【正文】 行、快遞公司的車輛調(diào)度和定位信息的傳送等。 GSM 短信收發(fā)模塊能夠?qū)⑹謾C(jī)發(fā)送的信號進(jìn)行接收，并輸出給微處理器 MSP430，將信號進(jìn)行處理，取出其中的有用信號，通過串口傳遞給 CC2500 模塊，并通過 CC2500模塊發(fā)送給家庭內(nèi)部各個通信節(jié)點，從而實現(xiàn)通過手機(jī)短信方式與家庭內(nèi)部各通信節(jié)點間的通信和控制功能。首先本文介紹了 GSM 通信系統(tǒng)及其短消息業(yè)務(wù)，研究了家庭網(wǎng)關(guān)的發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用場合，分析了智能家庭網(wǎng)關(guān)的研究意義。通過家庭網(wǎng)關(guān)，家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備可以與公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互，也可以進(jìn)行內(nèi)部設(shè)備之間的信息交互。這樣，就需要研究一種方法，能夠?qū)⑹謾C(jī)發(fā)送的短消息內(nèi)容轉(zhuǎn)換成為家庭內(nèi)部各種家用電器所能識別的控制信號，從而實現(xiàn)通過發(fā)送短消息來控制各種家用電器的目的。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 智能家庭網(wǎng)關(guān)的控制命令介紹 現(xiàn)在的家庭中，家用電器的種類越來越多，功能越來越強大。模塊支持標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令集、支持文本和 PDU 模式的短消息、第三組的二類傳真。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 123J1P ow e rC3ADJ1V i n3V out2U1L M 1084C1 C2 C6R2R4R1C7D S 1L E D 2+5 112233U8A M S 1117+ C 3210uFC 31 圖 3 TC35模塊供電電路 (2) 控制電路 [8] TC35 的控制信號主要有三個，即開機(jī)、關(guān)機(jī)信號輸入和狀態(tài)指示信號輸出。 SIM 卡上包含了所有屬于本用戶的信息，它是一張符合 GSM 規(guī)范的智能卡。 CC2500 射頻芯片還為信息包處理、數(shù)據(jù)緩沖、脈沖傳送、武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 空閑信道評估等功能提供了額外的硬件支持。選擇該款單片機(jī)最主要的原因是，該單片機(jī)集成有一個 UART 接口和一個 SPI 接口。當(dāng)系統(tǒng)處于省電的備用狀態(tài)時，用中斷請求將它喚醒只需 6181。 IAR 公司的 Embedded Workbench 是一個適應(yīng)各種不同 CPU 的目標(biāo)系統(tǒng)開發(fā)的集成環(huán)境。這些串口數(shù)據(jù)將會觸發(fā) UART0 串口接收中斷，在 UART0 的接收中斷處理函數(shù)中將根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取短消息內(nèi)容。 這樣，一個從用戶發(fā)送短消息控制家用電器，到用戶收到控制家用電器成功的確認(rèn)短消息的過程就完成了。 具體過程如下所述： 當(dāng)系統(tǒng)通電之后， MSP430F149 微處理器開始運行。 CC2500 射頻通信模塊接口程序分為： UART1 接口初始化；與 STC12LE5410AD 單片機(jī)串口通信；將轉(zhuǎn)換后的消息內(nèi)容傳送給 CC2500 射頻通信模塊等三部分。A。必須嚴(yán)格遵照 Chipcon 公司給出的參考設(shè)計。 GSM 模塊外圍電路原理圖如圖 6 所示。在 SP270 與 ZIF連接器相應(yīng)引腳連接時，要注意發(fā)送、接收引腳連接正確。輸出的 5V 電壓經(jīng)過一個LM1084 的穩(wěn)壓芯片之后，還需要用電容進(jìn)行濾波。其中西門子的 TC35 系列模塊性價比很高，并且已經(jīng)有國內(nèi)的無線電設(shè)備入網(wǎng)證。家庭內(nèi)部的無線通信模塊采用射頻芯片 CC2500,它具有功耗低，信號穩(wěn)定，傳輸距離長等優(yōu)點。 GSM 短消息方式用作智能家庭網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸，具有多個優(yōu)點：費用低，采用 GSM網(wǎng)絡(luò)中的短消息傳輸數(shù)據(jù)，收費為每條信息 元：網(wǎng)絡(luò)可靠性高，電信部門的各基站，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高，運行的各種設(shè)備技術(shù)支持力強，工藝先進(jìn)，有完善的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視系統(tǒng)及較強的管理、維護(hù)力量；數(shù)據(jù)安全，數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)中心有確認(rèn)信號，可以有效地控制數(shù)據(jù)武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 的安全到達(dá)，當(dāng)終端設(shè)備關(guān)機(jī)時，數(shù)據(jù)也可以在短消息服務(wù)中心保留，只要終端設(shè)備一開機(jī)，滯留在服務(wù)中心的數(shù)據(jù)即 可送往終端； SMS 最適合應(yīng)用到數(shù)據(jù)量較小的系統(tǒng)中， SMS采用無線方式傳送數(shù)據(jù)信息，短消息的發(fā)送與接收可以在移動中完成，每條消息不超過 140字節(jié)，這一容量對每次控制信息的發(fā)送來講是完全足夠的。 gateway 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 緒論 本課題 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著家庭數(shù)字化和個人通信的不斷發(fā)展，用戶對通信產(chǎn)生了更高要求，家庭網(wǎng)絡(luò)要求向數(shù)字化智能化方向發(fā)展。本文針對這個問題，設(shè)計了一種基于 GSM 短消 息方式的智能家庭網(wǎng)關(guān)，從而解決了遠(yuǎn)程管理家庭中各種家用電器的問題。其中以單片機(jī)作為微控制器 ,利用 C 語言進(jìn)行編程，實現(xiàn)信息的解碼及編碼過程，完成代碼的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)通過 GSM 短信息方式和家庭網(wǎng)關(guān)之間的通信。 GSM 網(wǎng)絡(luò)是目前發(fā)展較成熟的數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)，覆蓋范圍幾乎遍及全國。 武漢理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 GSM 短消息方式的 智能家庭網(wǎng)關(guān)的設(shè)計與實現(xiàn) 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。利用 GSM 短消息服務(wù) (SMS)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸具有傳輸可靠、實現(xiàn)簡單、不受環(huán)境限制的特點。 技術(shù)方案： 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中本課題的重點在于智能家庭網(wǎng)關(guān)部分的設(shè)計。該家庭網(wǎng)關(guān)采用 MSP430F149作為系統(tǒng)控制芯片，保證了系統(tǒng)的可靠性。固網(wǎng)與移動網(wǎng)絡(luò)融合已成為未來發(fā)展的必然趨勢， IT業(yè)與家電行業(yè)發(fā)展聯(lián)系日益緊密，家庭環(huán)境下各種終端更多地應(yīng)用不斷發(fā)展的信息技術(shù)，因而使得橫跨不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)交換和兼容性問題成為關(guān)鍵。正是由于 GSM 短消息的上述特點，因此近年來成為遙測、監(jiān)控開發(fā)的熱點 [3]。 該智能家庭網(wǎng)關(guān)的工作流程為： GSM 短消息收發(fā)模塊能夠?qū)⒂脩羰謾C(jī)發(fā)送的短消息進(jìn)行接收，并轉(zhuǎn)換成 0、 1 序列，通過串口 UART0 輸出給微處理器 MSP430F149；單片機(jī)對接收到的 0、 1 序列，按照一定的規(guī)律進(jìn)行分析處理，取出其中的有用信息；將取出的有用信息，經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)換編碼后，通過 MSP430F149 的串口 UART1 發(fā)送給 CC2500 射頻通信模塊，然 后與家庭內(nèi)部各個通信節(jié)點進(jìn)行通信。所以本設(shè)計選用了西門子的 TC35I 作為通訊設(shè)備。使用電容進(jìn)行濾波是電源電路設(shè)計中十分重要的一部分，因為開關(guān)電源中大量的高頻紋波將對 TC35 模塊的工作穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響。 TC35I 模塊是作為數(shù)據(jù)通信設(shè)備 (DCE)來連接的，它的 RxD0 引腳為輸出腳， TxD0 為輸入腳，而 PC 機(jī) COM 口德 RxD腳為輸入腳， TxD 腳為輸出腳。 123J1P o w e rC3ADJ1V i n3V o u t2U1L M 1 0 8 4C1 C2 C6R2R4R1C7D S 1L E D 2+5123456J P 2S I MC 1 3C _ V C CC _ R E TC _ C L KC _ I O123456789J2D C o n n e c t o r 9X D C DX D S RX R X DX R T SX T X DX C T SX D T RC 1 +10C 1 12C 2 +13C 2 14T 1 O U T2T 2 O U T3T 3 O U T1R 1 I N4R 2 I N23T 4 O U T24R 3 I N16T 5 O U T20V C C9GND8V15V+11T 1 I N7T 2 I N6T 3 I N18R 1 O U T5R 2 O U T22T 4 I N19R 3 O U T17T 5 I N21U2S P 2 0 7X D S RX R X DX T X DX C T SX R T SX D T RX D C DD S RR X DT X DC T SR T SD T RD C DC9C 1 2C 1 1C8C 1 0+5NC1/ R S T2WP3V S S4VDD8R S T7S C L6S D A5U3C S 1+5I G TR61234J P 5C O N 4R X DT X DI G TS P K 1 PS P K 1 NM I C 1 PM I C 1 N1122334455667788991010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525262627272828292930303131323233333434353536363737383839394040J P 1H e a d e r 4 0S P K 1 NS P K 1 PM I C 1 PM I C 1 NRID S RT X DR X DC T SR T SD T RD C DC _ R E TC _ I OC _ C L KC _ V C C+5s y s n oI G TD S 2L E D 2R3R5Power SupplyRS232Handset1 23 45 67 8J P 4H e a d e r 4 X 2S R X DS T X DS I G T123J P 3H e a d e r 3D V C CVDD+5112233U8A M S 1 1 1 7+ 3 .30 .1 u FC 3 210uFC 3 1 圖 6 GSM模塊外圍電路原理圖 CC2500射頻通信模塊硬件設(shè)計 (1) CC2500 射頻芯片簡介 CC2500 芯片是 Chipcon 公司推出的單片無線收發(fā)一體化芯片，工作于 全球開放 ISM(工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué) )頻段，滿足多點通信和調(diào)頻通信需要，工作電壓為 ，低功耗，外圍元件極少，內(nèi)置硬件 CRC(循環(huán)冗余校驗 )和點對多點通信地址控制。 表 4 CC2500射頻芯片外部元件總攬 元件 描述 C51 數(shù)字部分的片內(nèi)電壓調(diào)節(jié)器的 100nF 退耦電容 C81/C01 晶體負(fù)載電容 C121/C131 RF 平衡轉(zhuǎn)換器 DC 模塊電容 C122/C132 RF 平衡轉(zhuǎn)換器 /匹配電容 C123/C124 RF LC 濾波 /匹配電容 L121/L131 RF 平衡轉(zhuǎn)換器 /匹配電感 (便宜的多層類型 ) L122 RF LC 濾波電感 (便宜的多層類型 ) R171 內(nèi)部偏電流參考的 56 千歐電阻 XTAL 26MHz28MHz 晶體 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 CC2500 芯片典型應(yīng)用電路如下： 1 S C L K2 S O ( G D O 1)3 G D O 24 D V D D5 D C O U P L6 GDO07 CSn8 XOSC_Q19 AVDD10 XOSC_Q2A V D D 11R F _P 12R F _N 13A V D D 14A V D D 15SI 20GND 19DGUARD 18RBIAS 17GND 16CC 2 5 0 0D I E A T T A C H P A D :R 17 1C 13 1C 12 1C 13 2A nt en na(5 0 Oh m )L 13 1C 12 2L 12 1L 12 2C 12 3 C 12 4X T A LC 10 1C 51C 81S C L KSOGDO2GDO1op t i on a l V V po w e r s up pl yGDO0C S n( op t i on a l )SIA l t e m a t i ve :F ol de d d i po l e P C Ba nt e nn a ( no e xt e r na lc om po ne nt s ne e de d) 圖 7 CC2500芯片外圍電路 CC2500 芯片外圍電路原理圖如圖 8 所示，該原理圖完全參照 TI 公司提供的 CC2500芯片外圍電路設(shè)計樣板而制作的。 (2) 低電源電壓范圍：