【正文】 度安排 第 1— 2 周：查找資料，確定論文題目。熟悉和掌握 GSM 移動(dòng)通信技術(shù)的基本原理，在明確 GSM 短消息工作方式的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)關(guān)的軟硬件部分。家庭網(wǎng)關(guān)在家庭內(nèi)部建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理中心，對(duì)家庭內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，對(duì)外連接運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)。如果在數(shù)據(jù)的傳輸部分加裝 GSM 短消息模塊，便可利用 GSM 公用網(wǎng)組成的傳 輸系統(tǒng)，使系統(tǒng)的可靠性、抗干擾性、穩(wěn)定性、可維護(hù)性、功能擴(kuò)展性等方面具有明顯的優(yōu)越性，并可降低運(yùn)營(yíng)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度。 （請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“ √”） 作者簽名： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 年 月 日 武漢理工大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于 GSM 短消息方式 的智能家庭網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 研究智能家庭網(wǎng)關(guān)的工作原理，并且制定明確的轉(zhuǎn)換準(zhǔn)則。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 要求完成的主要任務(wù)： 查閱不少于 17 篇的相關(guān)資料，其中英文文獻(xiàn)不少于 2 篇； 按指定要求和格式完成開(kāi)題報(bào)告； 在了解 GSM 移動(dòng)通信技術(shù)基本原理和概念的基礎(chǔ)上，制定 GSM 短消息通信方式與家庭網(wǎng)關(guān)的通信規(guī)則，然后利用 C 語(yǔ)言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的編解碼 ,最后完成對(duì)智能家庭網(wǎng)關(guān)相關(guān)軟硬件部分的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。從國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和資料來(lái)看， GSM 的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以其良好的可靠性、安全性和廣闊的覆蓋范圍，正在得到廣泛的應(yīng)用。家庭網(wǎng)關(guān)可以使用戶(hù)方便地組建家庭網(wǎng)絡(luò)、智能連接，還可以方便管理家庭網(wǎng)絡(luò)和多媒體設(shè)備。家庭網(wǎng)關(guān)大致可分為基于 GSM 的短信收發(fā)模塊；微處理器模塊；家庭無(wú)線通信模塊三部分。并將系統(tǒng)細(xì)分為幾個(gè)模塊進(jìn)行分析研究。 GSM 網(wǎng)絡(luò)具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，原理簡(jiǎn)單，安全保密性高等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： GSM；短消息；單片機(jī)；網(wǎng)關(guān) 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract Now, so many kinds of household appliance have e into our family. How to manage all the appliance has bee a very important question. In order to solve the question, this paper introduces the design of intelligent home gateway based on GSM short message. In order to ensure the stability of the system, the MSP430F149MCU has been used in this home gateway. The GSM Network has so many advantages, for example, broad work coverage, simple principle, excellent confidentiality and so on. The research of this paper is mainly about the design and implement of the intelligent home gateway based on GSM short message. In this paper, first, I introduce the GSM munication system and the short message service, investigate the development and application of the home gateway, analyze the significance about the research on intelligent home gateway. The n, in this paper, I will introduce the overall structure and the principle of the intelligent home gateway. The function of each module and the design of the hardware circuit and software in the system whose core is the MSP430F149 MCU will be introduced in detail. And introduce the debugging process of the hardware circuit and software 。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字家庭的發(fā)展，誕生了家庭網(wǎng)關(guān)的概念 [1]。 近年來(lái)，隨著 GSM 全球移動(dòng)通信系統(tǒng)的迅速普及，短消息業(yè)務(wù) (short message services,SMS)作為 GSM 網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)日趨成熟，只要擁有 SIM 卡就能夠進(jìn)行信息的收發(fā) [4]。 本文 主要 研究 工作 近年來(lái)，隨著生活節(jié)奏的日益加快，各種家用電器的更加自能化，人們需要找到一種比較方便的方式來(lái)遠(yuǎn)程控制家庭內(nèi)部各種家用電器。 GSM短信收發(fā)模塊能夠?qū)⑹謾C(jī)發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行接收，并輸出給微處理器 MSP430F149，將信號(hào)進(jìn)行處理，取出其中的有用信號(hào)，通過(guò)串口傳遞給 CC2500 模塊，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)手機(jī)短信方式與家庭內(nèi)部各通信節(jié)點(diǎn)間的通信和控制功能。各個(gè)通信節(jié)點(diǎn)收到命令后執(zhí)行相應(yīng)操作，當(dāng)操作完成之后將會(huì)返回一條操作成功的確認(rèn)信息，然后經(jīng)過(guò)一些列的編碼轉(zhuǎn)換，最后以短消息的方式發(fā)回到用戶(hù)手機(jī)。 當(dāng)用戶(hù)要執(zhí)行打開(kāi)電燈這項(xiàng)功能時(shí)，用戶(hù)用手機(jī)發(fā)送 527464(安全密碼 )OPEN LIGHT的消息內(nèi)容，智能家庭網(wǎng)關(guān)收到消息后，將其轉(zhuǎn)換為 8 位代碼 X AA 112，然后通過(guò)串口UART1 發(fā)送給 CC2500 射頻通信模塊。 TC35I 是西門(mén)子推出的新一代無(wú)線通信 GSM 模塊，利用它可以快速安全可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音傳輸、短消息服務(wù)和傳真。 TC35I 對(duì)外有 40 個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè) ZIF 連接器引出。 TC35I 電源電路圖 3 所示，其中 5V 電壓供給 TC35 模塊使用 (實(shí)際供給電壓為)， 供給 MSP430F149 微處理器電路和 CC2500 射頻通信模塊使用。一種是指示通信狀態(tài)時(shí)的功率增長(zhǎng)情況，另一種是控制一個(gè)發(fā)光二極管來(lái)指示 TC35的工作狀態(tài)，本系統(tǒng)式使用后一種模式。 (4) SIM 卡接口電路 [8] SIM 卡是帶微處理器的芯片卡，它由 CPU、工作存儲(chǔ)器 RAM、程序存儲(chǔ)器 ROM、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 EEPROM 和串行通信單元 5 個(gè)模塊組成 ，這 5 個(gè)模塊集成在一塊集成電路中。但是目前移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商所提供的 SIM 卡均可無(wú) CCIN 引腳，所以在設(shè)計(jì)電路時(shí)將引腳CCIN 與 CCVCC 相連接。該芯片集成了幾乎所有的射頻收發(fā)器模塊，包括可編程的相同步邏輯合成器 (PLL)、射頻 功率放大器 (PA)、低噪聲放大器 (LAN)、基帶濾波器和放大器以及 I/Q 解調(diào)器等，主要工作參數(shù)大都可通過(guò)芯片狀態(tài)字由用戶(hù)根據(jù)需要自行配置，沒(méi)有復(fù)雜的通信協(xié)議，他完全對(duì)用戶(hù)透明，且同種產(chǎn)品之間可以自由通信。 C122,C132,L121 和 L131 形成一個(gè)平衡轉(zhuǎn)換器，用以將 CC2500 上的微分 RF 端口轉(zhuǎn)換成單端 RF 信號(hào) (C121 和 C131 也用在直流模塊上 )。 C2.1uFC1.1uFC3.1uFC6220pF1 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 20P2S O C K E T 10 X 2C4.1uFC7220pFVDDR1VDDGDO0GDO2C S nS C L KSISOS C L K1S O ( G D O 1)2DVDD4DCOUPL5X O S C _Q 18AVDD9X O S C _Q 210GDO23C S n7R F _P12R F _N13AVDD11AVDD14R B I A S17DGUARD18SI20GND(PAD)0GDO06AVDD15GND16GND19U1C C 25 001 2F B 1Z 10 00C 161uFVDDVDDC5220pFA N T E N N A1P3S M AC9100pFC 101pFC 13C 121 2L1C8100pF12L31 2L2C 111pFVDDVDDVDDC 1747pFC 1847pFC 1415pFC 1515pF1 3Y126 .00 0M H z1 23 45 67 89 1011 12J P 1H e a de r 40 圖 8 CC2500芯片外圍電路原理圖 (3) CC2500 芯片外圍驅(qū)動(dòng)電路 CC2500 芯片驅(qū)動(dòng)電路原理圖如圖 9 所示。 R S T1R X D / P 2T X D / P 3X T A L 24X T A L 15I N T 0/ P 6I N T 1/ P 7E C I / T 0/ P 8P W M 1/ C E X 1/ T 1/ P 9G nd10V C C20P / S C L K19P / M I S O18P / M O S I17P / S S16P 15P 14P 13P 12P / C E X 0/ P W M 011U6S T C 12 L E 54 10 A DS T R XS T T XS T T XS T R X12Y1X T A LC 29C 30X T A L 2X T A L 1X T A L 2X T A L 1S T D T XS T D R XS T D R XS T D T X+ C 2810uFC 1910uFC 18C 21C 27+ C 25 C 23+ C 1+1V S +2C 13C 2+4C 25V S 6T 2O U T7R 2I N8R 2O U T9T 2I N10T 1I N11R 1O U T12R 1I N13T 1O U T14GND15V C C16U7M A X 23 2D123456789J5D C on ne c t or 9L E D 2L E D 2 L E D 2L E D 2330R 10330R9330R 12330R 11LED1 LED2 LED3 LED4L E D 1L E D 2L E D 3L E D 41 2 3 4 5 6 7 8 9 10J P 61 2 3 4 5 6 7 8 9 10J P 7+ + M I S OMISOM O S IMOSIS C L KSCLKSSSSGDO0GDO0 圖 9 CC2500芯片驅(qū)動(dòng)電路 MSP430F149微處理器模塊硬件設(shè)計(jì) 本課題研制的基于 GSM 短消息方式的智能家庭網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)處理部分采用 MSP430F149作為微處理器，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析處理。 (3) 強(qiáng)大的處理能力 MSP430F149 具有豐富的尋址方式，片內(nèi)寄存器數(shù)量多，存儲(chǔ)器可實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)算，具 有高效的查表處理方法，這些特點(diǎn)保證了可以 編制出高效的程序。由于 MSP430F149 芯片內(nèi)部已經(jīng)集成了大量功能模塊，所以 MSP430F149 芯片外圍只需要連接少量的元器件，即可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要 求。 智能家庭網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) (1) 程序設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 智能家庭網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)核心是 MSP430F149 微處理器的軟件設(shè)計(jì)，現(xiàn)在先簡(jiǎn)單介紹一下 MSP430F149 微處理器的開(kāi)發(fā)環(huán)境。它具有較多的菜單命令，對(duì)于經(jīng)常用到的調(diào)試操作提供了相應(yīng)的工具按鈕。 當(dāng)智能家庭網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)初始化完成之后， MSP430F149 微處理器開(kāi)始進(jìn)入 while 循環(huán)，等待 UART0 接收中斷的到來(lái)。 當(dāng) CC2500 射頻通信模塊正確的收到該控制指令之后，將通過(guò) UART1 串口向MSP430F149 微處理器發(fā)送一條收到的確認(rèn)信息 OK。因而在兩模塊串口數(shù)據(jù)通信的程序設(shè)武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 計(jì)之中并沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)的校驗(yàn)