【導(dǎo)讀】已經(jīng)提到十分重要的位置。短消息業(yè)務(wù)通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)的控制信道進(jìn)行傳輸,是。頻繁遠(yuǎn)距離傳送小流量數(shù)據(jù)的領(lǐng)域。國(guó)家智能化小區(qū)建設(shè)的推廣，防盜系統(tǒng)已成為智能小區(qū)的必需設(shè)備。球移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)SMS短信業(yè)務(wù)的遠(yuǎn)程紅外報(bào)警系統(tǒng)的原理及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。它借助GSM模塊TC35，使用戶能夠通過(guò)手機(jī)中文短信便捷地對(duì)相關(guān)。它具有讓用戶根據(jù)具體的監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行自定義的功能，使用戶的。操作變得更加直觀、方便。有聯(lián)網(wǎng)功能的智能無(wú)線防盜系統(tǒng)，并開發(fā)相關(guān)的傳感器。不需重新布線，特別適用于已裝修用戶及布線不方便的場(chǎng)合?？?、性能穩(wěn)定、功耗低的優(yōu)點(diǎn),適合為家庭和公司提供人身及財(cái)產(chǎn)安全的保障。

　　

【正文】 模塊通過(guò)串口建立連接 需要注意以下 6 點(diǎn)。 所有 AT 指令的指令符號(hào)、常數(shù)、 PDU 數(shù)據(jù)等都是以 ASCII 編碼形式傳送，比如 ?A?的 ASCII 編碼為 41H， ?T?的 ASCII 編碼為 54H，數(shù)字 ?0?的 ASCII 編碼為 30H 等。 要傳送透明數(shù)據(jù)，必須把 TC35I 模塊的工作模式設(shè)置為 PDU 模式，即通過(guò)指令 AT+CMGF 0 完成。 單片機(jī)向 TC35 模塊發(fā)送每一條指令后，必須以回車符作為該條指令的結(jié)束，回車的 ASCII 編碼為 0DH，例如單片機(jī)向手機(jī)發(fā)送 ?AT+CMGF 0? 這條指令，其 ASCII 編碼序列為 ?41H、 54H、 2BH、 43H、 4DH、 47H、 46H、 3DH、 30H、 0DH?，最后一個(gè)字節(jié) 0DH 就是回車符，表示該條指令結(jié)束，如果沒(méi)有這個(gè)回車符，手機(jī)將不識(shí)別這條指令。 當(dāng) TC35 模塊接收到一條完整的 AT 指令后， TC35 模塊并不立即執(zhí)行這條指令，而是①先把剛才接收到的 AT 指令的 ASCII 編碼序列全部反發(fā)送出來(lái)（含0DH）；②其次發(fā)送一個(gè)回車符和換行符的 ASCII 編碼，即 0DH 和 0AH；③執(zhí)行該條指令。 單片機(jī)讀取 TC35 模塊的 PDU 數(shù)據(jù)時(shí)，原始數(shù)據(jù)應(yīng)該是 16 進(jìn)制數(shù)，但讀回的數(shù)據(jù)仍然是 ASCII 碼表示的 16 進(jìn)制數(shù)。這樣， 1 個(gè)字節(jié)的 16 進(jìn)制數(shù)就變成2 個(gè)字節(jié)的 ASCII 碼。但是， PDU 數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)字節(jié)長(zhǎng)度部分仍然是實(shí)際字節(jié)長(zhǎng)度，而不是變成 ASCII 碼的字節(jié)長(zhǎng)度，這在 編程時(shí)應(yīng)特別注意，否則，接收的數(shù)據(jù)就不完整。單片機(jī)接收到 PDU 數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)后，必須將其恢復(fù)成 16 進(jìn)制數(shù)據(jù)。 TC35 模塊向單片機(jī)應(yīng)答 PDU 數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)時(shí)不包括前 9 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) 短信服務(wù)中心地址 ，但向單片機(jī)傳送 PDU 數(shù)據(jù)包時(shí)，包括這 9 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。 接收短信識(shí)別控制子程序設(shè)計(jì) 根據(jù)程序設(shè)計(jì)需求，只需提取被叫號(hào)碼和用戶數(shù)據(jù)。被叫號(hào)碼用來(lái)確認(rèn)是否主機(jī)號(hào)，當(dāng)不是主機(jī)號(hào)時(shí)不進(jìn)行下一步操作。清空緩存，繼續(xù)監(jiān)控。確認(rèn)后，根據(jù)用戶短消息內(nèi)容不同，做相應(yīng)設(shè)置。如下圖 圖 41 短信接收識(shí)別控制子程序流程圖 發(fā)短信 報(bào)警時(shí)采用的是 TEXT 模式，程序中預(yù)先定義好短信內(nèi)容的 TEXT 串，以實(shí)現(xiàn)短信的發(fā)送；而在接收短信時(shí)，要求有效短信內(nèi)容僅為數(shù)字和字母，因此采用的是 TEXT 模式，這樣避免了復(fù)雜的漢字編碼和 PDU 編碼的轉(zhuǎn)換問(wèn)題。收發(fā)短信的處理是通過(guò) AT 命令來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 軟件設(shè)計(jì)的另一重點(diǎn)是保證數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。在安全性方面，采用DES 或 3DES 算法，對(duì)數(shù)據(jù)的合法性進(jìn)行鑒權(quán)和認(rèn)證。認(rèn)證采用雙向鑒權(quán)，服務(wù)器端對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控單元發(fā)送數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行鑒別，自動(dòng)過(guò)濾掉錯(cuò)誤信息；遠(yuǎn)程監(jiān)控通信單元對(duì)服務(wù)器下達(dá)的控制命令的合法性進(jìn)行認(rèn)證，去偽存真 。在數(shù)據(jù)可靠性方面，增加校驗(yàn)位和糾錯(cuò)位，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后傳輸，可以進(jìn)一步增加復(fù)雜環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴? 串行口的編程及串口中斷服務(wù)程序流程 串行口的編程 單片機(jī)與 TC35 模塊的通信方式屬于異步通信。在異步通信中，數(shù)據(jù)通常是以字符為單位組成字符幀傳送的。字符幀由發(fā)送端一幀一幀地發(fā)送，每一幀數(shù)據(jù)均是低位在前，高位在后，通過(guò)傳輸線被接收端一幀一幀地接收。發(fā)送端和接收端可以由各自獨(dú)立的時(shí)鐘來(lái)控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這兩個(gè)時(shí)鐘彼此獨(dú)立，互不同步。 在異步通信中，接收端是依靠字符幀格式來(lái)判斷發(fā)送端是何時(shí)開始發(fā) 送，何時(shí)結(jié)束發(fā)送的。字符幀格式是異步通信的一個(gè)重要指標(biāo)。 字符幀（ Character Frame） 字符幀也叫數(shù)據(jù)幀，由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位等 4 部分組成， 波特率（ baud rate） 異步通信的另一個(gè)重要指標(biāo)為波特率。波特率為每秒鐘傳送二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，也叫比特?cái)?shù)，單位為 b/s，即位 /秒。波特率用于表征數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，波特率越高，?shù)據(jù)傳輸速度越快。但波特率和字符的實(shí)際傳輸速率不同，字符的實(shí)際傳輸速率是每秒內(nèi)所傳字符幀的幀數(shù)，和字符幀格式有關(guān)。串行通訊口的主要寄存器設(shè)置及串口工作方式如下。 數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF 發(fā)送 SBUF 和接收 SBUF 共用一個(gè)地址 99H 。 1）發(fā)送 SBUF 存放待發(fā)送的 8 位數(shù)據(jù)，寫入 SBUF 將同時(shí)啟動(dòng)發(fā)送。 發(fā)送指令： MOV SBUF， A 2）接收 SBUF 存放已接收成功的 8 位數(shù)據(jù)，供 CPU 讀取。 讀取串行口接收數(shù)據(jù)指令： MOV A， SBUF 串行口控制 /狀態(tài)寄存器 SCON 98H SM0， SM1：選擇串行口 4 種工作方式。 SM2：多機(jī)控制位，用于多機(jī)通訊。 REN：允許接收控制位， REN 1，允許接收； REN 0，禁止接收。 TB8 發(fā)送的第 9 位數(shù)據(jù) 位，可用作校驗(yàn)位和地址 /數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位 RB8：接收的第 9 位數(shù)據(jù)位或停止位 TI：發(fā)送中斷標(biāo)志，發(fā)送一幀結(jié)束， TI 1，必須軟件清零 RI：接收中斷標(biāo)志，接收一幀結(jié)束， RI 1，必須軟件清零 節(jié)電控制寄存器 PCON SMOD ：波特率加倍控制位。 SMOD 1，波特率加倍， SMOD 0，則不加倍。 串行接口通過(guò) SM0， SM1 選擇四種工作方式。 1 方式 0：同步移位寄存器方式。用于擴(kuò)展并行 I/O 接口。 1 一幀 8 位，無(wú)起始位和停止位。 2 RXD：數(shù)據(jù)輸入 /輸出端。 TXD：同步脈沖輸 出端，每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)位。 3 波特率 B fosc/12 如： fosc 12MHz， B 1MHz，每位數(shù)據(jù)占 1 s。 4 發(fā)送過(guò)程：寫入 SBUF，啟動(dòng)發(fā)送，一幀發(fā)送結(jié)束， TI 1。接收過(guò)程： REN 1 且 RI 0，啟動(dòng)接收，一幀接收完畢， RI 1。 2 方式 1： 8 位數(shù)據(jù)異步通訊方式。 1 一幀 10 位： 8 位數(shù)據(jù)位， 1 個(gè)起始位 0 ， 1 個(gè)停止位 1 。 2 RXD：接收數(shù)據(jù)端。 TXD：發(fā)送數(shù)據(jù)端。 3 波特率：用 T1 作為波特率發(fā)生器， B 2SMOD/32 T1 溢出率。 4 發(fā)送：寫入 SBUF，同時(shí)啟動(dòng)發(fā)送，一幀發(fā)送結(jié)束， TI 1。接收： REN 1，允許接收。接收完一幀，若 RI 0 且停止位為 1 或 SM2 0 ，將接收數(shù)據(jù)裝入 SBUF，停止位裝入 RB8，并使 RI 1；否則丟棄接收數(shù)據(jù)，不置位 RI。 3 方式 2 和方式 3： 9 位數(shù)據(jù)異步通訊方式。 1 .一幀為 11 位： 9 位數(shù)據(jù)位， 1 個(gè)起始位 0 ， 1 個(gè)停止位 1 。 第 9 位數(shù)據(jù)位在 TB8/RB8 中，常用作校驗(yàn)位和多機(jī)通訊標(biāo)識(shí)位。 2 RXD：接收數(shù)據(jù)端， TXD：發(fā)送數(shù)據(jù)端。 3 波特率： 方式 2： B 2SMOD/64 fosc 。 方式 3： B 2SMOD/32 T1 溢出率 。 發(fā)送：先裝入 TB8，寫入 SBUF 并啟動(dòng)發(fā)送，發(fā)送結(jié)束， TI 1。接收： REN 1，允許接收。接收完一幀，若 RI 0 且第 9 位為 1 或 SM2 0 ，將接收數(shù)據(jù)裝入接收 SBUF，第 9 位裝入 RB8，使 RI 1；否則丟棄接收數(shù)據(jù)，不置位 RI。 本設(shè)計(jì)根據(jù) TC35 的數(shù)據(jù)傳輸特性，將串口設(shè)置成工作方式 1， 8 位數(shù)據(jù)位， 1 個(gè)停止位。波特率設(shè)為 9600。 串口中斷服務(wù)程序流程 串口中斷服務(wù)程序用于對(duì)系統(tǒng)接收到的短信信息進(jìn)行處理，從 而對(duì)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。當(dāng) TC35 接收到短信信息后，通過(guò) 232 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換成 TTL 電平后送到單片機(jī)的串行口，從而觸發(fā)串行口接收中斷，在串行口中斷服務(wù)程序中，系統(tǒng)將調(diào)用短信接收識(shí)別控制子程序?qū)邮盏降亩绦畔⑦M(jìn)行分析和處理，判斷用戶是要修改管理密碼還是要啟停報(bào)警。處理完用戶的管理指令后，中斷程序?qū)⒎祷?，繼續(xù)執(zhí)行報(bào)警查詢的工作。串行口中斷服務(wù)程序流程圖如下圖所示： 圖 42 中斷服務(wù)程序流程圖 當(dāng)單片機(jī)串行口接收到 TC35 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時(shí)，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，進(jìn)入中斷后，為了防止執(zhí)行中斷服務(wù)程序過(guò)程中再次進(jìn)入中斷， 首先關(guān)閉中斷。之后程序?qū)⒄{(diào)用短信接收識(shí)別控制子程序，根據(jù)接收到的短信的內(nèi)容設(shè)置系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)。之后軟件開中斷后，中斷返回。 系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì) 用戶管理指令的短信接收主要靠中斷服務(wù)程序中調(diào)用短信接收識(shí)別控制子程序來(lái)完成，主程序主要完成紅外探測(cè)電路報(bào)警信號(hào)的檢測(cè)和判斷，現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警信號(hào)的輸出控制，以及報(bào)警信息的發(fā)送等工作，系統(tǒng)主程序流程圖如圖 43 所示 . 系統(tǒng)上電，程序開始執(zhí)行， 首先進(jìn)行定義變量、設(shè)置串口工作方式等初始化操作，之后程序進(jìn)入循環(huán)狀態(tài)。在每個(gè)循環(huán)周期中，軟件首先判斷紅外探測(cè)電路是否檢測(cè)到有人活 動(dòng)，如果判斷紅外探測(cè)電路沒(méi)有檢測(cè)到有人入侵則繼續(xù)循環(huán)判斷探測(cè)的輸入狀態(tài)。如果判斷紅外探測(cè)電路檢測(cè)到有人入侵，則軟件繼續(xù)判斷系統(tǒng)當(dāng)前是否處于報(bào)警開啟狀態(tài)。這一狀態(tài)由用戶通過(guò)發(fā)送管理命令的短信，通過(guò)中斷服務(wù)程序來(lái)進(jìn)行修改和設(shè)置。如果系統(tǒng)目前處于報(bào)警關(guān)閉狀態(tài)，則系統(tǒng)不報(bào)警，軟件返回繼續(xù)判斷探測(cè)輸入狀態(tài)和報(bào)警啟停狀態(tài)。如果系統(tǒng)處于報(bào)警開啟狀態(tài)則，軟件通過(guò)控制端口啟動(dòng)報(bào)警電路，發(fā)出聲音報(bào)警，嚇跑入侵者。于此同時(shí)，軟件調(diào)用報(bào)警信息發(fā)送子程序。向用戶手機(jī)發(fā)送報(bào)警信息。發(fā)送報(bào)警信息的流程首先發(fā)送 TC35 模塊聯(lián)機(jī)指令，之后將 TC35 模塊設(shè)置成信息發(fā)送狀態(tài)。然后發(fā)送 ALARM 字符信息到用戶手機(jī)，發(fā)送結(jié)束后，還要發(fā)送結(jié)束字符串。隨后程序?qū)⒎祷?，重?fù)上述過(guò)程，開始下一個(gè)循環(huán)周期的執(zhí)行。 圖 43 系統(tǒng)的主程序流程 第五章 系統(tǒng)制作與調(diào)試 硬件制作與調(diào)試 CB 板的設(shè)計(jì) PCB 板的設(shè)計(jì)是電路設(shè)計(jì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是對(duì)原理電路的再設(shè)計(jì)。因此PCB 板的設(shè)計(jì)是理論設(shè)計(jì)到實(shí)際應(yīng)用一個(gè)十分重要的內(nèi)容。印制電路板 PCB 是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件．它提供電路元件和器件之間的電氣連接。PCB 設(shè)計(jì)的好壞對(duì)抗干擾能力影響很大．因此，在 進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)．必須遵守印制電路板設(shè)計(jì)原則和抗干擾措施的一般原則，并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計(jì)的要求。本次設(shè)計(jì)采用 Altium 公司 PROTEL 系列設(shè)計(jì)完成 SCH 到 PCB 的設(shè)計(jì)，并且手工完成電路焊接以及整機(jī)的裝配。 件調(diào)試 本系統(tǒng)的硬件調(diào)試分為以下階段進(jìn)行調(diào)試： 1 邏輯錯(cuò)誤調(diào)試 樣機(jī)硬件的邏輯錯(cuò)誤是由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和加工過(guò)程中的工藝性錯(cuò)誤所造成的。這類錯(cuò)誤包括：錯(cuò)線、開路、短路等幾種，其中短路是最常見(jiàn)的故障。 2 器件調(diào)試 元器件失效的原因有兩個(gè)方面：一是器件本身已損壞或性能不符合要求；二是由于組裝錯(cuò)誤造成的元器 件失效，如電解電容、二極管的極性錯(cuò)誤，集成塊安裝方向錯(cuò)誤等。 3 可靠性調(diào)試 引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會(huì)造成系統(tǒng)時(shí)好時(shí)壞；內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系數(shù)過(guò)大、器件負(fù)載過(guò)大等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線和布局的不合理等也會(huì)引起系統(tǒng)可靠性差。 4 電源故障 若樣機(jī)中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。電源的故障包括：電壓值不符合設(shè)計(jì)要求，電源引出線和插座不對(duì)應(yīng)，電源功率不足、負(fù)載能力差。 在本次調(diào)試在調(diào)試樣機(jī)加電之前，先用萬(wàn)用表和示波器 ,根據(jù)硬件電氣原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查 樣機(jī)線路的正確性，并核對(duì)元器件的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否符合要求。還特別注意電源的走線，防止電源之間的短路和極性錯(cuò)誤，并重點(diǎn)檢查擴(kuò)展系統(tǒng)總線是否存在相互間的短路；或其它信號(hào)線的短路，由于本設(shè)計(jì)的印刷電路板布線密度較高，出現(xiàn)了兩處因工藝原因造成短路，短路點(diǎn)用刻刀斷開。 對(duì)于樣機(jī)所用的電源事先做了單獨(dú)調(diào)試，調(diào)試好后，檢查其電壓值、負(fù)載能力、極性等均符合要求，然后加到系統(tǒng)的各個(gè)部件上。在不插片子的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位，仔細(xì)測(cè)量各地點(diǎn)電位是否正常，還特別注意單片機(jī)插座上的各點(diǎn)電位是否正常，防止了聯(lián)機(jī)時(shí)會(huì)損 壞仿真器。 軟件與聯(lián)機(jī)調(diào)試 序調(diào)試 軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)。本系統(tǒng)采用模塊程序設(shè)計(jì)技術(shù)，逐個(gè)模塊調(diào)好以后，再進(jìn)行系統(tǒng)程序總調(diào)試。由于采用了實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，采用是逐個(gè)任務(wù)進(jìn)行調(diào)試，下面進(jìn)一步予以說(shuō)明。在調(diào)試第一個(gè)任務(wù)時(shí)，同時(shí)也調(diào)試相關(guān)的子程序、中斷服務(wù)程序和操作系統(tǒng)的程序。等逐個(gè)任務(wù)調(diào)試好以后，再使各個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行，在本次調(diào)試中操作系統(tǒng)中沒(méi)有錯(cuò)誤，在單步和斷點(diǎn)調(diào)試后，進(jìn)行了連續(xù)調(diào)試，因?yàn)閱尾竭\(yùn)行只能驗(yàn)證程序的正確與否，而不能確定定時(shí)精度、 CPU 的實(shí)時(shí)響應(yīng)等問(wèn)題。等全部完成后，反 復(fù)運(yùn)行多次，除了觀察穩(wěn)定性之外，還觀察了用戶系統(tǒng)的操作是否符合設(shè)計(jì)要求的操等，部分程序作了適當(dāng)修正后系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行 發(fā)送調(diào)試 監(jiān)控軟件在平時(shí)不斷檢測(cè)各報(bào)警點(diǎn)的信號(hào)，當(dāng)有異常情況時(shí)，系統(tǒng)通過(guò) TC35模塊自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息 ，在 TC35 初始化之前要用定時(shí)器延時(shí)約 5s，等待 TC35自檢完畢，然后檢查 SIM 卡，如果檢查到無(wú) SIM 卡，系統(tǒng)就會(huì)調(diào)用提示出錯(cuò)程序；有 SIM 卡則繼續(xù)檢查移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商，之后再對(duì) TC35 進(jìn)行初始化，主要是用 AT 命令初始化發(fā)送方式、設(shè)置短信中心號(hào)碼和登錄網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試。特別需要注意的是：不能給 SIM 卡 設(shè)置開機(jī)密碼，否則不能正常登錄到 GSM 網(wǎng)絡(luò)，還有在收到短消息命令后