移动通信项目化教程课件项目6

1、2022-5-5项目六项目六 单片机温度测试短信系统单片机温度测试短信系统 基于GSM的短信信息服务，是一种在移动网络上传送简短信息的无线应用，是一种信息在移动网络上存储和转寄的过程。由于公众GSM网络在全球范围内实现了联网和漫游，上述系统不需再组建专用通信网络，所以具有实时传输数据功能的短信应用将得到迅速普及。本项目借助该网络平台，设计基于GSM网络的温度数据采集与无线传输系统，利用短信息业务实现数据的自动双向传递。2022-5-5情景一情景一 系统方案设计系统方案设计本系统由数据采集部分、数据接收和发送部分、终端处理部分三个模块组成。数据采集模块将采集到的温度数据存入存储器中。数据收发模块

2、采用双单片机共用EERPOM的方式，单片机2控制数据从存储器转存入EEPROM中；单片机1负责将数据从EEPROM中读出，并经GSM模块2借助GSM网络将数据发送出去。单片机1不仅控制数据的发送，也控制数据的接收。在这里，EEPROM是温度数据临时存储和上传的中转站。终端处理模块负责将接收到的数据交给计算机处理，并将处理后的结果存放到数据库中，以供查询。当终端处理模块需要向GSM模块2发送控制命令时，GSM模块2接收过程正好与上述过程相反，从而实现数据的自动双向传递。 2022-5-5图6.1系统模型2022-5-5情景二 系统工作机制实现 系统采用串口控制SMS的工作机制。单片机与GSM模块

3、一般采用串行异步通信接口，通信速度可设定，通常为19200bps。采用这种RSM232电缆方式进行连接时，数据传输的可靠性较好。RS232接口方式连接，通过串行接口集成电路和电平转换电路与GSM模块连接，电路比较简单，所涉及的芯片包括单片机89C51和电平转换芯片MAX232，是非常常见的接口电路。需要说明的是，该接口通过I2C总线扩展了一个EEPROM存储器芯片AT24C64，它的主要作用是存储数据，而且断电信息也不会丢失，这些特性正是存储数据所必须的。 2022-5-5GSM模块收发短信息所涉及以的AT 2022-5-5EEPROM空间的分配 采用8KB的EEPROM，按照每77个字节为一

4、个块进行划分，共106块，如图2-2所示。 第00、01块留作系统使用，第02块第105块是数据块，用作存放数据。 图6.3 EEPROM空间的分配2022-5-5情景三 程序的设计1. 主函数的设计思路开机上电后，程序在主函数中运行，单片机和GSM模块分别进行初始化。单片机的初始化包括设置串口工作方式、波特率，并初始化变量参数和标志位。GSM模块初始化包括重新启动、关闭回显、设置在TEXT模式下的返回值中不显示详细的头信息、选择短信格式为TEXT模式、开发串口中断准备接收数据。2. GSM返回参数的处理SHELL函数SHELL函数是进入时钟中断程序时被调用时，该函数是对GSM模块返回参数进行

5、处理的函数。根据系统设计的要求，需要对GSM模块进行下列操作：呼叫对方模块号码、发送数据、阅读短信、删除短信。基于以上操作指令，如果操作成功GSM模块会分别返回不同的参数：、+CMGS、+CMGR、OK。根据接收到的不同参数，下位机模块将转向不同的操作步骤，判断并改变标志位的值。比如，如果某时刻接收到，这表明呼叫对方模块号码获得成功，接下来需要发送数据。这时SHELL函数将检查发送不同数据所代表的标志位f_sending、f_ack、f_nack，从而决定需要发送何种类型的数据。2022-5-5 3. 短信数据的处理ExecData函数 进入时钟中断调用SHELL函数时，如果接收到了返回的参数

6、+CMTI，表明上位机模块向下位机模块发送了短信数据，可能是命令帧，也可能是确认帧或者非确认帧。在这种情况下，SHELL函数需要对短信内容进行分析，并根据短信的内容进行不同的处理，负责完成以上功能的就是ExecData函数，它是被SHELL函数调用的，用来分析并处理短信数据。2022-5-5情景四 系统硬件设计1.系统核心控制单元图6.1中，核心控制单元选用具有闪电存储型器的单片机AT89C51有内部RAM，可以作为各种数据区使用，内部闪电存储器存放数字时钟的控制程序。它的主要功能是控制74LS138和74LS47，实现对LED显示器的位控和段控，完成时间的转换计算，并把计算的时间转换到相应的

7、显示段码，控制LED显示器以动态扫描方式进行时、分、秒的显示。AT89系列单片机是ATMEL公司生产的。这是当前最新的一种电擦写8位单片机，与MCS-51系列完全兼容，有超强的加密功能，可完全替代87C51/52和8751/52。AT89系列的优越性在于，其片内闪电存储器的编程与擦除完全用电实现；数据不易挥发，可保存10年；编程/擦除速度快，全4K字节编程只需时3s，擦除时间约用10ms；AT89系列了实现在线编程；也可借助电话线进行远距离编程。AT89C51是一种低功耗、高性能内含4K字节闪电存储器（Flash Memory）的8位CMOS微控制器。这种器件系以ATMEL高密度不挥发存储技术

8、制造，与工业标准MCS-51指令系统和引脚完全兼容。片内闪电存储器的程序代码或数据可在线写入，亦可通过常规的编程器编程。例如，MP-100这样一种经济型的编程器，它支持通用EPROM等各种存储器、PAL、GAL以及INTEL、ATMEL和PHILIPS等各公司的全系列51单片机的编程。ME5103和ME5105仿真器支持AT89系列所有器件的调试、仿真和编程。 2022-5-52.温度采集控制单元MSC1210在许多传统行业中，多路高精度温度采集系统是不可或缺的。电厂、石化行业、钢铁厂以及制药厂等企业使用了大量的各类测温器件，如热电阻、热电偶等，这些器件需要定期校准；在严格执行GMP规范的制药

9、厂等企业，高温灭菌需要定期进行灭菌率的验证；在某些要求进行严格的温度控制的场合，也需要进行多点高精度温度测量。德州仪器（TI）的MSC1210单片机解决了上述问题。它集成了一个增强型8051内核、高达33 MHz的时钟周期、8路24位高精度-A/D转换器、Flash存储器等。作为智能高精度测温模块的核心，MSC1210完成了微弱信号的多路切换、信号缓冲、PGA编程放大、24位-A/D转换、数字滤波、数据处理、信号校准以及SPI通讯等功能。MSC1210集成了一个8通道24位-A/D转换器，采用8051兼容内核。 2022-5-53. GSM模块MZ28MZ28是中兴通讯推出的GSM无线双频调制

10、解调器，主要为语音传输、短信发送和数据业务提供无线接口。MZ28集成了完整的射频电路和GSM的基带处理器，特别适合于迅速开发基于GSM无线网络的无线应用产品。带有人机接口（MMI）界面的应用产品内部与MZ28的通信可通过标准的串行接口（RS232）进行。MZ28使用简单的20-PIN ZIP插座与用户自己的应用系统相连，此ZIP连接方式提供开发所需的数据通信、音频和电源等接口信号。MZ28可以作为无线引擎，嵌入到用户自己的产品当中，用户可以用单片机或其它CPU的UART口，使用相应的AT命令，对模块进行控制，达到使其产品可以轻松进入GSM网络的目的。 2022-5-5情景五SMS的体系结构 G

11、SM标准中定义的点-点短消息服务使得短消息能在移动台和短消息服务中心之间传递。这些服务中心是通过称为SMS- GMSC的特定MSC同GSM网络联系的。 SME：Short Messaging Entity，短消息实体。它可以接收或改善短消息，位于固话系统、移动基站或其他服务中心内； 2022-5-52.移动终接短消息：Mobile Terminated Short Message。 目的地为GSM用户的短消息必须首先从发送方路由至短消息服务中心，然后再被路由至实际地址。 当SMSC有短消息需发送到其某一GSM用户时，它建立一条包含各种利于接收者的信息的SMS-DELIVER报文。此信息包括用户

12、的内容，最初的发送者身份及用于批示短消息已被SMSC接收的时间标记。与MO情形相似，SMS-DELIVER报文将在各种接口上传送。 在达到目的地前，报文的实际路由必须利用MAP/C查询功能获得，采用的是如下方法：SMSC将短消息传到与服务中心相连的SMS网关，网关的选择依赖于它想到在的用户，因为通常网关仅能处理某些用户（某家营运商或某个国家的用户）。这样，用户通过目录号（一般同电话一样）来识别，这些目录号最初是由短消息发送者输入的，这使得SMS网关能识别有关的HLR并查询它。查询是通过发送一个专用报文，即用于短消息的MAP/C SEND ROUTING INFOR报文来实现；对其应答既可采用包含用户正在访问的MSC/VLR的SS7地址的MAP/C SEND ROUNTING INFO FOR SHORT MESSAGE RESULT报文，又可当已知用户此时不可到达时采用拒绝报文。2022-5-5情景六 系统源程序 本系统主要C语言代码如下： /*sms for GSM*/ #include AT89*51.h #include reg51.h #include ATcommend.h #include ExecData.h #include ScanKey.h #include Shell.h #include ReceivePa