【文章內(nèi)容簡介】 重新處于工作狀態(tài)，SMSC會立刻發(fā)送短消息給接收端用戶，當(dāng)發(fā)送成功時會返回發(fā)送端用戶1個確認(rèn)信號。SMS充分利用了GSM網(wǎng)絡(luò)的直放站覆蓋廣的特點(diǎn)和全程全網(wǎng)的優(yōu)勢，具有極佳的移動性，使得任何一個申請了短消息服務(wù)的GSM無線終端用戶在全網(wǎng)范圍內(nèi)獲得服務(wù)。每個短消息的信息量限制140個8位組（7比特編碼）140個英文字節(jié)或70個中文字符。如果超過此長度，則要分多次發(fā)送。一共有三種方式來發(fā)送和接收SMS信息：Block Mode, Text Mode和PDU Mode。Text Mode是純文本方式，可使用不同的字符集，從技術(shù)上說也可用于發(fā)送中文短消息，但國內(nèi)手機(jī)基本上不支持，主要用于歐美地區(qū)。PDU Mode被所有手機(jī)支持，可以使用任何字符集，這也是中國境內(nèi)手機(jī)默認(rèn)的編碼方式。PDU串表面上是一串ASCII碼，由‘0’‘9’、 ‘A’‘F’這些數(shù)字和字母組成。它們是8位字節(jié)的十六進(jìn)制數(shù)，或者BCD碼十進(jìn)制數(shù)。PDU串不僅包含可顯示的消息本身，還包含很多其它信息，如SMS服務(wù)中心號碼、目標(biāo)號碼、回復(fù)號碼、編碼方式和服務(wù)時間等。發(fā)送和接收的PDU串，結(jié)構(gòu)是不完全相同的。① 發(fā)送：SMSC號碼為＋8613800531500（濟(jì)南），對方為15064098602，短信內(nèi)容為“溫度”，其Pdu串可以為：08 91 683108501305F0 11 00 0D 91 68 3108985258F0 00 08 00 04 6E295EA6具體分析如表：表28 DS18B20 暫存寄存器分布分段含義說明08SMSC地址信息的長度共8個八位字節(jié)（包括91）91SMSC地址格式(ON/NPI)用國際格式號碼（在前面加‘＋’）683108501305F0SMSC地址8613800531500補(bǔ)’F’湊成偶數(shù)個11基本參數(shù)（TPMTI/VFP）發(fā)送，TPVP用相對格式00消息基準(zhǔn)值（TPMR）00D目標(biāo)地址數(shù)字個數(shù)共13個十進(jìn)制數(shù)（不包括91和’F’）91目標(biāo)地址格式（TON/NPI）用國際格式號碼（在前面加‘＋’）685160048906F2目標(biāo)地址(TP/DA)8615064098602,補(bǔ)’F’ 湊成偶數(shù)個00協(xié)議標(biāo)識(TPPID)是普通GSM類型，點(diǎn)到點(diǎn)方式08用戶信息編碼方式(TPDCS)UCS2編碼()00有效期(TPVP)5分鐘04用戶信息長度(TPUDL)實際長度6字節(jié)6E295EA6用戶信息(TPUD)溫度② 信發(fā)送時，所對應(yīng)的完整的字符串為：AT回車AT+CMGS=”PDU串長度”若收到””,則接著發(fā)送對應(yīng)的PDU串發(fā)送成功，返回如下內(nèi)容：+CMGS: 128OK控制器電路原理圖見附錄一手持設(shè)備電路原理圖見附錄二第三章 各模塊和主程序流程圖整個系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來實現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，軟件的功能也就基本定下來了。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。二是執(zhí)行軟件（子程序），它是用來完成各種實質(zhì)性的功能如測量、計算、顯示、通訊等。每一個執(zhí)行軟件也就是一個小的功能執(zhí)行模塊。這里將各執(zhí)行模塊列出，并為每一個執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以規(guī)劃監(jiān)控程序了。首先要根據(jù)系統(tǒng)的總體功能和鍵盤設(shè)置選擇一種最合適的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實時性的要求，合理地安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊之間地調(diào)度關(guān)系。主程序調(diào)用了5個子程序，分別是LCD液晶顯示程序、鍵盤掃描以及按鍵處理程序、溫度巡回檢測程序、中斷控制程序、單片機(jī)與GSM模塊串口通訊程序。鍵盤掃描電路及按鍵處理程序：實現(xiàn)鍵盤的輸入按鍵的識別及相關(guān)處理。溫度巡回檢測程序：控制溫度傳感器工作并且處理溫度傳感器送過來的數(shù)據(jù)。LCD液晶顯示程序：顯示對方號碼、設(shè)定的系統(tǒng)溫度參數(shù)、時間參數(shù)及傳感器路數(shù)參數(shù)等。中斷控制程序：實現(xiàn)定時控制功能。串口通訊程序：實現(xiàn)GSM模塊與單片機(jī)通訊，將短信數(shù)據(jù)傳送給GSM模塊。程序結(jié)構(gòu)LCD顯示程序鍵盤掃描及鍵處理程序中斷控制程序串口通信程序溫度巡回檢測程序圖31 程序結(jié)構(gòu)示意圖將各個功能程序以子程序的形式寫好，當(dāng)寫主程序的時候，只需要調(diào)用子程序，然后在寄存器的分配上作一下調(diào)整，消除寄存器沖突和I/O沖突即可。程序應(yīng)該盡可能多的使用調(diào)用指令代替跳轉(zhuǎn)指令。因為跳轉(zhuǎn)指令使得程序難以看懂各程序段之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。而調(diào)用指令則不同，調(diào)用指令使得程序結(jié)構(gòu)清晰，無論是修改還是維護(hù)都比較方便。將功能程序段寫成子程序的形式，除了方便調(diào)用之外，還有一個好處那就是以后寫程序的時候如果要用到，就可以直接調(diào)用這個單元功能模塊 各模塊程序設(shè)計下面對主要幾個子程序做介紹： 溫度巡回檢測程序設(shè)計RAM操作指令如表31所示：表31 RAM操作指令指令約定代碼功能溫度變換44H啟動DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換時最長為750ms()結(jié)果存入內(nèi)部9字節(jié)RAM中。讀暫存器0BEH讀內(nèi)部RAM中9字節(jié)的內(nèi)容。寫暫存器4EH發(fā)出向內(nèi)部RAM的4字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。復(fù)制暫存器48H將RAM中4字節(jié)中的內(nèi)容復(fù)制到EEPROM中。重調(diào)EEPROM0B8H將EEPROM中的數(shù)據(jù)恢復(fù)到RAM中的4字節(jié)。讀供電方式0B4H讀DS18B20的供電模式。寄生供電時DS18B20發(fā)送“0”，外接電源供電DS18B20發(fā)送“1”。ROM操作指令如表32所示：表32 ROM操作指令指令約定代碼功能讀ROM33H讀DS18B20溫度傳感器ROM中的編碼（即64位地址）。符合ROM55H發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出64位ROM編碼，訪問單總線上與該編碼對應(yīng)的DS18B20，使之作出響應(yīng)，為下一步對該DS18B20的讀寫做準(zhǔn)備。搜索ROM0F0H用于確定掛接在同一總線上的DS18B20的個數(shù)和識別64位ROM地址，為操作各器件做好準(zhǔn)備。跳過ROM0CCH忽略64位ROM地址，直接向DS18B20發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換指令，適用于單片工作。警告搜索命令0ECH執(zhí)行后只有溫度超過設(shè)定值上限或下限的片子才做出響應(yīng)。溫度測試程序流程圖如圖32所示：圖32 溫度測試程序流程圖傳感器網(wǎng)絡(luò)自動搜索算法：Dallas Semiconductor的每片1Wire174。器件都有唯一的64位注冊碼，它存儲在只讀存儲器(ROM)中。在1Wire網(wǎng)絡(luò)中注冊碼用于1Wire主機(jī)對從機(jī)器件進(jìn)行逐一尋址。如果1Wire網(wǎng)絡(luò)中從機(jī)器件的ROM 碼是未知的，可以通過搜索算法來找到此碼。搜索算法采用的是二叉樹型結(jié)構(gòu)，搜索過程沿各分節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，直到找到器件的ROM碼即葉子為止；后續(xù)的搜索操作沿著節(jié)點(diǎn)上的其它路徑進(jìn)行，按照同樣的方式直到找到總線上的所有器件代碼。搜索算法首先通過復(fù)位(Reset)和在線應(yīng)答脈沖(Presence Pulse)時隙將1Wire總線上的所有器件復(fù)位；成功地執(zhí)行該操作后，發(fā)送1個字節(jié)的搜索命令；搜索命令使1Wire器件準(zhǔn)備、就緒開始進(jìn)行搜索操作。搜索命令分為兩類標(biāo)準(zhǔn)搜索命令(0F0H)用來搜索連接到網(wǎng)絡(luò)中所有器件；報警或有條件搜索命令(0ECH)只用來搜索那些處于報警狀態(tài)下的器件，這種方式縮小了搜索范圍，可以快速查找到所需要注意的器件。搜索命令發(fā)出之后，開始實際的搜索過程。首先總線上的所有從機(jī)器件同時發(fā)送ROM碼(也叫注冊碼)中的第一位(最低有效位)。與所有的1Wire通信一樣無論是讀取數(shù)據(jù)還是向從機(jī)器件寫數(shù)據(jù)，都由1Wire主機(jī)啟動每一位操作。按照1Wire的特性，當(dāng)所有從機(jī)器件同時應(yīng)答主機(jī)時，結(jié)果相當(dāng)于全部發(fā)送數(shù)據(jù)位的邏輯AND；從機(jī)發(fā)送其ROM碼的第一位后，主機(jī)啟動下一位操作、接著從機(jī)發(fā)送第一位數(shù)據(jù)的補(bǔ)碼；從兩次讀到的數(shù)據(jù)位可以對ROM碼的第一位做出幾種判斷(表33)。表33 檢索信息位位(實際值)位(補(bǔ)碼)結(jié)論00從機(jī)ROM碼中的當(dāng)前位既有0，也有1；即存在差異01從機(jī)ROM碼中的當(dāng)前位均為0。10從機(jī)ROM碼中的當(dāng)前位均為1。11總線上沒有從機(jī)器件響應(yīng)。按照搜索算法的要求，1Wire主機(jī)必須向總線上的從機(jī)發(fā)回一個指定位；如果從機(jī)器件中ROM碼的當(dāng)前位的值與該數(shù)據(jù)位匹配，則繼續(xù)參與搜索過程；若從機(jī)器件的當(dāng)前位與之不匹配，則該器件轉(zhuǎn)換到等待狀態(tài)，并保持等待狀態(tài)直到下一個1Wire復(fù)位信號到來。其余63位ROM碼的搜索依然按照這種‘讀兩位’、‘寫一位’的模式進(jìn)行重復(fù)操作(參見表34)。 按照這種搜索算法進(jìn)行下去，最終除了一個從機(jī)器件外所有從機(jī)將進(jìn)入等待狀態(tài)，經(jīng)過最后一輪檢測，就可得到最后保留(未進(jìn)入等待狀態(tài))器件的ROM碼。在后續(xù)搜索過程中，選用不同的路徑(或分支)來查找其它器件的ROM碼。需要注意的是本文ROM碼的數(shù)據(jù)位用第1位(最低有效位)到第64位(最高有效位)表示，而不是我們常用的那種第0位到第63位的模式；這樣設(shè)置允許將差異位置記數(shù)器初始值置為0，為以后的比較提供了方便。表34 1Wire 主機(jī)和從機(jī)的搜索過程主機(jī)從機(jī)1Wire 發(fā)出復(fù)位信號產(chǎn)生在線應(yīng)答脈沖。寫搜索命令 (標(biāo)準(zhǔn)或報警)從機(jī)準(zhǔn)備搜索。讀第1 位的AND從機(jī)發(fā)送ROM 碼的第1 位。讀第1 位補(bǔ)碼的AND從機(jī)發(fā)送ROM 碼的第1 位的補(bǔ)碼。寫第1 位指定位(依照算法)從機(jī)接收主機(jī)的指定位若所讀的位與ROM碼的第1 位不匹配，則進(jìn)入等待狀態(tài)。 ｜ ｜ ｜ ｜ ｜ ｜讀第64 位的AND從機(jī)發(fā)送ROM 碼的第64 位。讀第64 位補(bǔ)碼的AND從機(jī)發(fā)送ROM 碼的第64 位的補(bǔ)碼。寫第64 位指定位(依照算法)從機(jī)接收主機(jī)的指定位若所讀的位與ROM碼的第64 位不匹配，則進(jìn)入等待狀態(tài)。從表33 可以看出：如果所有總線上的器件在當(dāng)前位具有相同值，那么只有一條分支路徑可選；總線上沒有器件響應(yīng)的情況是一種異常狀態(tài)，可能是要查找的器件在搜尋過程中與1Wire 總線脫離。如果當(dāng)前位既有0也有1，這種情況稱為位值差異，它對在后續(xù)搜索過程中查找器件起關(guān)鍵作用。搜索算法指定在第一輪查詢中若出現(xiàn)差異(數(shù)據(jù)位/補(bǔ)碼 = 0/0), 則選用‘0’路徑。注意：這一點(diǎn)是由本文檔中介紹的特定算法決定的，其它算法中或許首先選用‘1’路徑。記錄最后一次值差異的位置以供下一次搜索使用，表35列出了出現(xiàn)值差異時路徑的選取情況。表35 搜索路徑方向搜索位所在位置和最后一次值差異所在位置的比較路徑選取=采用路徑1采用與上次相同的路徑來自上次搜索到的ROM 碼)采用路徑 0搜索算法通過對LastDiscrepancy、LastFamilyDiscrepancy、LastDeviceFlag 和ROM_NO值的處理利用上述流程實現(xiàn)了兩個不同類型的搜索操作；這兩個操作是搜索1Wire器件ROM 碼的基礎(chǔ)。FIRST‘FIRST’操作是搜索1Wire總線上的第一個從機(jī)器件。該操作是通過將LastDiscrepancy、LastFamilyDiscrepancy和LastDeviceFlag置零，然后進(jìn)行搜索完成的。最后ROM碼從ROM_NO寄存器中讀出。若1Wire總線上沒有器件，復(fù)位序列就檢測不到應(yīng)答脈沖，搜索過程中止。NEXT‘NEXT’操作是搜索1Wire總線上的下一個從機(jī)器件；一般情況下此搜索操作是在‘FIRST’操作之后或上一次‘NEXT’操作之后進(jìn)行；保持上次搜索后這些值的狀態(tài)不變、執(zhí)行又一次搜索即可實現(xiàn)‘NEXT’操作。之后從ROM_NO寄存器中來讀出新一個ROM碼。若前一次搜索到的是1Wire上的最后一個器件，則返回一個無效標(biāo)記FALSE，并且把狀態(tài)設(shè)置成下一次調(diào)用搜索算法時將是‘FIRST’操作的狀態(tài)。傳感器網(wǎng)絡(luò)自動搜索程序流程圖如圖33所示：注釋：id_bit——在位搜索中第一次讀取的值，該位是搜索過程中所有應(yīng)答器件的id_bit_number位的邏輯AND。cmp_id_bit——id_bit位的補(bǔ)碼，該位是搜索過程中所有應(yīng)答器件的id_bit_number位的補(bǔ)碼的邏輯AND。id_bit_number——記錄當(dāng)前搜索是1到64位ROM碼中哪一位的量。LastDeviceFlag——指明前一次搜索到的已是最后一個器件的標(biāo)志位。LastDiscrepancy ——位指針指明下次搜索從哪個值差異位開始。LastFamilyDiscrepancy——位指針。用來指明LastDiscrepancy是否是在ROM碼中前8位家族碼內(nèi)和其位置。last_zero——上次被寫入0的值差異位的位置。ROM_NO——記錄當(dāng)前正在查找的ROM，注冊碼的8字節(jié)緩沖器。search_direction——位變量其值用來指明搜索方向具有此數(shù)據(jù)位規(guī)定值的所有器件繼續(xù)響應(yīng)搜索操作其它器件轉(zhuǎn)入等待狀態(tài)直到下一次1Wire復(fù)位。否否是是執(zhí)行1Wite