【正文】 產(chǎn)的 DSl8B20 數(shù)字溫度傳感器，通過現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測結(jié)果以短信方式發(fā)送至相應(yīng)的監(jiān)控終端 (如手機、 PC 機 )。 系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單 、可靠性高、成本低等特點，可廣泛應(yīng)用于橋梁混凝土測溫、油氣井場、電力電纜火災(zāi)監(jiān)測、糧倉及物資倉庫溫度監(jiān)測。 移動通信的發(fā)展 進入 21 世紀，移動通信技術(shù)以驚人的速度迅猛發(fā)展。無論是 CDMA、 還是 3G，移動通信的發(fā)展目標都是在更好的語音通信之外，向用戶提供更加豐富多彩的高速無線數(shù)據(jù)應(yīng)用。移動通信技術(shù)的進步使得高速的無線數(shù)據(jù)應(yīng)用成為可能?？梢灶A(yù)見，高速的無線數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)展也將使新的移動通信技術(shù)更具吸引力。隨著 的逐漸成熟，世界各國 3G 網(wǎng)絡(luò)的投入研究，基于無線數(shù)據(jù)應(yīng)用的各項服務(wù)展現(xiàn)出其獨 特的魅力。 因此，通過 GSM 短消息業(yè)務(wù) (SMS)作為 GSM(Global System for Mobile munication)網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)，以其連接簡單、費用低廉、覆蓋范圍廣、實現(xiàn)方便等優(yōu)點得到越來越多的系統(tǒng)運營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視，基于短消息業(yè)務(wù)的各種應(yīng)用也蓬勃發(fā)展起來。短消息業(yè)務(wù)與語音及傳真是 GSM 網(wǎng)絡(luò)提供的主要電信業(yè)務(wù)，它通過無線控制信道進行傳輸，經(jīng)短消息中心完成存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能，每條短消息的信息量為 140bit。在短消息的可靠傳遞基礎(chǔ)上， GSM 專業(yè)調(diào)制解調(diào)器的出現(xiàn)給 GSM 的發(fā)展注 入了新的活力，它改變了傳統(tǒng)的以語音為主要的通信手段，使 GSM 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信得到廣泛的應(yīng)用。目前市場上提供的 GSM 調(diào)制解調(diào)器和模塊提供了 RS232 標準數(shù)據(jù)接口，采用 AT 指令控制，符合 ETSI 標準 GSM0707 和 GSM0705?；谶@種技術(shù)，以 GSM 網(wǎng)絡(luò)作為無線傳輸平臺可以開發(fā)出多種應(yīng)用領(lǐng)域。 單片機技術(shù) 單片微型計算機 (Single Chip Microputer)簡稱單片機 ,是指在一塊芯片上集成沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 了中央處理器 CPU、隨機存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM或 EPROM、定時 /計數(shù)器、中斷控 制器以及串行和并行 I/O接口等部件 ,構(gòu)成一個完整的微型計算機。目前 ,新型單片機內(nèi)還有 A/D及 D/A轉(zhuǎn)換器、高速輸入 /輸出部件、 DMA通道、浮點運算等特殊功能部件。由于它的結(jié)構(gòu)和指令功能都是按照工業(yè)控制要求設(shè)計的 ,特別適用于工業(yè)控制及數(shù)據(jù)處理場合 ,因此確切的稱謂應(yīng)是微控制器 (Microcontroller),單片機只是其習(xí)慣稱呼。 單片機技術(shù)的特點 [1] 單片機由于將 CPU、 內(nèi)存和一些必要的接口集成到一個芯片上 ， 并且面向控制功能將結(jié)構(gòu)作了一定的優(yōu)化，所以它有一般芯片不具有的特點： ①體積小、重量 輕。 ②電源單一、功耗低。 ③功能強、價格低。 ④全部集成在一塊芯片上，布線短、合理。 ⑤ 數(shù)據(jù)大部分在單片機內(nèi)傳送、運行速度快，抗干擾能力強，可靠性高。 單片機技術(shù)的發(fā)展方向 自從 1971年微型計算機問世以來，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷進步，微型機主要向兩個方向發(fā)展：一個向高速度，高性能的高檔微型計算機方向發(fā)展。一個向穩(wěn)定可靠，小而廉價的單片機方向發(fā)展。 單片機技術(shù)的應(yīng)用 按照單片機的特點 ,單片機可分為單機應(yīng)用和多機應(yīng)用。單機應(yīng)用領(lǐng)域包括測控系統(tǒng)、智能儀表、機電一體化 產(chǎn)品、智能接口和智能民用產(chǎn)品等。多機應(yīng)用領(lǐng)域包括功能集散系統(tǒng)、并行多機處理和局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 GSM 網(wǎng)絡(luò)及 GSM 短消息業(yè)務(wù)的概述 GSM 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 GSM 數(shù)字移動通信系統(tǒng)源于歐洲。早在 80 年代初，歐洲已有幾大模擬蜂窩移動系統(tǒng)在運營，例如北歐的 NMT（北歐移動電話）和英國的 TACS（全接入通信系統(tǒng)），西歐其他各國也提供移動業(yè)務(wù)。但是模擬系統(tǒng)有一些限制：第一，盡管在 80 年代初的過低估計下，移動業(yè)務(wù)的潛在需求也遠遠超過當(dāng)時模擬蜂窩網(wǎng)的預(yù)計容量；第二，運營中的不同系統(tǒng)不能向用戶提供兼容性：一個 TACS 終端不能進入 NMT 網(wǎng)，一個 NMT 終端也不沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 能進入 TACS 網(wǎng)。為了方便全歐洲統(tǒng)一使用移動電話，需要一種公共的系統(tǒng)。 1982 年 在 歐 洲 郵 電 行 政 大 會 （ CEPT ） 上 成 立 “ 移 動 特 別 小 組 ”（ Group Special Mobile）簡稱“ GSM”，開始制定使用于泛歐各國的一種數(shù)字移動通信系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范。 1990 年完成了 GSM900 的規(guī)范，產(chǎn)生一套 12 章規(guī)范系列。隨著設(shè)備的開發(fā)和數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)的建立， GSM 逐漸演變?yōu)椤叭蛞苿油ㄐ畔到y(tǒng)”(Global System for Mobile Communications)的簡稱。 GSM 可以說是一種數(shù)字蜂窩無線電系統(tǒng)。是可以使任何人在任何地理位置同任何其他人進行通信的一種邏輯的科學(xué)技術(shù)。蜂窩網(wǎng)為我們?nèi)祟惖囊苿油ㄐ牌鸬搅瞬豢珊鲆暤闹卮笞饔谩?GSM 是第二代移動通信技術(shù)，其開發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個移動電話網(wǎng)絡(luò)標準，讓用戶使用一部手機就能行遍全球。我國于 20 世紀 90 年代初引進并采用此項標準，此前一直是采用模擬蜂窩移動通信技術(shù)，即第一代 GSM 技術(shù)（ 2021年 12 月 31 日我國關(guān)閉了模擬蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)）。目前，中國移動、中國聯(lián)通各擁有一個GSM網(wǎng)絡(luò)，是世界上最大的移 動通信網(wǎng)絡(luò)。 GSM 系統(tǒng)包括 GSM900（ 900MHZ）、 GSM1800（ 1800MHZ）、 GSM1900（ 1900MHZ）等幾個頻段。 GSM 系統(tǒng)有幾項重要的特點：防盜銬能力佳、網(wǎng)絡(luò)容量大、手機號碼資源豐富、通話清晰、穩(wěn)定性強不易受干擾、信息靈敏、通話死角少、手機耗電量低。目前我國主要的兩大 GSM 系統(tǒng)為 GSM900 和GSM1800，由于采用了不同的頻率，所以使用的手機也不盡相同。不過目前大多數(shù)手機基本是雙頻手機，可以自由地在這兩個頻段間切換。歐洲國家普遍采用的系統(tǒng)除了GSM900 和 GSM1800 外還加入了 GSM1900，此時手機為三頻手機。在我國隨著手機市場的進一步發(fā)展，現(xiàn)在也出現(xiàn)了三頻手機。即可以在 GSM900、 GSM1800 和 GSM1900 三個頻段內(nèi)自由的切換，真正達到了一部手機可以暢游全世界的目的。 GSM 網(wǎng)絡(luò)的特點 [2] 1. 頻譜效率。由于采用了高效調(diào)制器、信道編碼、交織、均衡和語音編碼技術(shù)，使系統(tǒng)具有高頻譜 效率。 。由于每個信道傳輸帶寬增加，使同頻復(fù)用栽干比要求降低至 9dB，故 GSM系統(tǒng)的同頻復(fù)用模式可以縮小到 4/12 或 3/9 甚至更?。M系統(tǒng)為 7/21）；加上半速率話音編碼的 引入和自動話務(wù)分配以減少越區(qū)切換的次數(shù)，使 GSM 系統(tǒng)的容量效率（每兆赫每小區(qū)的信道數(shù)）比 TACS 系統(tǒng)高 3～ 5倍。 。鑒于數(shù)字傳輸技術(shù)的特點以及 GSM 規(guī)范中有關(guān)空中接口和話音編碼的沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 定義，在門限值以上時，話音質(zhì)量總是達到相同的水平而與無線傳輸質(zhì)量無關(guān)。 。 GSM 標準所提供的開放性接口，不僅限于空中接口，而且報刊網(wǎng)絡(luò)直接以及網(wǎng)絡(luò)中個設(shè)備實體之間，例如 A接口和 Abis 接口。 。通過鑒權(quán)、加密和 TMSI 號碼的使用，達到安全的目的。鑒權(quán)用來驗證用戶的入網(wǎng)權(quán)利。 加密用于空中接口，由 SIM 卡和網(wǎng)絡(luò) AUC 的密鑰決定。 TMSI 是一個由業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)給用戶指定的臨時識別號，以防止有人跟蹤而泄漏其地理位置。 ISDN、 PSTN 等的互連。與其他網(wǎng)絡(luò)的互連通常利用現(xiàn)有的接口，如 ISUP 或TUP等。 7. 在 SIM 卡基礎(chǔ)上實現(xiàn)漫游。漫游是移動通信的重要特征，它標志著用戶可以從一個網(wǎng)絡(luò)自動進入另一個網(wǎng)絡(luò)。 GSM 系統(tǒng)可以提供全球漫游，當(dāng)然也需要網(wǎng)絡(luò)運營者之間的某些協(xié)議，例如計費。 在 GSM 系統(tǒng)中，漫游是在 SIM 卡識別號以及被稱為 IMSI 的國際移動用戶識別號的基 礎(chǔ)上實現(xiàn)的。這意味著用戶不必帶著終端設(shè)備而只需帶其 SIM 卡進入其他國家即可。終端設(shè)備可以租借，仍可達到用戶號碼不變，計費帳號不變的目的。 GSM 網(wǎng)絡(luò)的功能 GSM 是一種多業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可依據(jù)用戶要傳輸信息的特點，提供各種形式的通信。傳統(tǒng)上，我們將話音業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分開：話音業(yè)務(wù)中，信息是話音，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)包括電文、圖像、傳真、計算機文件和消息等。另外， GSM 提供了一組非傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，即短消息業(yè)務(wù)。 1． 話音業(yè)務(wù) GSM 提供的最重要的業(yè)務(wù)是電話業(yè)務(wù)，它使 GSM 用戶和通過普通電話網(wǎng)可達到的 任何電話用戶間能進行雙向語音呼叫。根據(jù) GSM 的術(shù)語，緊急呼叫是電話演變來的一項單獨業(yè)務(wù)。它允許用戶通過一個簡單固定的步驟就可找到附近的緊急服務(wù)部門（如警察局或消防部門）。 由電話發(fā)展而來的另一項業(yè)務(wù)是話音留言。 GSM 規(guī)范未將該業(yè)務(wù)定義為一項單獨業(yè)務(wù)，但許多運營者將其作為一項基本業(yè)務(wù)。 2． 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 作為 ISDN 的繼承者， GSM 從一開始設(shè)計就提供了多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。只要無線傳輸允許，它基本上包括了提供給固定電話用戶和 ISDN 用戶（包含一些專用網(wǎng)，如分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)）的絕大多數(shù)業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的分類主要取決于 ：可能的通信方（電話網(wǎng)、 ISDN 網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)用戶），端到端信息流的特性（原始數(shù)據(jù)、傳真、可視圖文、智能電報?），傳輸方式（分組或電路交換，端到端數(shù)字傳輸或利用音頻調(diào)制解調(diào)器，同沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 步或異步傳輸）以及終端的特性等等。 依據(jù)通信用戶所連接的網(wǎng)絡(luò)類型可分為以下五種： a、 與 PSTN 用戶的連接 b、 與 ISDN 用戶的連接 c、 GSM用戶間的連接 d、 與分組交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)（ PSPDN）用戶的連接 e、 與電路交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)（ CSPDN）用戶的連接 3．短消息業(yè)務(wù) 1） GSM 能傳輸點對點短消息，并能區(qū)分接收短 消息的“移動臺被呼點對點短消息業(yè)務(wù)”（ SMSMTPP）和使 GSM 用戶能向另一 GSM 用戶發(fā)短消息的“移動臺呼叫點對點短消息業(yè)務(wù)”（ SMSMO/PP）。 2）另一種短消息業(yè)務(wù)是“蜂房廣播短消息業(yè)務(wù)（ SMSCB），它能以固定的時間間隔將一般的短消息向給定地理區(qū)域中所有用戶廣播。 4． 附加業(yè)務(wù) 附加業(yè)務(wù)修改、豐富了基本業(yè)務(wù)，主要允許用戶選擇網(wǎng)絡(luò)處理主呼 /被呼呼叫的方法，或提供給用戶一定信息使之能智能地利用業(yè)務(wù)。這些功能不是 GSM 特有的，也不是無線蜂窩特有的，絕大部分是直接繼承固定網(wǎng)絡(luò)，少部分在需 要適應(yīng)移動性時作了修改。 GSM 的最終目標是提供廣泛的附加業(yè)務(wù)。具體說來，有如下附加業(yè)務(wù)。 阻塞所有呼出呼叫（ BAOC）：可禁止任何呼叫。 呼叫保持（ HOLD） 阻塞所有呼入呼叫（ BAIC） 移動臺不能被找到時呼叫轉(zhuǎn)發(fā)（ CFNRc） 移動用戶忙時呼叫轉(zhuǎn)發(fā)（ CFB） 呼叫等待（ CW） 呼叫線路識別顯示（ CLIP） 呼叫線路識別限制（ CLIR） 無應(yīng)答呼叫轉(zhuǎn)移（ CFNRy） 連接線識別顯示（ CoLP） 連接線識別禁止（ CoLR） 另外，還有計費、多方會議、閉合用戶組（如 VPN 虛擬用戶網(wǎng)） 5． 本地業(yè)務(wù) 作為一個 GSM 集成終端，它無需網(wǎng)絡(luò)的幫助，就可以完成許多本地功能。例如：縮位撥號，存儲接收的短消息，編輯短消息，自動重復(fù)失敗了的呼叫，自動呼叫應(yīng)答等等。另一點值得注意的是，“ +“鍵的存在，它被指定為代替國際前綴的捷徑。 基于 GSM 短消息業(yè)務(wù) SMS（ Short Message Service）短信息服務(wù)是 GSM（ Global System for Mobile Communication）系統(tǒng)中提供的一種 GSM終端（手機）之間，通過服務(wù)中心 (Service Center)進行文本信息收發(fā)的應(yīng) 用服務(wù)，其中服務(wù)中心完成信息的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能。 短消息業(yè)務(wù)中心是與 GSM 網(wǎng)完全分離的單獨實體 [3]，不但可以服務(wù)于 GSM 客戶，也可服務(wù)于具備接收短消息業(yè)務(wù)功能的固定網(wǎng)客戶，尤其是把短消息業(yè)務(wù)與話音信箱業(yè)務(wù)相結(jié)合，更能經(jīng)濟、綜合地發(fā)揮短消息業(yè)務(wù)的優(yōu)勢。點 點地信息發(fā)送或接收過程即可沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 在 MS 處于呼叫狀態(tài)時進行，也可以在空閑狀態(tài)下進行。短消息也有其容量限制，當(dāng)其在控制信道內(nèi)傳送時，信息量限制為 140個八位組。 短信息服務(wù)作為 GSM 網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)，已得到越來越多的系統(tǒng)運營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視。本設(shè)計以 GSM網(wǎng)絡(luò)作 為數(shù)據(jù)無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，可以開發(fā)出多種前景極其樂觀的各類應(yīng)用。典型的應(yīng)用有：變電站、電表、水塔、水庫或環(huán)保監(jiān)測點等監(jiān)測數(shù)據(jù)的無線傳輸和無線自動警報；遠程無線控制高壓線路斷電器、加熱系統(tǒng)、防洪攔阻系統(tǒng)或其它機電系統(tǒng)的啟動和關(guān)閉；車隊交通管理和控制指揮系統(tǒng)；控制和監(jiān)測香煙、食品和飲料自動售貨機的運行狀態(tài)和存貨水平等。這里選用 GSM 模塊 TC35i，給出其和 PC 機的通信電路；同時，也給出與單片機 AT89C52 制成一款無線 Modem，與 PC 機協(xié)同收發(fā)短信，在 PC 和應(yīng)用系統(tǒng)之間以此 Modem 和 GSM 網(wǎng)絡(luò)為紐帶，實現(xiàn)遠地數(shù)據(jù) 的傳輸。其工作模式如圖 11和圖 12所示。 圖 11 G