【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 情和電話呼入，根據(jù)判斷結(jié)果，進(jìn)入短信報(bào)警子程序或電話判斷子程序分別執(zhí)行。個(gè)人參數(shù)設(shè)置主要用來設(shè)定用戶用作報(bào)警的電話號(hào)碼、個(gè)性化報(bào)警短信文字等。軟件的一項(xiàng)重要工作是協(xié)議轉(zhuǎn)換，GSM模塊以及手機(jī)支持的是GSM協(xié)議，要想使得單片機(jī)能夠控制GSM 模塊的短信收發(fā)，必須將相應(yīng)的控制指令、報(bào)警狀態(tài)等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相關(guān)格式，例如，手機(jī)短信支持的PDU或Unicode碼格式。用戶終端系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分是單片機(jī)與GSM無線模塊的通信，串口通信與AT命令的設(shè)置和使用是程序設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。ATH 電話掛機(jī)AT+CMGR 讀短消息AT+CMGS 發(fā)短消息AT+CLCC 顯示新打來的電話號(hào)碼ATD 呼叫命令12系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，主要分為單片機(jī)系統(tǒng)初始化模塊、通信模塊初始化模塊、身份驗(yàn)證模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、報(bào)警控制輸出模塊等組成。圖2 程序流程圖 各模塊軟件設(shè)計(jì) 初始化模塊單片機(jī)初始化部分將AT89S52串口設(shè)置為工作方式1即8位數(shù)據(jù)開始單片機(jī)初始化成功？GSM 模塊初始化打開串口與 GSM 通信建立接收標(biāo)志為1？接收來電并做出處理判斷來電號(hào)碼并開門成功？有報(bào)警信息？報(bào)警信息處理并發(fā)送成功？3 秒？3 秒？YNYY YYYNNNNNNY位和一位停止位；定時(shí)器選用定時(shí)器1的工作方式2即8位自動(dòng)重裝定時(shí)器、波特率設(shè)為9600bit （），且TMOD=0x20H，SMOD=1，所以定時(shí)器1初值分別為TH1=0FDH，TL1=0FDH。以下為主程序進(jìn)行CPU 初始化設(shè)置。void Baudrate_Init(void){ TMOD = 0x20。 // T1使用工作方式2 TH1 = 0xFD。 // 設(shè)置T1初值 TL1 = 0xFD。 SCON = 0x50。 // 串口通信，工作方式1，波特率9600bit/s，允許接收 TR1 = 1。 // T1開始計(jì)數(shù) ET1 =0。 //定時(shí)器1中斷關(guān)} GSM 初始化模塊void ATE_Send(void) { INT8U i, error_counter。 error_counter = 0。 while(1) { TI = 0。 RI = 0。 for(i = 0。 i 6。 i++) rec[i] = 0x00。 Uart_send(Command_AtE,4)。 for(i = 0。 i 6。 i++)14 { while(!RI)。 rec[i] = SBUF。 RI = 0。 } if(rec[2] == 39。O39。amp。amp。rec[3] == 39。K39。) //返回ok說明通信成 break。 else if(error_counter++5) //否則延時(shí)重發(fā) Delay1ms(1000)。 } RI = 0。 Delay1ms(1000)。//先清零再延時(shí)。} 單片機(jī)發(fā)送 AT 指令的程序設(shè)計(jì)單片機(jī)與 GSM 模塊（TC35i）的軟件接口其實(shí)就是單片機(jī)通過發(fā)送對(duì)應(yīng)正確的 AT 指令對(duì) GSM 模塊進(jìn)行操作的技術(shù)。如設(shè)置短信息的編碼方式、讀取手機(jī)的電話本、發(fā)送短信息、電話掛機(jī)、撥打手機(jī)等。執(zhí)行 1 條指令，并非某些資料介紹的那么簡(jiǎn)單，事實(shí)上，指令的執(zhí)行過程需要單片機(jī)與手機(jī)交互應(yīng)答完成，每一次發(fā)送或接收的字節(jié)數(shù)都有嚴(yán)格的規(guī)定，二者必須依據(jù)這些規(guī)定實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，否則，就會(huì)出現(xiàn)通信失敗。因此，做好單片機(jī)與 GSM 模塊通信，了解 AT 指令執(zhí)行過程就很重要。表 2 列出 AT 指令執(zhí)行過程。需要重點(diǎn)說明的是，所有 AT 指令的指令符號(hào)、常數(shù)、PDU 數(shù)據(jù)包等都是以 ASCII 編碼形式傳送的。表 2 AT 指令的執(zhí)行過程指令 步驟單片機(jī)發(fā)送，手機(jī)接收字節(jié) 手機(jī)發(fā)送，單片機(jī)接收字節(jié)含義1 41H54H0DH3 發(fā)送 AT 指令2 41H54H0DH3 手機(jī)應(yīng)答3 0DH0AH 2 回車換行4FH4BH 2 OK 連接成功445H52H52H4FH52H5 ERROR 連接失敗AT5 0DH0AH 2 回車換行1 41H54H2BH43H4DH47H46H3DH30H0DH10 發(fā)送 AT+CMGF=0 指令2 41H54H2BH43H4DH47H46H3DH30H0DH10 手機(jī)應(yīng)答AT+CMGF=03 0DH0AH 2 回車換行164FH4BH 2 OK 連接成功445H52H52H4FH52H5 ERROR 連接失敗5 0DH0AH 2 回車換行 中文短信息的收發(fā) PDU 模式及中文短信息的編碼短信收發(fā)的編碼格式一共有三種：Block 模式 , Text 模式和PDU(protocol description unit)模式。其中 Block Mode 已經(jīng)逐漸被淘汰，下面介紹的內(nèi)容，是在 PDU Mode 下發(fā)送和接收短消息的實(shí)現(xiàn)方法。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 位的十六進(jìn)制數(shù)。PDU 串不僅包含可顯示的消息本身，還包含很多其他信息，發(fā)送和接收的 PDU 串，結(jié)構(gòu)是不完全相同的。用一個(gè)實(shí)際的例子說明 PDU 串的結(jié)構(gòu)和編排方式。例 1，發(fā)送一條 PDU 格式的中文短信息，地區(qū)的 SMSC 號(hào)碼是（短信中心號(hào)碼）+8613800371500，目標(biāo)號(hào)碼+8615939026810，短信息內(nèi)容是“你好！” ，則從單片機(jī)發(fā)送到 GSM 模塊的 PDU 串可以是“0891683108301705F011000D91685139096218F0000801064F60597DFF01”，如果使用默認(rèn)的短信中心號(hào)碼則 PDU 串可以是：“0011000D91685139096218F0000801064F60597DFF01”。對(duì)照 PDU 編碼的規(guī)范，各段含義如表 3 所示。表 3 發(fā)送 PDU 串分析分段 含義 說明08 SMSC 短信中心地址長(zhǎng)度共 8 個(gè) 8 位字節(jié)包含 9191 SMSC 地址格式 用國際格式號(hào)碼（在前面加“+”）683108301705F0SMSC 短信中心號(hào)碼 8613800371500 字節(jié)翻轉(zhuǎn)后補(bǔ)“F”湊成偶數(shù)個(gè)11 基本參數(shù)（TPMTI/VFP）發(fā)送 TPVP，用相對(duì)格式00 消息基準(zhǔn)值（TPMR） 00D 目標(biāo)號(hào)碼長(zhǎng)度 共 13 個(gè)十進(jìn)制數(shù)（不包含91， “F”）91 目標(biāo)地址格式 用國際格式號(hào)碼（在前面加“+”）685139096218F0目標(biāo)號(hào)碼 8615939026810，補(bǔ)“F”湊成偶數(shù)個(gè)00 協(xié)議標(biāo)示（ TPPID） 普通 GSM 類型，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式08 用戶信息編碼方式（TPDSC）8bit 編碼1801 短消息有效期（TPVP）(VP+1)*5 分鐘06 用戶信息度（TPUDL） 實(shí)際長(zhǎng)度 6 個(gè)字節(jié)4F60597DFF01用戶信息（TPUD） “你好！ ”Unicode 編碼08 用戶信息編碼方式（TPDCS）Unicode 編碼80401001156423時(shí)間戳（TPSCTS） 080401 10:51:46 時(shí)區(qū) 2306 用戶信息長(zhǎng)度 實(shí)際長(zhǎng)度 6 個(gè)字節(jié)4F60597DFF01用戶信息內(nèi)容 “你好！” 短信報(bào)警程序設(shè)計(jì)短信報(bào)警程序是來完成報(bào)警功能的，首先判斷有警情沒,若有則發(fā)送報(bào)警短信，若發(fā)送成功，則退出子程序，不成功則在 3S 內(nèi)重發(fā)報(bào)警短信，3S 后退出子程序，若無警情，直接退出子程序。其流程圖如圖 3 所示： GSM 模塊的接打電話程序設(shè)計(jì)單片機(jī)根據(jù)呼叫的電話號(hào)碼，來控制門的開關(guān)，從而來完成門控功能。當(dāng)有單片機(jī)檢測(cè)到有電話呼入時(shí)，就將號(hào)碼存儲(chǔ)，接著與設(shè)置的用戶號(hào)碼比較，若是用戶號(hào)碼，則掛斷電話，打開大門，若不是，則退出子程序。身份驗(yàn)證程序流圖如圖 4 所示： 數(shù)據(jù)傳輸模塊根據(jù)不同的要求，串口數(shù)據(jù)的發(fā)送是可以知道時(shí)間的，所以采用查詢方式，而接受是不確定的，所以接收采用中斷的方式。在與模塊握手連接成功后，通過 字符串發(fā)送函數(shù)就可將數(shù)據(jù)緩存區(qū)中欲發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送。發(fā)送數(shù)據(jù)的原理與建立連接時(shí)的基本相同，但數(shù)據(jù)的接收是通過串口中斷接收函數(shù)完成的，同時(shí)將接收YYNYNN報(bào)警短信處理并發(fā)送有警情？成功？3 秒？退出子程序圖 3 短信報(bào)警程序流圖到的數(shù)據(jù)必須先放入接收緩存區(qū)。 系統(tǒng)調(diào)試軟件使用20 初期階段的調(diào)試初期調(diào)試主要是采用AT指令調(diào)試精靈來調(diào)試GSM模塊。主要先熟悉AT 指令的使用，AT指令調(diào)試精靈是方寸自主研發(fā)的一款用于調(diào)試各個(gè)廠家AT指令集的實(shí)用工具，該軟件 功能強(qiáng)大，運(yùn)行穩(wěn)定，支持市場(chǎng)上大部分GSM/GPRS貓，通過它不僅可以測(cè)試GSM貓上所支持的AT 指令，而且可以收發(fā)短信，發(fā)短信時(shí)可以看到需要運(yùn)行的相關(guān)AT 指令和 PDU編碼，當(dāng)有新短消息到時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)收短信并顯示在屏幕上，該安裝包包含Nokia、Siemens等AT指令集以供用戶調(diào)試和熟悉AT指令，開放部分源代碼，可以在此平臺(tái)上開發(fā)出高性能的短信應(yīng)用程序。 程序設(shè)計(jì)階段的調(diào)試在熟悉了AT指令的基礎(chǔ)上開始構(gòu)建自己的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方法、實(shí)現(xiàn)方法等一系列的問題需要去解決，這時(shí)候我主要采用串口調(diào)試助手和超級(jí)終端來把AT指令一步一步地轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制的數(shù)據(jù)去代替，這需要要一些時(shí)間去使用端口偵探軟件來調(diào)試，這是最終用單片機(jī)來完成這些AT指令操作的不可缺少的階段。對(duì)與完成單片機(jī)與模塊之間的成功通信很重要。其中端口偵探超比較好用，級(jí)終端與串口調(diào)試助手相比存在一些不足。YYY有呼叫？存儲(chǔ)來電號(hào)碼成功？判斷來電是否為設(shè)置號(hào)碼？開門并掛機(jī)退出子程序NNN圖 4 身份驗(yàn)證程序流程圖7 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題及解決辦法 排除調(diào)試階段出現(xiàn)無法監(jiān)視的方法在調(diào)試過程中，很希望可以看到程序執(zhí)行到何處了，數(shù)據(jù)是結(jié)果如何？因?yàn)橛捎?GSM 模塊要求的波特率非常的嚴(yán)格，一般是不可以使用仿真器進(jìn)行仿真調(diào)試的。這時(shí)可以用電腦的串口調(diào)試助手并接在 GSM 上，就可以方便地監(jiān)視到所發(fā)的數(shù)據(jù)和所收到的數(shù)據(jù)了，也大大的增加也調(diào)試的效率。 排除仿真器總端上出現(xiàn)亂碼的方法22設(shè)計(jì)初期需在超級(jí)終端等串口調(diào)試軟件中進(jìn)行 AT 指令的調(diào)試，但經(jīng)常會(huì)遇到不能與 GSM MODEM 進(jìn)行正常通信或總是在仿真終端上出現(xiàn)亂碼，此時(shí)檢查串口是否保證正常連接，計(jì)算機(jī)的串口引線與 GSM MODEM 的串口引線應(yīng)是一一對(duì)應(yīng)的。GSM MODEM與仿真終端應(yīng)設(shè)置相同的通信速率。當(dāng)初次使用 GSM MODEM 時(shí)，在仿真終端上設(shè)置為通信速率 9600bps、8 位數(shù)據(jù)位、無較驗(yàn)位、1位停止位。8 小結(jié)目前，利用移動(dòng)運(yùn)營商提供的無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。尤其是基于單片機(jī)的GSM數(shù)據(jù)傳輸方案在GSM 門控報(bào)警終端、自動(dòng)抄表系統(tǒng)等遠(yuǎn)程遙測(cè)遙控系統(tǒng)中的應(yīng)用更是倍受關(guān)注。 我們經(jīng)過兩個(gè)月的試驗(yàn)調(diào)試，我們?cè)O(shè)計(jì)的以 AT89S52 單片機(jī)作為控制核心的智能門控報(bào)警系統(tǒng),達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。本系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)記錄出入數(shù)據(jù)、使用方便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。特別適合于家庭公司，企事業(yè)單位，小區(qū)的安防系統(tǒng)等場(chǎng)所。隨著 GSM 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，將 GSM 模塊應(yīng)用在門控系統(tǒng)中，性價(jià)比高，具有很好的應(yīng)用前景，基于 GSM 模塊的門控系統(tǒng)在硬件的不斷完善，程序會(huì)更加的優(yōu)化，性能會(huì)更好，將來會(huì)有一個(gè)不錯(cuò)的發(fā)展空間。當(dāng)然，此系統(tǒng)設(shè)計(jì)還存在很多不足之處，需要不斷的升級(jí)、完善，今后將會(huì)近一步增強(qiáng)其功能，使其不斷的完善。致謝本論文是在徐老師的悉心指導(dǎo)下完成的，徐老師淵博的科學(xué)知識(shí)、遠(yuǎn)見卓識(shí)的科學(xué)創(chuàng)新和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度都給了我深遠(yuǎn)的影響。在設(shè)計(jì)階段徐老師在資料搜集、程序調(diào)試、論文寫作等方面都給予我嚴(yán)格的要求和關(guān)鍵性的指導(dǎo)，在此衷心感謝兩個(gè)月徐李老師對(duì)我的關(guān)心和指導(dǎo)。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是由我們小組二人共同完成的，正是我們的團(tuán)結(jié)合作、堅(jiān)持不懈才能取得現(xiàn)在的結(jié)果。所以在這里還要感謝胡永戰(zhàn)同學(xué)的鼎力幫助，他給我提出了不少建議，使我思路開闊，程序也因此更加完善。同時(shí)周圍的同學(xué)也給了我很多的幫助，在這里一并向他們表示感謝！最后，再次向各位領(lǐng)導(dǎo)、各位老師致以衷心的感謝！參考文獻(xiàn)24[1]張剛毅,彭喜元,[M]. 北京：高等教育出版社,[2]楊將新，李