【正文】 0 芯片相連接的 STC12LE5410AD單片機會自動對 CC2500芯片進行初始化，所以在 MSP430F149 微處理器主程序設計中不需要對 CC2500 芯片進行初始化 )。最后將獲取的短消息內容代碼進行轉換。指令格式說明見圖 2。 當 CC2500 射頻通信模塊發(fā)送完確認信息以后，通過執(zhí)行一定的指令將收到的信息進行打包，加密等一些處理后發(fā)送給家庭內部的其他無線通信節(jié)點。 MSP430F149 微處理器和 CC2500 射頻通信模塊之間采用串口進行通信，考慮到串口通信可靠性高，而且 MSP430F149 微處理器和 CC2500 射頻通信模塊之間的通信距離可以忽略不計，數據傳輸的正確性可以得到很大的保證。 CC2500 射頻通信模塊收到返回的確認信息后，將該確認信息通過 UART1串口發(fā)送給 MSP430F149 微處理器， MSP430F149 微處理器將通過發(fā)送相應的 AT 指令驅動 TC35 模塊，將確認信息以短消息的形式發(fā)回給用 戶。該信息將觸發(fā) UART1 串口中斷，在該中斷處理函數中將對應的控制指令標志置為 0。 中斷處理函數執(zhí)行完成之后，程序將重新進入 while 循環(huán)。當 GSM 短消息收發(fā)模塊接收到用戶短消息之后，會通過UART0 發(fā)送一系列與短消息相關的 16 進制數據。 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 14 (2) 主程序設計流程 基于 GSM 短消息方式的智能家庭網關的軟件設計主要是將發(fā)送到 GSM 短消息收發(fā)模塊上的用戶短消息用 MSP430F149 單片機進行解碼，并將代碼進行轉換后，傳輸給 CC2500射頻模塊，然后經 CC2500 射頻模塊將控制信息發(fā)送給家庭內部各個通信節(jié)點，家庭內部各通信節(jié)點收到控制信息后執(zhí)行相應命令，從而實現(xiàn)對家庭內部各家用電器的控制。 CSPY 調試器的工作方式有多種。 Workbench具有以下基本特性：可在 Windows9x/2K/NT 下運行；分層次的項目管理； Windows 風格的可視 化用戶界面；必要時可用 Make 重新編譯、匯編和連接文件： Workbench 的所有工具都完全集成在一起，以方便使用；支持直觀的拖放功能；有超文本風格的操作幫助。 TI 公司的 MSP430 系列微處理器在 Windows 平臺上的調試集成環(huán)境軟件是 IAR 公司的 Embedded Workbench 和 CSPY。 GSM 短消息收發(fā)模塊接口程序分為： UART0 接口初始化； GSM 模塊的初始化；獲取短消息內容的 0、 1 序列；分析 0、 1 序列，獲取其中有用信息并存儲等四部分。 MSP430F149 微處理器的外圍電路包括復位電路、晶體振蕩器電路、 MAX232電平轉換電路以及電源電路。它由以下部分組成：基礎時鐘模塊，包括 1 個數控振蕩器 (DCO)和頻率為 8MHz、 32768Hz的兩個晶體振蕩器；看門狗定時器 Watchdog Timer 可用作通用定時器；帶有 3 個捕捉 /比較寄存器的 16 位定時器 Timer_A 和 Timer_B； 6 個 8 位并行端口，其中 2 個具有中斷功能；兩通道串行通信接口可用于異步或同步 (UART/SPI)模式；具有多達 60KB FLASH ROM 和2KB RAM，便于運算處理。MSP430F149 的中斷源較多，并且可以任意嵌套，使用時靈活方便。 (1) 超低功耗 MSP430F149 運行在 1MHz 時鐘、 條件下時，消耗電流僅 280181。 MSP430F149 內部集成有兩個 UART 模式的通信串口，只需要通過簡單的初始化設置就可以實現(xiàn)通信。 STC12LE5410AD 單片機的 UART 接口通過 MAX232 芯片進行電平轉換后與 MSP430F149 微處理器的 UART1 接口相連接，實現(xiàn)兩者之間的通信。該驅動電路以單片機 STC12LE5410AD 為核心，該單片機具有低功耗，低供電電壓等特點，所需要的供電電壓范圍為 ~。退耦電容的放置及大小對于達到最優(yōu)性能是非常重要的。同一個合適 LC 網絡一起，平衡轉換器元件也將阻抗轉換以匹配 50 歐的天線 (或電纜 )。 CC2500 技術手冊中推薦的應用電路如圖 7 所示，外部元件由表 4 給出。因此 CC2500 是業(yè)界體積最小、功耗最少、外圍元件最少的低成本射頻系統(tǒng)級芯片之一 [9]。在本系統(tǒng)中由于不要求語音通話功能，所以 未設計此部分電路。 復 位 C C R T卡 時 鐘 C C C L K卡 電 源 C C V C C卡 接 地 C C G N D數 據 輸 入 輸 出 C C I O 圖 5 SIM卡接觸點功能圖 (以 TC35I提供的引腳名標注 ) 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 8 在設計中為 SIM 卡布線時，考慮到設計 中的電磁兼容和靜電保護等因素，在 SIM 卡插槽下、印刷電路板的頂層敷設一層銅隔離網，該層敷銅與 SIM 卡的 CCGND 引腳相連，CCGND 和電路板的 GND 之間通過一個電容耦合。為了適合外部的 SIM接口，該接口連 接到主接口 (ZIF 連接器 )。例如 Motorola 公司的 SC21 SIM 卡，其 CPU 為 68H05， ROM 為 6144 比特， RAM 為 12比特， EEPROM 為 2992 比特可擦除， 16 比特不可擦除。 串口通信電路以 SP270 芯片為核心，實現(xiàn)電平轉換及串口通信功能。 表 2 TC35I狀態(tài)指示燈含義 LED 狀態(tài) TC35I 狀態(tài) 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 7 熄滅 處于關閉或睡眠狀態(tài) 600ms 亮 /600ms 熄 SIM 卡沒有 插入或正在搜索網絡 75ms 亮 /3s 熄 已成功登錄網絡，處于待機狀態(tài) 長亮 處于通話中 (語音或者數據 ) (3) 串口通信 [8] 串口通信電路主要完成與控制端 (PC 機或 MCU 等 )通信的功能。啟動過程時序如圖 4所示。 AMS1117 為TI 公司生產的 5V 轉 的電壓轉換芯片。在本課題中，所使用的是輸入交流 220V，輸出直流 5V/2A 的成品開關電源。這 40 個引腳主要分為 5 類，即電源、數據輸入 /輸出、 SIM 卡、音頻接口和控制。 TC35 模塊主要由 GSM 基帶處理器、 GSM 射頻模塊、電源專用集成電路 (ASIC)、閃存、 ZIF 連接器、天線接口六部分組成。模塊的工作電壓為 ~,可以工作在 900HZ 和 1800HZ 兩個頻段。 GSM短消息收發(fā)模塊硬 件設計 目前，國內已經開始使用的 GSM 模塊有 Wave的 WM02 系列、西門子的 TC35 系列、摩托羅拉 (Motorola)的 D D15 系列、中興的 ZXGM18 系列等，而且這些模塊的功能、用法差別不大。 8 位代碼 X AA 112 格式說明如圖 2 所示。當用戶發(fā)送內容為 OPEN TV 的短消息時，家庭內部各個通信節(jié)點并不可能接受和辨別該信息，這時就需要單片機將 GSM 短消息模塊接收的信息“翻譯”成家庭內部通信節(jié)點所能識別的信號，從而控制家庭中的各種家用電器。 對 MSP430F149 單片機進行編解碼編程是本課題的重中之重，它是該智能家庭網關能否正常工作的關鍵所在。微處理器部分采用的是 TI 公司的 MSP430F149,它具有運行速度快、價格低廉、功耗低和封裝小等特點。 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 3 2 智能家庭網關的總體設計 智能家庭網關的總體結構與工作原理 一個智能家庭網關可以看成是一個信息處理系統(tǒng)，組成系統(tǒng)的各單元就是連接在網絡各節(jié)點的設備 [7]。具體方案如下： 本課題著重圍繞以上五點進行設計和研究，課題的重點在于智能家庭網關部分的設計。例如在回家的途中，只需簡單的發(fā)送一條短信就可以讓水壺自動燒開水或讓咖啡機自動沖泡一杯熱騰騰的咖啡，這 樣等主人回到家中就可以直接去品嘗熱騰騰的咖啡，從而省掉了大量燒水，沖泡咖啡的時間，給人們的生活帶來了方便。本文此后的敘述中如非特別聲明，也以 SMS 代表點到點短消息 [3]。通過短消息業(yè)務， GSM 用戶能在幾秒鐘內與幾乎世界各地數字蜂窩網的其他用戶交流簡短的字母數字消息 [3]。 GSM(Global System for Mobile Communication)全球移動通信系統(tǒng)是當前發(fā)展最成熟、國內覆蓋最廣、系統(tǒng)可靠性最高、話機持有量最大的數字移動通信系統(tǒng)。 家庭網關占據了數字家庭中的關鍵位置，可以看出網關是連接公網和家庭私網的喉舌，即負責家庭內部對公網的訪問和交互，又負責用戶從公網上對于家庭 網絡的訪問和控制，另外還需要負責家庭內部設備的互聯(lián)，互控等操作 [2]。 MCU。 analyze the real data. Finally there is a simple summary about this design and some ideal about the system39。最后，本文對本次設計工作進行了一個簡單的總結，并對系統(tǒng)的改進及應用進行了展望。 本文主要研究了基于 GSM 短消息方式的智能家庭網關的設計與實現(xiàn)。 指導教師意見 指導教師簽名： 年 月 日 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 目錄 摘要 ................................................................................................................................................... I Abstract .............................................................................................................................................II 1 緒論 ............................................................................................................................................... 1 本課題 國內外研究現(xiàn)狀 ......................................................................................................... 1 本文 主要 研究工作 ................................................................................................................ 2 2 智能家庭網關的總體設計 ............................................................................................................... 3 智能家庭網關的總體結構與工作原理 .................................................................................... 3 智能家庭網關的控制命令介紹 .............................................................................................. 4 智能家庭網關的硬件設計 ..................................................................................................... 5 GSM 短消息收發(fā)模塊硬件設計 .................................................................................... 5 CC2500 射頻通信模塊硬件設計 .................................................................................... 8 MSP430F149 微處理器模塊硬件設計 ........................................................................... 11 智能家庭網關的軟件設計 ....................................................................................................13 智能家庭網關系統(tǒng)主程序設計 ....................................................................................13 GSM 短消息收發(fā)模塊程序設計 ...................................................................................15 CC2500 射頻