【文章內容簡介】 或轉發(fā)短消息；移動臺（ ME）到 SMSC 的協議傳輸來自移動臺或朝向移動臺的短消息，協議名為 SMTP（ Short Message Transmission Protocol）； SMCGWMS 或 SMCGMSC： SMSGateway MSC， SMS 網關。接收由 SMSC 發(fā)送的短消息，向 HLR 查詢路由信息，并將短消息傳送給接收者所在基站的交換中心； HLR： Home Location Register，歸屬位置寄存器。用于永久儲存管理用戶和服務記錄的數據庫，由 SMSC 產生。 SMS 網關與 HLR 之間的協議使前者可以要求 HLR 搜索可找到的用戶地址。它與 MSC 與HLR 之間的協議一起，能在移動臺因超出覆蓋區(qū)而丟失報文、隨后又可找到時加以提示； MSC： Mobile Switching Center，移動交換中心。負責系統切換管理并控制來自或發(fā)向其他電話或數據系統的拔叫； VLR： Visitor Location Register:，訪問位置寄存器。含有用戶臨時信息的數據庫。交換中心服務訪問用戶時需要這些信息； 基 于 GSM 網絡報警系統設計 6 2 方案設計與論證 主控系統選擇 基于 ARM 處理器的主控系統 采用 32 位高性能嵌入式系統，比如 ARM、 DSP。此類芯片功能強大，運行速度快，可嵌入大型操作系統如手機、 MP5 等便攜式設備。如果采用此方案，可以很好的解決數據處理和控制功能，但開發(fā)難度大， 芯片價格較高。 基于 51 單片機的主控系統 采用傳統 8 位 51 單片機，內部 12 分頻，運行效率較低，內部存儲空間小，控制端口有限，內部資源少，無片內可讀寫 ROM。 基于 MSP430 的主控系統 采用 TI 公司的 MSP430，它是 16 位的超低功耗混合型單片機，尋址指令豐富， 8MHz 時鐘晶振指令周期 125ns，集成硬件乘法器，可實現高速運算，運行效率高，存儲空間大，片內外設豐富，方便進行擴展設計，而且 MSP430 最小系統電路構成簡單，外部只需加上少量元件就可以獨立工作。 考慮到方案的可實行性和性價 比，本設計采用 MSP430F2617 單片機，采用 RISC 精簡指令集，可實現高速運算，存儲空間大，低功耗，外圍引腳豐富，片內資源多價格低廉，性價比極高。 傳感器選擇 采用模擬溫度傳感器 AD590 AD590 是 美國 ANALOG DEVICES 公司的單片集成兩端感溫電流源。 基 于 GSM 網絡報警系統設計 7 AD590 測量熱力學溫度、 攝氏溫度 、兩點溫度差、多點最低溫度、多點平均溫度的具體電路，廣泛應用于不同的溫度控制場合由于AD590 精度高、價格低、不需 輔助電源 、線性好，常用于測溫和熱電偶的 冷端補償 。 但是 AD590 使用的時需要外擴 IV 轉換電路，并且需要ＡＤ轉換器將對應的電壓轉換問相應的溫度，如此一來必將會增加電路復雜度造成系統工作穩(wěn)定，同時也會增加系統的設計成本。 圖 AD590 電路圖及實物圖 采用數字溫度傳感器 DS18B20 DS18B DS1822 “一線總線 ”數字化溫度傳感器是 DALLAS 最新單線數字溫度傳感器， 同 DS1820 一樣， DS18B20 也 支持 “一線總線 ”接口，測量溫度范圍為 55176。C~+125176。C，在 10~+85176。C 范圍內 ,精度為177。176。C。 DS1822 的精度較差為 177。2176。C ?，F場溫度直接以 “一線總線 ”的數字方式傳輸，大大提高了系統的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現場溫度測量，與前一代產品不同，新的產品支持 3V~ 的電壓范圍，使系統設計更靈活、方便。而且新一代產品更便宜，體積更小 。 DS18B20 可以程序設定 9~12 位的分辨率，精度為 177。176。C?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。分辨率設定，及用戶設定的報警溫度存儲在 EEPROM 中，掉電后依然保存。 DS18B20 的性 能是新一代產品中最好的！性能價格比也非常出色！ DS1822 與 DS18B20 軟件兼容，是 DS18B20 的簡化版本。省略了存儲用戶定義報警溫度、分基 于 GSM 網絡報警系統設計 8 辨率參數的 EEPROM，精度降低為 177。2176。C。而且 DS18B20 在 和5V電壓下均可正常工作，如果采用 AD590 還需要單獨設計 12V 電源而且 DS18B20 省去了模擬部分與 AD590 相比系統復雜程度會大大降低。 圖 DS18B20 實物及電路 DS18B20 與 AD590 對比 表 2種溫度傳感器性能對比 DS18B20與 AD590各項參 數對比 AD590 DS18B20 需要模擬轉數字電路 只需要一個元件 成本高點 成本低 精確度低 精確度高 測溫點數量少 單總線可同時連接很多溫點 電路繁多 電路簡單 對線阻有要求 信號線距離遠 綜上所述根據系統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 DS18B20。 基 于 GSM 網絡報警系統設計 9 電平轉換芯片選擇 采用 MAX232 MAX232 芯片是美信公司專門為電腦的 RS232標準串口設計的單電源電平轉換芯片 ,使用 5V 單電源供電 ，可以實現計算機的 177。12V 的電平轉換為可以有 MCU（單片機）能夠識別的 TTL 或者 CMOS 電平。因此采用 MAX232 進行電平協議轉換時芯片需要外接電容，而且由于本系統設計到兩種電平 和 5V 電平因此轉換時需要兩片MAX232。 圖 MAX232 實物及電路 采用緩沖器 74HC245 74HC245 總線驅動器， 典型的 CMOS 型三態(tài)緩沖門電路。 由于單片機或 CPU 的數據 /地址 /控制總線端口都有一定的負載能力，如果負載超過其負載能力，一般應加驅動器。 TC35I 不能夠識別 MSP430單片機的 電平但是 MSP430 單片機可以識別 5V 電平，而74HC245 外圍電路簡單，因此本方案采用 74HC245 實現電平轉換。 基 于 GSM 網絡報警系統設計 10 圖 74HC245 實物及電路 電平轉換后的通信流程 74HC245 電平轉換后的通信流程。其原理為： MSP430 單片機的 電平經過 74HC245 電平轉換芯片后被轉變?yōu)?5V 電平這樣 GSM模塊 TC35I 就可以識別來自 MSP430 單片機的 電平信號，同樣GSM 模塊 TC35I 返回的數據被 74HC245 電平轉換芯片轉變?yōu)?5V 電平信號同樣可以被 MSP430 所識別。 C P U 3 . 3 V電平轉換G S M 模 塊 5 V 圖 單片機與 GSM 模塊通信 基 于 GSM 網絡報警系統設計 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。 1602 液晶一共能夠顯示 32 個字符型數據共兩行，每行 16 個。在本次設計中由于用戶界面設計中采用了菜單操作，因為 1602 液晶不能顯示漢字如 果采用該液晶模塊將會給程序設計和用戶操作帶來極大的不便。 FDM12864 液晶 圖 128x64 液晶 128x64 液晶分辨率為 128*64 是 128 64 點陣的漢字圖形型液晶基 于 GSM 網絡報警系統設計 12 顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內置國標 GB2312 碼簡體中文字庫（ 16X16 點陣） 、 128 個字符（ 8X16 點陣）及 64X256 點陣顯示 RAM（ GDRAM） ?？膳c CPU 直接接口，提供兩種界面來連接微處理機： 8位并行及串行兩種連接方式。具有多種 功能：光標顯示、畫面移位、睡眠模式等鑒于 12864 的這些功能完全符合本系統中菜單設計的要求，因此本次設計采用 FM12864 液晶模塊。 表 128x64 引腳功能說明 引腳 名稱 方向 說明 引腳 名稱 方向 說明 1 VSS — 電源負極 11 DB4 I/O 數據 4 2 VDD — 電源正極 12 DB5 I/O 數據 5 3 VO — LCD 偏壓輸入 13 DB6 I/O 數據 6 4 RS(CS) H/L 數據 /片選 14 DB7 I/O 數據 7 5 RW(SID) H/L 讀寫信號 /串行數據 15 PSB H/L H 并 L 串 6 E(SCLK) H/L 使能信號 16 NC — 空 7 DB0 I/O 數據 0 17 /RST H/L 復位 8 DB1 I/O 數據 1 18 NC — 空 9 DB2 I/O 數據 2 19 BLA — 背光正極 10 DB3 I/O 數據 3 20 BLK — 背光負極 圖 128x64 封裝尺寸 基 于 GSM 網絡報警系統設計 13 圖 液晶寫數據時序 圖 液晶讀數據時序 表 128x64 部分指令 指令名稱 控制信號 控制指令 執(zhí)行時間 RS R/W 0 0 0 0 0 0 0 1 清除顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 1 X 72us 設定點 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 72us 顯示開關 0 0 0 0 0 0 1 D C B 72us 移位控制 0 0 0 0 0 1 S/C R/L X X 72us 功能設定 0 0 0 0 1 1 X 0/R X X 72us 設 CGRAM 0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 72us 設 DDRAM 0 0 1 0 A5 A4 A3 A2 A1 A0 72us 上表 為 FDM12864 液晶的部分操作命令，注意在進行液晶程序設計的時候需要注意液晶的執(zhí)行時間，如果需要提高指令的操作效率可以每次在進行讀操作或者寫操作的時候需要判斷 D7 位為 0 或者 1，為基 于 GSM 網絡報警系統設計 14 1 表示忙需要等待。 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、存儲器、功放器件等集成在一塊線路板上，具有獨立的 操作系統 、 GSM 射頻處理、基帶處理并提供標準接口的功能模塊。 因此可以采用 GSM 模塊將 CPU采集到的信息經過處理后，發(fā)送至目標手機。 采用 GPRS 方案 GPRS 模塊，是具有 GPRS 數據傳輸功能的 GSM 模塊。 GPRS 模塊就是一個精簡版的手機，集成 GSM 通信的主要功能于一塊電路板上，具有發(fā)送短消息、通話、數據傳輸等功能。 GPRS 模塊相當于手機的核心部分，如果增加鍵盤和屏幕就是一個完整的手機。普通電腦或者單片機可以通過 RS232 串口與 GPRS 模塊相連，通過 AT 指令控制 GPRS 模塊實現各種基于 GSM 的通信功能。 由于本系統不涉及實時動態(tài)數據的傳輸因此采用 GSM 模塊，GSM 模塊采用西門子公司生產的 TC35I。 TC35I 簡介 TC35i 新版西門子工業(yè) GSM 模塊是一個支持中文短信息的工業(yè)級GSM 模塊 ,工作在 EGSM900 和 GSM1800 雙頻段 ,電源范圍為直流～ ,電流消耗 —— 休眠狀態(tài)為 ，空閑狀態(tài)為 25mA，發(fā)射狀態(tài)為 300mA(平均 )， 峰值；可傳輸語音和數據信號 , 功耗在EGSM900(4 類 )和 GSM1800(1 類 )分別為 2W 和 1W ,通過接口連接器和天線連接器分別連接 SIM 卡讀卡器和天線。 SIM 電壓為 3V/，TC35i 的數據接口 (CMOS 電平 )通過 AT 命令可雙向傳輸指令和數據 ,可選波特率 300b/s～ 115kb/s , 自動波特率為 ～ 115kb/s。它支持Text 和 PDU 格式的 SMS(Short Message Service,短消息 ),可通過 AT 命令或關斷信號實現重啟和故障恢復。由此可見 TC35I 的各項基本參數基 于 GSM 網絡報警系統設計 15 基本滿足本系統的要求，特別是其低功耗特點可以和 MSP430 單片機的低功耗 相互配合實現本系統的斷電后在有備用電池的情況下長時間工作。 無線連接起射頻電路電源基帶處理器Flash rom40引腳ZIF插座 圖 GSM 模塊結構 由圖可知，該系統主要由射頻天線、內部 nash ROM、 GSM 基帶處理器、匹配電源和一個 40 指標包括以下幾點：①支持語音、數據、短消息、傳