行费用低。gsm短信息平台组网缺点：受当前gsm网络覆盖的限制，可能有些偏远的站点无法通信组网，因此在进行gsm信道设计时，必须进行测站与gsm基站间的电路测试(估测)；短信息的接收会出现时延的现象，实施时要根据系统规模考虑设置专用服务器，再通过ddn等信道完成数据转发的方案解决瓶颈问题。另外，由于gsm是一个相当复杂的系统，各地的网管和电路质量也不完全一致，因此应重视当地gsm情况的调研，严格遵照gsm07.05、gsm07.07

12、协议编程；对可能发生的意外要有应对策略，比如合理使用数据重发机制、切换至备用信道等措施。2.1.5 gprs通用无线分组业务gprs是gsm系统的无线分组交换技术，不仅提供点对点、而且提供广域的无限ip连接，是一项高速数据处理的技术，方法是以“分组”的形式将数据传送到用户手中。gprs是作为现行gsm网络向第3代移动通信演变的过渡技术，突出的特点是传输速率高和费用低。gprs优点：永远在线。只要激活gprs应用后，将永远保持在线，类似于一种无线专线网络；按量计费。只有产生通信流量时才计费，是一种面向使用的计费，计费方式更加科学合理；快速登录。全新的分组服务，无需长时间的拨号建立连接过程。gpr

13、s缺点：目前网络的覆盖率不够理想；因为是永远在线，对下位机站的供电要求会高一些。2.2通信方式的选择目前可供选择的数据传输信道较多，其中技术比较成熟，运用比较广泛的主要有pstn、gsm、超短波、卫星4种。从通信网的运行维护管理角度来区分，pstn 和gsm通信网属公网，超短波和卫星通信网属专网。当今，gsm移动公网已经成为社会上应用最为广泛的一种通信资源，基于gsm网络的短信息开发应用技术也相当成熟。而短信息在数据传输过程中的堵塞、时延现象，主要出在两个环节上：基站和短信中心，基站由于受容量的限制，在信息超限时会出现排队而导致延时。为此，现在移动短信中心提供了专线接入技术来解决这个传输瓶颈。

14、综上所述，gsm短信息传输数据的应用技术是可行的，并且具有广阔的前景。卫星通信以其独立性好、通信速度快、并发能力强、保密安全性高的优点，正越来越受欢迎，但由于通信费比较高，建成后系统的运行费也较高，限制了其在数据传输方面的应用。不过，现在我国自拥主权的北斗卫星已经将每次的通信费降到每条数据包0.5元，今后还有更大的优惠，因此卫星通信不再是一种高不可攀的通信方式，在通信网设计时可以扬长避短合理利用卫星通信。各种信道的比较如表1特点公网专网pstngsm/gprs超短波卫星建设费用一般低高高通信费用一般低无一般运行维护运行商维护运行商维护建设方维护运行商维护防雷要求很高低高高表1 信道对比表通过对

15、上述各种通信方式的分析比较，所以本人首选了gsm短信息传输作为通信方式。三、方案论证3.1整机框图图2 整体框图本设计主要由单片机系统、tc35i模块、液晶显示模块、热释电红外传感器及继电器等部分组成。整机组成框图如图2所示。3.2原理简介单片机系统图3 系统构成原理图gsm网络用户手机tc35i模块家电本论文设计的基于gsm模块的家庭智能控制系统主要组成部分为单片机系统与tc35i模块。主要原理是单片机采用at指令控制tc35i进行短消息收发，通过gsm移动网络与用户交互。完整电路原理图见附录3.3主要模块介绍3.3.1单片机介绍(at89s55)at89s55作为普通51单片机已与广泛应用

16、于各种产品中，其接口简单，方便使用，且功能强大，容量20k足够满足本系统需求，因此本系统采用at89s55单片机作为主控制芯片。1)at89s55的主要性能l 与mcs-51单片机产品兼容l 20k字节在系统可编程flash存储器l 1000次擦写周期l 全静态操作：0hz33hzl 三级加密程序存储器l 32个可编程i/o口线l 三个16位定时器/计数器l 八个中断源l 全双工uart串行通道l 低功耗空闲和掉电模式l 掉电后中断可唤醒l 看门狗定时器l 双数据指针l 掉电标识符2) at89s55的功能特性描述at89s55是一种低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有20k在系统可编程f

17、lash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at89s55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。at89s55具有以下标准功能：20k字节flash，256字节ram，32位i/o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，at89s55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

18、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。3.3.2 tc35i模块介绍tc35i是siemens公司推出的新一代无线通信gsm模块，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(short message service)和传真。模块的工作电压为3.35.5v，可以工作在900mhz和1800mhz两个频段，所在频段功耗分别为2w（900m）和1w（1800m）。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

19、。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zif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天线连接器，可分别连接sim卡支架和天线。tc35i模块主要由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，可支持fr、hr和efr语音信道编码。tc35i模块的正常运行需要相应的外围

20、电路与其配合。tc35i共有40个引脚，通过zif连接器分别与电源电路、启动与关机电路、数据通信电路、语音通信电路、sim卡电路、指示灯电路等连接。tc35i主要特性与技术指标如下：频段为双频gsm900mhz和gsml800mhz(phase 2/2+)；支持数据、语音、短消息和传真；高集成度(54.5mm36mm3.6mm)；质量为9g；电源电压为单一电压3.34.8v；可选波特率300bps115kbps，动波特率4.8115kbps；电流消耗休眠状态为3.5ma，空闲状态为25ma，发射状态为300ma(平均)，2.5a峰值；温度范围正常操作-20 +55，存放-30 +85；sim电

21、压为3v/1.8v。tc35i有40个引脚，通过一个zif(zero insertion force，零阻力插座)连接器引出。这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、sim卡、音频接口和控制。第114脚为电源部分：15为电源电压输入端vbatt+，610为电源地gnd，11、12为充电引脚，13为对外输出电压(共外电路使用)，14为accu-temp接负温度系数的热敏电阻。2429为sim卡引脚，分别为ccin、ccrst、ccio、ccclk、ccvcc和ccgnd。3340为语音接口，用来接电话手柄。15、30、31和32脚为控制部分：15为点火线igt(ignition)，当

22、tc35i通电后必须给igt一个大于100ms低电平，模块才启动；30为rtc backup，31为power down，32为sync。1623为数据输入/输出，分别为dsr0、ring0、rxd0、txd0、cts0、rts0、dtr0和dcd0。tc35i的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合itu-t rs232接口标准。它有固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bps115kbps之间可选，硬件握手信号用rts0/cts0，软件流量控制用xon/xoff，cmos电平，支持标准的at命令集。3.3.3 lcm12864模块介绍lcm12864液晶显

23、示模块是12864点阵的带字库汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16x16点阵）、128个字符（8x16点阵）及64x256点阵显示ram（gdram）。可与cpu直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8-位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等。外形尺寸item nominal dimen unit 模块体积 937812.5 mm 视域 70.738.8 mm 行列点阵数 12864 dots 1、逻辑工作电压(vdd)：4.55.5v2、电源地(gnd)：0v3、工作温度(ta)：060(常温) / -2075（宽温）4、外部

24、连接图如图：3.3.4热释电红外传感器热释电红外传感器通过目标与背景的温差来探测目标，其工作原理是利用热释电效应，即在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极，在上表面覆以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升t，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压u。常用的热释电红外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶体，如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。热释电红外传感器内部由光学滤镜、场效应管、红外感应源(热释电元件)、偏置电阻、emi电容等元器件组成。其内部结构如图4所示：图4 热释电红外传感器光学滤镜的主要作用是只允许波长在10m左右的红外线(人体发出的红外

25、线波长)通过，而将灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。红外感应源通常由两个串联或者并联的热释电元件组成，这两个热释电元件的电极相反，环境背景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的作用，使其产生的热释电效应相互抵消，输出信号接近为零。一旦有人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，由于角度不同，两片热释电元件接收到的热量不同，热释电能量也不同，不能完全抵消，经处理后输出控制信号。3.4硬件电路设计分析3.4.1电源及启动电路电源电路分为充电电池和稳压电源模块两部分：充电电池主要为整个系统提供3.6v工作电电压，同时产生max3238所需要的高电平；ti公司的三端电

26、源模块ua7806将外部12v直流电源转换为6v，连到zif连接器的11、12引脚，在充电模式下，为tc35i提供6v、500ma的充电电压。启动电路由开漏极三极管和上电复位电路组成。模块上电10ms后(电池电压须大于3v)，为使之正常工作，必须在15脚(/igt)加时长至少为100ms的低电平信号，且该信号下降沿时间小于1ms。启动后，15脚的信号应保持高电平。3.4.2数据通信电路数据通信电路主要完成短消息收发、与pc机通信、软件流控制等功能。tc35i的数据接口采用串行异步收发，符合itu-t rs-232接口电路标准，工作在cmos电平(2.65v)。数据接口配置为8位数据位、1位停止

27、位、无校验位，可以在300bps115kbps的波特率下运行，支持的自动波特率为4.8kbps115kbps（14.4kbps和28.8kbps除外）。tc35i模块还支持rts0/cts0的硬件握手和xon/xoff的软件流控制。数据通信电路以ti公司的max3238芯片为核心，实现电平转换及串口通信功能。ti公司的max3238芯片供电电压为35.5v，符合tia/eia-232-f 和itu v.28标准。具有独特的15kv人体静电保护措施，兼容5v逻辑输入，内含3路接收、5路发送串行通信接口，最大数据传输速率可达250kbps。该芯片的最大特点是，在串行口无数据输入的情况下，可以灵活的

28、进行电源管理，即当forceon(13脚)为低电平、/forceoff(14脚)为高电平时，auto-powerdown plus功能有效。在正常运行模式下，约30秒时间内若芯片在接收和发送引脚没有检测到有效信号，将自动进入powerdown模式，此时耗电1ua。如果forceon和/forceoff引脚均为高电平，那么auto-powerdown plus功能失效。在auto-powerdown plus功能有效的时，如果检测到接收或发送引脚有信号输入，该芯片自动被激活，转入正常工作状态。如果任一接收通道的输入电压高于2.7v或小于-2.7v，或者位于-0.3v0.3v的时间小于30us，则

29、/invalid(15脚)引脚为高电平(数据有效)。如果所有接收通道的输入电压位于-0.3v0.3v的时间大于30us，则/invalid(15脚)引脚为低电平(数据无效)。该芯片的以上特性，满足了tc35i作为移动终端的3路接收、5路发送电路连接要求。在max3238与zif连接器相应引脚连接时，要注意发送、接收引脚连接正确。max3238还需要连接4个0.1uf的电容配合，才能完成电平转换功能。tc35i模块通过rs-232接口各引脚输出的信号有rxd0、cts0、dsr0、dcd0、ring0，输入的信号为txd0、rts0、dtr0。由于tc35i的接口电路使用了9针串口的全部引脚，使

30、tc35i可以获得dtr0、dsr0、dcd0和ring0控制信号。信号ring0用来向蜂窝设备指示接收到unsolicited result code (urc)。通过at指令，可以设置tc35的不同运行模式。3.4.3语音通信电路由于tc35i的gsm基带处理器内集成了音频滤波、adc、dac、语音合成等部分，所以模块语音接口的外围电路连接相对简单。tc35i有两个语音接口，每个接口均有模拟麦克输入和模拟耳机输出。为了适合不同的外设，模块共有6种语音模式，可通过指令atsnfs选择。第一个语音接口的默认配置为votronic hh-si-30.3/v1.1/0手持话筒，语音模式为1(默认)

31、、4、5，其中模式1参数固定。第二个语音接口为头戴式耳机和麦克设置，语音模式为2、3、6。为了防止从麦克风和耳机导线引入高频干扰，影响tc35i的正常运行。设计电路时，在麦克风、耳机、以及手持听筒的插孔处都接有电感。此外，考虑到静电保护的因素，所有语音信号输入端都通过电容与gnd耦合。3.4.4 sim卡电路基带处理器集成了一个与iso7816-3 ic card标准兼容的sim接口。为了适合外部的sim接口，该接口连接到主接口(zif连接器)。在gsm11.11为sim卡预留5个引脚的基础上，tc35i在zif连接器上为sim卡接口预留了6个引脚，所添加的ccin引脚用来检测sim卡支架中是

32、否插有sim卡。当插入sim卡，该引脚置为高电平，系统方可进入正常工作状态。但是目前移动运营商所提供的sim卡均无ccin引脚，所以在设计电路时将引脚ccin与ccvcc相连。在设计中为sim卡布线时，发现了一个值得引起注意问题：如果将sim卡的第四脚ccgnd直接与印刷电路板的gnd相连，不作任何信号的隔离保护，则通话时音量很小。考虑到设计中的电磁兼容和静电保护等因素，为了达到最佳的通话效果，采用在sim支架下，即印刷电路板的顶层敷设一层铜隔离网，该层敷铜与sim卡的ccgnd引脚相连，ccgnd和电路板的gnd之间通过两个并联的电容和电感耦合。此举为sim卡构成了一个隔离地，屏蔽了其他信号

33、线对sim卡的干扰。再进行语音通话时，话音清晰。3.5软件设计3.5.1 at指令集gsm模块通过at命令与单片机通信。所有的at命令(除了重复命令a/以外)都由at开头，除了发送短消息最后是以+结束外，其余的都是以回车符结束的。响应形式都是。表2列出了at命令的语法规则。测试命令at+cxxx=?模块返回由相应写命令或内部处理设置的参数和值范围列表读命令at+cxxx?模块返回当前设置的参数或参数值写命令at+cxxx=?模块返回用户定义的参数值执行命令at+cxxx读取在gsm内部处理器的不变参数表2 at命令的语法规则1.常用初始化指令(1)设置单片机和gsm模块的通信波特率at+ipr

34、=, 是回车符号。指令正确则模块返回ok，是回车换行符号。参数rate可以是300，600，1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。其中300至115200表示固定波特率的数值；当通信波特率超过1200时，可设为0，表示自适应波特率，模块根据单片机的串口数据的波特率调整本身与之相同。本设计中参数rate设为0，单片机的串口的波特率为9600b/s。(2)设置短消息中心号码at+csca=+8613800577500(温州短消息中心)，设置正确则模块返回ok。短消息中心号码可能会因不同手机或不同区域而不同。如果读取短消息服务中心则使用命令at十c

35、sca=?，模块应该返回+csca：8613800577500。(3)设置短消息发送格式at+cmgf=0，设置0代表pdu模式，指令正确则模块返回ok。(4)保存当前的设置at&w。把前面设置的通信波特率、短消息中心号码和短消息发送格式写入模块。2.常用短消息操作指令(1)发送短消息指令。pdu模式中，首先发送短消息数据的长度。at+cmgs=。等待gsm模块返回ascii字符“”，则可将pdu数据输入，pdu数据以+作为结束符，短消息发送成功，模块返回ok。(2)设置短消息到达自动提示at+cnmi=1，1，0，0，1，设置正确则模块返回ok。错误则返回+cms error:。设置此命令可

36、使模块在短消息到达后向单片机发送指令+cmti：sm，index(信息在sim中的存储位置)。(3)读短消息指令。模块接收到新的短消息时，向单片机发送字符串+cmti：sm，index。于是读取该短消息的at命令为at+cmgr=index，则模块返回刚刚收到的pdu格式的短消息内容。(4)删除短消息。由于sim卡只能存储有限条短消息，为防止sim卡中短消息存满而不再接收短消息，收到一条短消息后，在进行数据分析处理后，将此消息立刻删除，删除短消息的指令为at+cmgd=index，删除后模块返回ok。3.5.2短消息的模式与unicode编码方式etsi制定短消息协议作为整个gsm标准中的一部

37、分。该协议为在mt(移动终端，相当于gsm modem)和te(终端设备，相当于单片机或微机)之间传送短消息定义了三种接口协议。分别为block mode(阻塞模式)、text mode(ascii模式)、pdu mode(二进制模式)。阻塞模式是用来封装gsm3.40中定义的sms pdu的二进制协议。该协议包括差错检测，适合应用于终端间的链路受差错控制，连接不是非常可靠的情况。这种模式常见于需要对远方设备控制的情况。阻塞模式有着与另两种模式完全不同特性的协议，当进入此种模式，此状态就将一直保持下去，直到程序主动退出阻塞模式，退出阻塞模式以后将返回到v.25ter命令状态，或者在线命令状态。

38、应用部分组合的二进制串应包含报头和短消息pdu。ascii模式是基于at命令的接口协议，适用于非智能的终端和仿真器，以及一些基于命令结构的应用软件。在ascii模式，所有的at命令都是以ascii码的形式回答的。应用将消息按简单文本传递到ms组成tpdu。ascii模式提供功能比阻塞模式和pdu模式少。ascii模式不需支持或自动传送到达消息给应用，而仅仅是通知消息到达。pdu模式是以16进制编码传输消息块的接口协议，在此模式中，短消息(包括短消息的头部分)都是经过16进制编码的，也即，只有0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，a，b，c，d，e，f这些字符是允许的。西文字符一般是以7位一个

39、字节来表示的，最多有128种组合方式，最常用的表示方法是ascii码。对应ascii码表得到相对应的字符为可见字符。如果使用8个位形成一个字节，那么可能的组合就是256种，也就是ascii码表上的256个字符。英文只需用到ascii码的前128个位置就足以表达全部的字符。用pdu模式收发短消息可以使用三种编码：7-bit编码、8-bit编码和ucs2编码。7-bit编码用于发送普通的ascii字符；8-bit编码通常用于发送数据消息，如图片或铃声等；ucs2编码用于发送unicode字符。由于在本系统中要实现中文短消息的发送，所以选择用ucs2编码，即中文unicode码。unicode是一种

40、统一字符编码标准，采用双字节对字符进行编码。这是apple和xerox公司于1988年建立的一个技术标准。unicode提供了一种简单而又一致的表示字符串的方法。由于unicode用一个16位的值来表示每个字符串，因此总共可以得到65000个字符，这样，它就能够对世界各国的书面文字中的所有字符进行编码，远远超过了单字节字符集的256个字符的数目。这种unicode的特点是所有的字符是以两个字节表示、不仅中文使用两个字节。而且英文也使用两个字节表示。汉字的十六进制pdu编码直接采用汉字的unicode编码，由于汉字的编码是十六位的，当中英文出现在同一短消息的时候，中文每个汉字是十六位的，但是字母

41、和数字是八位的编码，这时统一采用十六位编码，也就是在八位的ascii码前面补0。61h是“a”的ascii码，补齐十六位后的unicode编码为0061h。在vb中得到一个汉字的unicode编码的十六进制可以利用函数hex(ascw(“汉字”)，比如取“电”的编码直接利用函数hex(ascw(“电”)，得到的unicode编码为“7535”。解码也非常的方便利用chrw(&h&7535)，就可以得到所对应的汉字，也就是汉字“电”。本系统采用pdu模式进行收发短消息，统一使用unicode的编码形式。3.5.3 pdu编码规则目前，发送短消息常用text和pdu(protocol data u

42、nit，协议数据单元)模式。使用text模式收发短信代码简单，实现起来十分容易，但最大的缺点是不能收发中文短信；而pdu模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。pdu模式收发短信可以使用3种编码：7-bit、8-bit和ucs2编码。7-bit编码用于发送普通的ascii字符，8-bit编码通常用于发送数据消息，ucs2编码用于发送unicode字符。一般的pdu编码由a b c d e f g h i j k l m十三项组成。a：短信息中心地址长度，2位十六进制数(1字节)。b：短信息中心号码类型，2位十六进制数。c：短信息中心号码，b+c的长度将由a中的数据决定。d：文件头字节，2位十六

43、进制数。e：信息类型，2位十六进制数。f：被叫号码长度，2位十六进制数。g：被叫号码类型，2位十六进制数，取值同b。h：被叫号码，长度由f中的数据决定。i：协议标识，2位十六进制数。j：数据编码方案，2位十六进制数。k：有效期，2位十六进制数。l：用户数据长度，2位十六进制数。m：用户数据，其长度由l中的数据决定。j中设定采用ucs2编码，这里是中英文的unicode字符。3.5.4程序流程图串口初始化主程序开始模块初始化开中断等待中断接收模块返回信息中断处理程序开始发送读指令接收返回信息送显示部分清空接收缓冲区中断返回初始化发送对象发送程序开始输入数据、指令执行发送命令清空发送缓冲区发送返回

44、图2 程序基本流程四、制作调试4.1安装与焊接元器件的安装形多有直立、倒装、卧装、模装等几种。电阻的安装一般采用卧式和立式，高度要统一。瓷片电容和三级管的脚剪的长度要适中，它们不要超过中周高度。电解电容须紧贴线路板立式安装焊接。元器件在印刷电路板上安装，一般按照先小后大，先电阻后电容、先卧后立、先内后外的顺序。焊接时，烙铁应达到足够的热度，没有烧热的烙铁不能急着去焊接，因为此时焊锡不能充分熔化，表面精糙，颜色暗淡，稍微用力就会短裂，造成虚焊。另外，元件、电路板和烙铁接触的时间较长，热量就会过多地传导到印制焊盘和元件上去，导致焊盘翘起来变形，甚至会损坏元件。4.2调试4.2.1设置短信中心号以北

45、京地区为例，短信中心号为：+8613800100500，应向gsm modem 下发数据帧：aa 09 2b 38 36 31 33 38 30 30 31 30 30 35 30 30 （16 进制数据）如果设置成功，gsm modem 应答 aa 09 “+8613800100500”，如果设置不成功，gsm modem 应答 aa 09 error短信中心号设置后，保存在sim 卡上，只需设置一次；也可以在手机上把短信中心号设置好后再装入gsm modem，以后就不用再设置。4.2.2利用gsm modem向普通手机发短信以向手中文信息“测试”为例：首先计算或查

46、表得到“测试”的unicode 编码为：6d4b（测）8bd5（试）；向gsm modem下发数据帧：aa 02 31 33 36 36 31 31 37 34 36 30 32 6d 4b 8b d5gsm modem可能返回于下信息：aa 01 error短信未从gsm modem送出，可能是未登陆网络或sim卡故障。aa 01 ok短信已从gsm modem 送出，但未送达短信中心，可能是信号质量差或天线连接不好。aa 01 send ok短信已送达短信中心，并且短信中心已经下发给接收方。aa 01 success030411102312320304111023

47、1532接收方已经收到短信（注意仅当接收方手机已经设置短信自动应答时才会返回；gsm modem 已设置成短信自动应答）。aa 01 failure0304111023123203041110331532短信中心未能将短信送达接收方或接收方已经收到短信，但其给短信中心的回应短信中心没有收到（注意仅当接收方手机已经设置短信自动应答时才会返回）。一般情况下，由于短信不保证实时性，所以从发送到对方接收到短信可能有5-10秒的延时，使用中建议设置短信超时定时器长度在20-30秒左右。短信发送成功的返回信息：先返回 aa 01 send ok31；如果接收方手机设置了短信自动应

48、答，则在对方收到后返回aa 01 success0304111023123203041110231532。短信发送失败的几种可能返回信息：a. aa 01 errorb. aa 01 okc. aa 01 send ok32后；aa 01 failure0304111023123203041110331532五、总结本次设计切实考虑了家庭控制的需求，针对家庭控制的主要方面而设计的一款新型家庭智能控制及防盗报警系统。设计过程中充分考虑了各种可能出现意外情况，根据具体情况设计了相应的功能。如预设、校时、查询等。操作简单、方便。此系统借助最可靠、最

49、成熟的gsm移动网络，大大减少了误报现象，可靠性强。本设计软、硬件调试已经通过，性能良好。通过本次毕业设计，使我增强了理论与实践结合的能力，设计过程中遇到各种问题在指导老师的帮助下得以解决，锻炼了我的意志，更使我增强了信心。致谢三年的大学阶段很快就要过去了，在我的毕业论文即将完成之际，谨向所有在三年的学习过程中给予我指导和帮助的老师和同学表示深深的谢意。感谢我的班主任邓老师，他对当今前沿科技的敏锐洞察力与高超的技术水平激发了我对科学技术的前所未有的兴趣，引导我走向科学研究的一个崭新的舞台。他在我学习期间不仅传授了我做学问的秘诀，还教会了我做人的准则。这些都将使我终生受益。同时，感谢电子信息工程

50、教研室的其他所有老师。他们身上所体现的敬业精神让我十分钦佩，他们在治学上的严谨和平时在生活学习上对我们大家的照顾也让我十分感动。感谢我的同学们，大学三年和他们的交流，使我的思路更开阔，知识也更丰富！感谢我的家人！三年的寒窗苦读，他们始终在默默地支持着我，关心着我！感谢所有关心、帮助、支持我的人们！路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。我愿在未来的学习和工作过程中，以更加丰厚的成果来答谢曾经关心、帮助和支持过我的所有老师、同学和朋友。六、参考文献1、魏汉勇单片机原理及应用武汉：华中科技在学出版社，20042、胡宴如单片机c语言教程北京：高等教育出版社，20013、张卫钢通信原理与通信技术西安：西安电子

51、科技大学出版社，20034、崔雁松移动通信技术西安：西安电子科技大学出版社，20055、徐敏电子线路实习指导教程北京：机械工业出版社，2003七、附录7.1电路原理图7.2源程序#include c8051f020.h/ sfr declarations#include gb2unicode_char.h#include math.h#include sms.h/uchar code ini_display=0xc4,0xa3,0xbf,0xe9,0xd2,0xd1,0xd5,0xfd,0xb3,0xa3,0xc6,0xf4,0xb6,0xaf,0xa3,0xac,0xbf,0xaa,0xca

52、,0xbc,0xb9,0xa4,0xd7,0xf7;/*main函数开始*void main (void) uchar i,j; unsigned char xdata sms_rec200=0;unsigned char byte_len=0;unsigned char string_len=0;unsigned char xdata gb_len=0;unsigned char ch=4f60597d000a003c676867ab003e;unsigned char xdata rec_buffer200; unsigned char sms_index_high,sms_index_l

53、ow;mcu_ini();led1_close();led2_close();led3_close();inter_enable();baudrate_init();/init the serial portserial1_inter_close();/sound module testserial1_inter_open(); serial0_inter_close(); /test wireless modulesms_receive_flag=0;sms_index_len=0;for(i=0;isms_maxlength;i+) for(j=0;j2;j+) sms_indexij=0;sound_ini();start_gsm();/删除卡内所有短信for(i=1;i10;i+) at_cmgd(0,0+i); for(i=