【正文】 U2 所組成的電路我們可以完成 到 5V 之間的電平轉(zhuǎn)換因而可以保障單片機(jī)與 GSM 模塊之間的正常通信。其中 P1 和 P2 具有 7 個(gè)寄存器，P P P5 和 P6 具有 4 個(gè)寄存器。 溫度傳感器： DS18B20。 ② ， 5V， 12V， 15V和可調(diào)節(jié)輸出電壓型號(hào)。 已經(jīng)優(yōu)化可和 LM2576 一 起使用的標(biāo)準(zhǔn)系列電感由好幾個(gè)不同的電感生成商提供。 LM2567+ 方案 使用 LM2567 可調(diào)電源方案為系統(tǒng)整體供電， MSP430 單片機(jī)電源方案為：前端輸入電源為 LM2567 可調(diào)電源末端穩(wěn)壓為 穩(wěn)壓芯片為 MSP430 單片機(jī)供電。它支持Text 和 PDU 格式的 SMS(Short Message Service,短消息 ),可通過 AT 命令或關(guān)斷信號(hào)實(shí)現(xiàn)重啟和故障恢復(fù)。 因此可以采用 GSM 模塊將 CPU采集到的信息經(jīng)過處理后，發(fā)送至目標(biāo)手機(jī)。 C P U 3 . 3 V電平轉(zhuǎn)換G S M 模 塊 5 V 圖 單片機(jī)與 GSM 模塊通信 基 于 GSM 網(wǎng)絡(luò)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 液晶顯示模塊 1602 液晶 圖 1602 液晶 市面上出售的 1602 液晶普遍采用此種封裝。 基 于 GSM 網(wǎng)絡(luò)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 電平轉(zhuǎn)換芯片選擇 采用 MAX232 MAX232 芯片是美信公司專門為電腦的 RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片 ,使用 5V 單電源供電 ，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的 177。可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。2176。 但是 AD590 使用的時(shí)需要外擴(kuò) IV 轉(zhuǎn)換電路，并且需要ＡＤ轉(zhuǎn)換器將對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換問相應(yīng)的溫度，如此一來必將會(huì)增加電路復(fù)雜度造成系統(tǒng)工作穩(wěn)定，同時(shí)也會(huì)增加系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本。交換中心服務(wù)訪問用戶時(shí)需要這些信息； 基 于 GSM 網(wǎng)絡(luò)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 2 方案設(shè)計(jì)與論證 主控系統(tǒng)選擇 基于 ARM 處理器的主控系統(tǒng) 采用 32 位高性能嵌入式系統(tǒng)，比如 ARM、 DSP。 基 于 GSM 網(wǎng)絡(luò)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 圖 SMS 管理協(xié)議 SME： Short Messaging Entity，短消息實(shí)體。而短信精靈是為了解決手機(jī)短信輸入麻煩而編制的。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(yùn)營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視，基于這種業(yè)務(wù)的各種應(yīng)用也蓬勃發(fā)展起來。多家公司可以大量供應(yīng)成套的芯片組，如 TI、 ADL/TIP、 Lucent、VLSI 等 。 TI 公司的 MSP430 系列單片機(jī)是一個(gè)超低功耗類型的單基 于 GSM 網(wǎng)絡(luò)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 片機(jī)，它能夠?qū)崿F(xiàn)在 ～ 電壓、 1MHz 的條件下運(yùn)行，耗電 電流在 ～ 400uA 之間。為了保障自家的財(cái)產(chǎn)安全，許多樓房住戶都在自家地下室和住房的門、窗上安裝了防盜門和防護(hù)欄等。系統(tǒng)采用 TI 公司低功耗單片機(jī)，通過各種傳感器采集信息，然后經(jīng)由單片機(jī)綜合分析后，利用 GSM 模塊通過 GSM 網(wǎng)絡(luò)將各種報(bào)警信息發(fā)送到擁有權(quán)限的 用戶手機(jī)。過去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和 IT 基礎(chǔ)設(shè)施分開，一方面是機(jī)場、公路、建筑物，另一方面是數(shù)據(jù)中心，個(gè)人電腦、寬帶等。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，能夠達(dá)到解鎖與密碼設(shè)定功能，通過 GSM 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報(bào)警信息，正常的顯示三級(jí)菜單和防區(qū)的布防與撤防功能。 這種方案能實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍傳感器狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。 信號(hào)接： GMSK 調(diào)制方法形成 I、 Q 信號(hào)，再調(diào)制到 900MHz 或1800MHz 射頻信號(hào)，經(jīng)射頻 開關(guān)：由天線發(fā)射出去，收信通路將天線接收的信號(hào)經(jīng)低噪聲放大、解調(diào)，產(chǎn)生基帶 I、 Q 信號(hào)，通過解調(diào)和均衡將模擬的 I、 Q 信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，恢復(fù)出數(shù)字基帶信號(hào)，送基帶電路處理。幀及信令控制以時(shí)鐘基準(zhǔn)部分提供統(tǒng)一幀號(hào)、時(shí)隙號(hào)、 1/8bits 時(shí)鐘等基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)同步。比起傳統(tǒng)的集群系統(tǒng)在無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋上具有無法比擬的優(yōu)勢，加上 GSM 的 SMS 本身具備的數(shù)據(jù)傳送功能，都使得這些應(yīng)用得到迅速的普及。本文的兩個(gè)系統(tǒng)都是以 AT 命令為基礎(chǔ)開發(fā)的。它與 MSC 與HLR 之間的協(xié)議一起，能在移動(dòng)臺(tái)因超出覆蓋區(qū)而丟失報(bào)文、隨后又可找到時(shí)加以提示； MSC： Mobile Switching Center，移動(dòng)交換中心。 考慮到方案的可實(shí)行性和性價(jià) 比，本設(shè)計(jì)采用 MSP430F2617 單片機(jī)，采用 RISC 精簡指令集，可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)算，存儲(chǔ)空間大，低功耗，外圍引腳豐富，片內(nèi)資源多價(jià)格低廉，性價(jià)比極高。176。 DS18B20 可以程序設(shè)定 9~12 位的分辨率，精度為 177。C。 TC35I 不能夠識(shí)別 MSP430單片機(jī)的 電平但是 MSP430 單片機(jī)可以識(shí)別 5V 電平，而74HC245 外圍電路簡單，因此本方案采用 74HC245 實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。具有多種 功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、睡眠模式等鑒于 12864 的這些功能完全符合本系統(tǒng)中菜單設(shè)計(jì)的要求，因此本次設(shè)計(jì)采用 FM12864 液晶模塊。 由于本系統(tǒng)不涉及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸因此采用 GSM 模塊，GSM 模塊采用西門子公司生產(chǎn)的 TC35I。 利用 AT 指令可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 GSM 模塊之間的通信以下與TC35I 模塊相關(guān)的部分指令。 這些穩(wěn)壓器內(nèi)部含有頻率補(bǔ)償器和一個(gè)固定頻率振蕩器，將外部元件的數(shù)目減到最少，使用簡便。還包括外 部的關(guān)斷電路，特征有 50uA(典型值）待機(jī)電流。 LM317 的使用非常簡單，僅需兩個(gè)外接電阻來設(shè)置輸出電壓。 MSP430F149 單片機(jī)概述 MSP430F2617 是美國 TI 公司生產(chǎn) 的 MSP430 系列超低功耗微控制器中的一種。同理當(dāng)引腳 為 1 時(shí) B0B7 輸出， A0A7 做輸入。 1 技術(shù)特點(diǎn) TC35/TC35I 短信模塊體積小、重量輕 、 低功耗 ； 支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短消息和傳 ； SIM 應(yīng)用工具包 ； AT 命令集控制 ； MS ：MT/MO/CB/PDU 模式 ； 音頻 : 最高速率，升級(jí)最高速率和半速率 ，便于集成 。C+55176。 短信息 ： MT, MO, CB 和 PDU 模式 。 定時(shí)器功能 ： 可用 AT 命令編程 。 這些穩(wěn)壓器內(nèi)部含有頻率補(bǔ)償器和一個(gè)固定頻率振蕩器，將外部元件的數(shù)目減到最少，使用簡便。還包括外 部的關(guān)斷電路，特征有 50uA(典型值）待機(jī)電流。一般情況下不需要或只要很小尺寸的外加散熱片。 NE555 復(fù)位電路 T R I G2Q3R4C V ol t5T H R6D I S7VCC8GND1U4N E 55 5D9I N 41 48D2LEDR 1320KR 102KR 1110KR 12680C 20221C 18104C 25102C 1910ufV C CS2S W S P S TI G T 圖 復(fù)位電路 圖 NE555 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 根據(jù) 555 定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 我們可以得出：在 555 定時(shí)期內(nèi)不有三個(gè)大小相等的電阻經(jīng)過分壓后分別得到 1/3VCC、 2/3VCC 分別基 于 GSM 網(wǎng)絡(luò)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 輸入運(yùn)放 A A2，運(yùn)放輸出分別接 RS 觸發(fā)器的復(fù)位和置位端，所以當(dāng)閥值端 6 引腳電壓高于 2/3VCC 時(shí) RS 觸發(fā)器復(fù)位經(jīng)過反相器輸出1，當(dāng)觸發(fā)端 2 引腳低于 1/3VCC 時(shí) RS 觸發(fā)器置位經(jīng)過反相器后輸出0,5 引腳通常加一電容接地用作抗干擾， 8 腳接電源 7 腳放電 4 腳用來強(qiáng)制復(fù)位低電平有效。 通訊接口 ： RS232（指令和數(shù)據(jù)的雙向傳送） 。C85176。 3 輸出功率 TC35/TC35I 短信模塊 2W類別 GSM 900MHZ， 1W類別 for GSM 1800MHZ。 表 74HC245 邏輯功能表 OE DIR An Bn L L A=B inout L H input B=A H X Z Z A02A13A24A35A46A57A68A79B018B117B216B315B414B513B612B711E19D I R1U17 4 H C 2 4 5A02A13A24A35A46A57A68A79B018B117B216B315B414B513B612B711E19D I R1U27 4 H C 2 4 512J5P O W E R123J7C O N 3123J6C O N 3V C CV C C12345678J1C O N 812345678J2C O N 812345678J3C O N 812345678J4C O N 8T X D T X DR X D R X DI N P U TI N P U TO U T P U TO U T P U T基 于 GSM 網(wǎng)絡(luò)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 根據(jù)表 邏輯功能我們得出圖 所示電路功能當(dāng) J6 2 引腳相接時(shí) B 做輸入，當(dāng) J6 2 引腳相接時(shí) A 做輸入。 基 于 GSM 網(wǎng)絡(luò)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 圖 MSP430 內(nèi)部資源 MSP430F2617 單片機(jī)引腳圖 MSP430 的端口類型功能豐富，各端口有大量的控制寄存器，最大限度提供了輸入輸出地靈活性。 經(jīng)過幾番仔細(xì)的論證和比較，本設(shè)計(jì)決定系統(tǒng)主要模塊方案如下： 主控制器： MSP430F2617。 ① 輸出開關(guān)包括逐周限流，以及在故障狀態(tài)下提供完全保護(hù)的熱關(guān)斷功能。一般情況 下不需要或只要很小尺寸的外加散熱片。 AT+CMGR Read SMS message (讀短消息 ) AT+CMGS Send SMS message (發(fā)短消息 ) AT+CMGW Write SMS message to memory (向 SIM 內(nèi)存中寫入待發(fā)的短消息 ) AT+CNMI New SMS message storage (顯示新收到的短消息 ) AT+CPMS Preferred SMS message storage (選擇短消息內(nèi)存 ) AT+CSCA SMS service center address (短消息中心地址 ) AT+CSCB Select cell broadcast message messages (選擇蜂窩廣播信息 ) AT+CSMP Set SMS text mode parameters (設(shè)置短消息文本模式參數(shù) ) 電源芯片選擇 +LM317 方案 使用 LM317 可調(diào)電源方案為系統(tǒng)整體供電，另外 TC35I 電源要求為 同樣采用 LM317 可調(diào)電源方案， MSP430 單片機(jī)電源方案為：前端輸入電源為 LM317 可調(diào)電源末端穩(wěn)壓為 穩(wěn)壓芯片為 MSP430 單片機(jī)供電。 SIM 電壓為 3V/，TC35i 的數(shù)據(jù)接口 (CMOS 電平 )通過 AT 命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù) ,可選波特率 300b/s～ 115kb/s , 自動(dòng)波特率為 ～ 115kb/s。 GSM 模塊 采用 GSM 方案 采用 GSM 模塊，是將 GSM 射頻芯片、基帶處理芯片、存儲(chǔ)器、功放器件等集成在一塊線路板上，具有獨(dú)立的 操作系統(tǒng) 、 GSM 射頻處理、基帶處理并提供標(biāo)準(zhǔn)接口的功能模塊。其原理為： MSP430 單片機(jī)的 電平經(jīng)過 74HC245 電平轉(zhuǎn)換芯片后被轉(zhuǎn)變?yōu)?5V 電平這樣 GSM模塊 TC35I 就可以識(shí)別來自 MSP430 單片機(jī)的 電平信號(hào)，同樣GSM 模塊 TC35I 返回的數(shù)據(jù)被 74HC245 電平轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)變?yōu)?5V 電平信號(hào)同樣可以被 MSP430 所識(shí)別。 圖 DS18B20 實(shí)物及電路 DS18B20 與 AD590 對(duì)比 表 2種溫度傳感器性能對(duì)比 DS18B20與 AD590各項(xiàng)參 數(shù)對(duì)比 AD590 DS18B20 需要模擬轉(zhuǎn)數(shù)字電路 只需要一個(gè)元件 成本高點(diǎn) 成本低 精確度低 精確度高 測溫點(diǎn)數(shù)量少 單總線可同時(shí)連接很多溫點(diǎn) 電路繁多 電路簡單 對(duì)線阻有要求 信號(hào)線距離遠(yuǎn) 綜上所述根據(jù)系統(tǒng)的使用場合并不是在要求精度非常高的環(huán)境中因此本方案采用 DS1