【正文】 對應(yīng)功能表 續(xù)表 XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 12 引腳名 引腳序號 引腳類型 功能說明 VSS 1 P 電源地 VDD 2 P 電源正極 VL 3 I/O 液晶顯示偏壓信號 RS 4 I/O 數(shù)據(jù) /命令選擇端（ H/L） R/W 5 I/O 讀 /寫選擇端（ H/L） E 6 I/O 使能信號 D0 7 Data I/O 數(shù)據(jù)端 D1 8 Data I/O 數(shù)據(jù)端 D2 9 Data I/O 數(shù) 據(jù)端 D3 10 Data I/O 數(shù)據(jù)端 D4 11 Data I/O 數(shù)據(jù)端 D5 12 Data I/O 數(shù)據(jù)端 D6 13 Data I/O 數(shù)據(jù)端 D7 14 Data I/O 數(shù)據(jù)端 BLA 15 P 背光源正極 BLK 16 P 背光源負(fù)極 圖 4 PIC16F877與 LCD1602顯示 電路原理圖 （三）單片機(jī)與 DS18B20 數(shù)字溫度采集電路的設(shè)計 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器采用的是 SPI 單總線結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和傳輸?shù)模?其結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)用靈活，易于 PIC16F877 的控制操作，符合本設(shè)計的要求。此外還有第 3 功能 RA0/AN0 2 I/O RA0 還是第 0 路模擬信號輸入端 RA1/AN1 3 I/O RA1 還是第 1 路模擬信號輸入端 RA2/AN2/ VREF 4 I/O RA2 還是第 2 路模擬信號輸入端和負(fù)參考電壓端 RA3/AN3/ REF+ 5 I/O RA3 還是第 3 路模擬信號輸入端和正參考電壓 端 RA4/T0CKI 6 I/O RA4 還是定時器 0 時鐘輸入端 RA5/AN4/SS 7 I/O RA5 還是第 4 路模擬信號輸入端，以及同步串口選擇端 基本功能： RB 一個輸入 /輸出可編程的雙向端口，作輸入時內(nèi)部有可編程的弱上拉電路，還有第 3 功能 RB0/INT 33 I/O RB 還可作為外部中斷輸入端 RB RB2 3 35 I/O RB3/PRG 36 I/O RB3 還可作為低電壓編程輸入端 RB4 37 I/O 還具有電平變化中斷功能 RB5 38 I/O 還具有電平變化中斷 功能 RB6/PGC 39 I/O 還具有電平變化中斷功能，兼在線調(diào)試輸入端和串行編程時鐘輸入端 RB7/PGD 40 I/O 還具有電平變化中斷功能，兼在線調(diào)試輸入端和串行編程時鐘輸入端 基本功能： RC 是一個輸入 /輸出可編程的雙向端口，此外還有第 3 功能 RC0/T1OSO/ T1CKI 15 I/O RC0 還可用作定時器 1 的振蕩器輸入端或時鐘輸出端 RC1/ T1OSI / CCP2 16 I/O RC1 還可用作定時器 1 的振蕩器輸出端或捕捉器 2 輸入端或比較器 2 輸出端或脈寬調(diào)制器 PWM2 的輸出端 RC2/CCP1 17 I/O RC2 還可用作捕捉器 1 輸入端或比較器 1 輸出端或脈寬調(diào)制器 PWM1 的輸出端 RC3/SCK/ SCL 18 I/O RC3 還可作為 SPI 串口的同步時鐘輸入或輸出端 XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 11 續(xù)表 RC4/SDI/SDA 23 I/O RC4還可作為 SPI串口的數(shù)據(jù)輸入端和 I2C串口的數(shù)據(jù)輸入 /輸出端 RC5/SDO 24 I/O RC5 還可作為 SPI 串口的數(shù)據(jù)輸出端 RC6/TX/CK 25 I/O RC6 還可作為通用同步 /異步收發(fā)器 USART 的全雙工異步發(fā)送腳或半雙工同步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)腳 RC7/RX/DT 26 I/O RC6 還可作為通用同步 /異步收發(fā)器 USART 的全雙工異步發(fā)送腳或半雙工同步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)腳 基本功能： RD 端口是一個輸入 /輸出可編程的雙向端口，此外全部引腳都有第 2 功能 RD0~RD7 19~22 I/O 可作為從動并行端口與其他微處理器總線連接 PSP0~PSP7 27~30 I/O 基本功能： RE 是一個輸入 /輸出可編程的雙向 3 線端口，全部引腳都有第 3 功能 RE0/RD/AN5 8 I/O RE0 還可作為并口讀出控制線或者模擬輸入通道 5 RE1/WR/AN6 9 I/O RE1 還可作為并口寫入控制線或者模擬輸入通道 6 RE2/CS/AN7 10 I/O RE2 還可作為并口片選控制線或者模擬輸入通道 7 VSS 12， 31 P 接地端 VDD 11， 32 P 正 電源端 圖 3 PIC16F877外圍電路原理圖 （二）單片機(jī)與 LCD 顯示電路的設(shè)計 LCD 顯示電路 是用 1602 芯片 PIC16F877 單片機(jī)共同完成的， LCD1602 能顯示數(shù)字、英文、標(biāo)點(diǎn)符號的顯示芯片，它內(nèi)部有自己的顯示表格能自動查表顯示出接收到的數(shù)據(jù)，PIC16F877 對其控制相對簡單，符合本設(shè)計要求。 單片機(jī) PIC16F877 各個管腳的功能如表 1 所示，其基本外圍電路原理圖如圖 3 所示。這個單片機(jī)的硬件系統(tǒng)設(shè)計簡潔，并且堆棧采用硬件方式，這樣就 省略了專用的堆棧指令使得指令系統(tǒng)也得到了精練，其功率消耗極低，驅(qū)動能力強(qiáng)，使它能和多種外部電路模塊結(jié)合使用。監(jiān)測中心站與遠(yuǎn)程監(jiān)測分站之間通過 GSM 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無線遠(yuǎn)程通信，實現(xiàn)了基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)測。監(jiān)測中心控制 GSM 無線通信模塊收發(fā)短消息，接收各監(jiān)測分站采集的數(shù)據(jù)信息，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、處理和打印等。 本系統(tǒng)利用短消息實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用，具有以下特點(diǎn)： 利用移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施完備的整體優(yōu)勢，不再需投資基礎(chǔ)設(shè)施、隨時隨地實現(xiàn) “ 個性化 ” 的服務(wù)； 實施與運(yùn)行費(fèi)用低 ， 只需增加終端控制系統(tǒng)，運(yùn)行時 ， 短消息實行包月制或 按每條 （ 選用中國移動 ） 元計費(fèi)，整體費(fèi)用低； 可以實現(xiàn)在無人情況、環(huán)境惡劣、超遠(yuǎn)距離的情況下控制信息的收集和傳送，硬件的品質(zhì)保證了通信安全可靠； 系統(tǒng)應(yīng)用獨(dú)立性好，利用單片機(jī)控制 TC35i 模塊，在一定范圍內(nèi)，如果要實現(xiàn)不同的應(yīng)用，只需要對前臺軟件做一定修改。 TC35i 通信模塊具備 GSM 無線通信的全部功能，并提供標(biāo)準(zhǔn)的 UART 串行接口，支持 GSM 所定義的 AT 命令集的指令。如圖 2所示 。 本設(shè)計選用 Microchip 公司的 PIC16F877 單片機(jī)和 Siemens 公司的最新一代 GSM 模塊 TC35i，實現(xiàn)了一款具有短信收發(fā)功能的 GSM modem 原型。使用手機(jī)模塊利于系統(tǒng)集成，成本較低，而使用手機(jī)雖然也可以實現(xiàn)相應(yīng)功能，但是需要外加數(shù)據(jù)線，成本相當(dāng)高 ； 在電腦上通過 GSMM ODEM 向手機(jī)發(fā)送中文短消息，這是目前比較適合于小項目開發(fā)的一種方法，所需硬件包括一款手機(jī)，提供 GSMMODEM 以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)線或是紅外線適配器。 監(jiān) 控 用 戶 手 機(jī) GSM GSMGS 無線MODEM M 網(wǎng)絡(luò) 終端控制系統(tǒng) 無 線 通 道 XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 8 二 、 總體方案設(shè)計 由于有線 Modem 的通信方式的局限性，以及隨著 GSM 移動通信網(wǎng)絡(luò)的迅速普及 ，利用 GSM 模塊實現(xiàn)基于短消息的數(shù)據(jù)傳輸成為重要的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸解決方案。 GSM 網(wǎng)絡(luò)的智能監(jiān)控模塊的軟件設(shè)計。 完成基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的智能監(jiān)控模塊的 硬件 設(shè)計 ，即： TC53i 模塊電路、 串行通信口電路 。 （ 五 ）論文主要完成的工作 本課題將建立一個通過 GSM 短信息的收發(fā)和語 音智能報警實現(xiàn)對外界的數(shù)字量和模擬量進(jìn)行實時的監(jiān)控的系統(tǒng)。 本次設(shè)計的系統(tǒng)主要是對外界的數(shù)字量進(jìn)行實時監(jiān)控，通信的媒介是 GSM 網(wǎng)絡(luò)，采用 SMS 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換， 使得 整個系統(tǒng)在價格、花銷等方面都有很大的優(yōu)勢，在技術(shù)方面也基本上能夠滿足特定用戶的需求 ， 具有比較廣闊的市場前景 。 傳統(tǒng)產(chǎn)品一般實現(xiàn)框架 ： 監(jiān)控計算 機(jī) 收發(fā)控制電 路 收 發(fā) 單 元 終端控制系統(tǒng) 無 線 通 道 XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 7 智能監(jiān)控實現(xiàn)框架 ： 圖 1 設(shè)計采用的實現(xiàn)框架 此次開發(fā)設(shè)計的系統(tǒng)具體研究內(nèi)容是用手機(jī)實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控開關(guān)量和模擬量，控制主體是用戶手機(jī)，即可以用一對一通信的方式，也可以用一對多的通信方式來實現(xiàn)，靈活實用。 （ 四 ）研究的主要內(nèi)容和方法 目前的遠(yuǎn)程無線通信主要有以下兩種：一種通信雙方直接發(fā)送和接收對方的信號如對講機(jī)、軍用設(shè)備等；一種是通信雙方間接通信，如現(xiàn)在最流行的 GSM 蜂窩網(wǎng)絡(luò)，通過 GSM網(wǎng)絡(luò)的短消息中心 （ SMSC） 這個實體存儲轉(zhuǎn)發(fā)來實現(xiàn)雙方的通信。 （ 5） GSM 城市公用事 業(yè)實時監(jiān)控維護(hù)應(yīng)用煤氣調(diào)壓站實時數(shù)據(jù)采集和自動控制；自來水、污水管網(wǎng)實時監(jiān)控和維護(hù)；熱力系統(tǒng)實時監(jiān)控和維護(hù)；電力系統(tǒng)城市中電網(wǎng)實時監(jiān)控和自動補(bǔ) 償。 （ 3） GSM 無線接 入系統(tǒng)應(yīng)用無線固定電話接入 （ WLL）；無線 磁卡電話；火車、汽車、輪船等移動載體付費(fèi)電話。日常生活中它的應(yīng)用表現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1） GSM 機(jī)房 監(jiān)控和遠(yuǎn)程維護(hù)管理應(yīng)用銀行、儲蓄點(diǎn)機(jī)房監(jiān)控，電信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控；通信行業(yè)遠(yuǎn)端無人值守站機(jī)房監(jiān)控和遠(yuǎn)程維護(hù)（如移動通信基站、微波站、光纖中繼站）；其他無人值守點(diǎn)（如倉庫、辦公樓等）監(jiān)控。工業(yè)級系列 GSM 模塊 TC35i 的推 出正解 決了這個難題，它可以長時間地穩(wěn)定工作。 西門子工業(yè)級 GSM 模塊 TC35i 適用 于各行各業(yè)，在各個領(lǐng)域作無線數(shù)據(jù)通信、短信XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 6 息通告之用。每個短消息的信息量為 140 個八位組 （ 7 比特編碼， 160 個字符 ） 不超過 140 個字節(jié)， 足以滿足單個監(jiān)測指標(biāo)的信息量。 短消息傳送業(yè)務(wù)采用專用控制 信道 （ DCCH） ，可以使網(wǎng)絡(luò)管理端確切地知道被叫方是否收到短消息，如果傳送失敗，被叫方?jīng)]有回答確切消息，網(wǎng)絡(luò)管理端會重新發(fā)送消息，以確保被叫方能收到。它比起傳統(tǒng)的集群系統(tǒng)在無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋上具有無法比擬的優(yōu)勢，加上 GSM 的 SMS本身具備的數(shù)據(jù)傳送功能，都使得這些應(yīng)用得到迅速的普及。由于 GSM 網(wǎng)絡(luò)在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，具有網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，用戶無需另外組網(wǎng)，在極大提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的同時為客戶節(jié)省了昂貴建網(wǎng)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。 移動通信 經(jīng)過三代 發(fā)展， GSM（ Global System for Mobile Communication） 系統(tǒng)是目前基于時分多址 （ TDMA） 技術(shù)的移動通信體制中最成熟，最完善，應(yīng)用最廣的一種移動通信系統(tǒng)。有線傳輸方式，可以通過架設(shè)專線、利用公共數(shù)據(jù)網(wǎng)等途經(jīng)來實現(xiàn)，但是在很多場合下，有線方式受到了架線環(huán)境、傳輸距離等條件限制。進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控有以下幾種方式： ①使用無線電收發(fā)設(shè)備； ② 利用有線電話網(wǎng)絡(luò)，使用電話線路，以雙音多頻 （ CDTMF） 信號為載體傳送簡單命令和數(shù)據(jù)； ③ 利用計算機(jī)，借助 Inter 傳送數(shù)據(jù)及命令； ④ 借助PLMN（ 公用陸地移動網(wǎng) ） 的 SMS（ 短信 ） 服務(wù)平臺或 GPRS（ 通 用 分組無線業(yè)務(wù) ） 的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)功能傳送數(shù)據(jù)或命令?，F(xiàn)代遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)是計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動化控制技術(shù)的結(jié)合，是信息技術(shù)與控制技術(shù)的集成。 （ 三 ）國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 本課題研究實現(xiàn)的智能監(jiān)控模塊可用于家居實時監(jiān)控、工業(yè)控制、無人值守設(shè)備的監(jiān)測、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等領(lǐng)域。在短消息業(yè)務(wù)快速發(fā)展的背景下，短消息在無線監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集方面的應(yīng)用作為 畢業(yè)設(shè)計 的研究課題就有著極為重要的 現(xiàn)實意義和實際價值。 由此可見，短消息業(yè)務(wù) 作為 GSM 網(wǎng)絡(luò)的一種主要的電信業(yè)務(wù)，它的傳遞是可靠的。 短消息業(yè)務(wù)不需撥號建立連接，利用短消息業(yè)務(wù)中心的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能，直接把要發(fā)的信息加上目的地址發(fā)送到 短消息中心，由短消息中心再發(fā)送給最終的信宿，這種方式非常適合于將每次采集到的數(shù)據(jù)隨時發(fā)送到上位機(jī)。 我國目前已建成了覆蓋全 國的 GSM 數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)，是我國公眾陸地移動通信網(wǎng)的主要方式。 XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 4 采用先進(jìn)的 GSM 技術(shù)的無線通信系統(tǒng)，集計算機(jī)、通信、機(jī)電、自動控制等多種先進(jìn)技術(shù)于一體，能夠 實現(xiàn)對無線分布式系統(tǒng)的實時監(jiān)控管理，解決了傳統(tǒng)控制中自己構(gòu)建通訊系統(tǒng)成本高、抗干擾性差的缺點(diǎn)，將運(yùn)行維護(hù)人員從大量繁瑣的工作中解放出來，提高了無線通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，增強(qiáng)無線通信系統(tǒng)的可靠性和可控性，能及時發(fā)現(xiàn)定位無線系統(tǒng)故障，大大減少了系統(tǒng)停用帶來的不良影響。也有采用發(fā)傳真，打電話的形式通過人工來控制，同時在部分控制點(diǎn)使用了定時器裝置，在這種模式下，出現(xiàn)故障不能及時發(fā)