【正文】 IGT（ Ignition） ,當(dāng) TC35i通電后必須給 IGT 一個(gè)大于 100ms 低電平，模塊才啟動(dòng)， 30 引腳為 RTC back up， 31腳為 Power down， 32 腳位 SYNC， 16～ 23 腳為數(shù)據(jù)輸入 /輸出 ， 分別為 DSEO， RINGO，RXDO， TXDO， CTSO， RTSO， DTRO 和 DCDO。當(dāng)插入 SIM 卡，該引腳置為高電平時(shí)，系統(tǒng)方可進(jìn)入正常工作。為了適合外部的 SIM 接口，該接口連接到主接口 （ ZIF 連接器 ） 。在不需要額外硬件電路的前提下，可支持 FR、HR 和 EFR 語(yǔ)音信道編碼。 （ 3） TC35i 模塊結(jié)構(gòu) TC35i 模塊主要由 GSM 基帶處理器、 GSM 射頻模塊、供電模塊 (ASIC)、閃存、 ZIF連接器、天線接口六部分組成。一種是指示發(fā)射狀態(tài)時(shí)的功率增長(zhǎng)情況，另一種是指示 TC35i 的工作狀態(tài)。它支持 Text 和 PDU 格式的SMS (Short Message Service， 短消息 )， 可通過(guò) AT 命令或關(guān)斷信號(hào)實(shí)現(xiàn)重啟和故障恢復(fù)。 TC35i 的數(shù)據(jù)接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合 ITUTRS232 標(biāo)準(zhǔn)。 1 31 和 32 腳為控制部分：15 為點(diǎn)火線 IGT(Ignition)， 當(dāng) TC35i 通電后必須給 IGT 一個(gè)大于 100ms 低電平，模塊才啟動(dòng)； 30 為 RTC backup， 31 為 Power down， 32 為 SYNC。 24～ 29 為 SIM 卡引腳，分別為 CCIN、 CCRST、 CCIO、 CCCLK、 CCVCC和 CCGND。這 40 個(gè)引腳可以劃分為 5 類，即電源、數(shù)據(jù)輸入 /輸出、 SIM 卡、音頻接口和控制。C。C,存放 30176。溫度范圍 正常操作 20176。工作在 EGSM900MHz 和 GSM1800MHz(phase 2/2+) 雙頻段 ,電源范圍為 ～ V ,為單一電壓，可傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào) , 功耗在 EGS900 (4 類 ) 和 GSM1800 (1 類 ) 分別為 2 W 和 1 W ,通過(guò)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/。最初設(shè)計(jì) TC35i 模塊用于高速 M2M 系統(tǒng)，現(xiàn)在正被應(yīng)用在更廣闊的領(lǐng)域，例如測(cè)量和遠(yuǎn)程維護(hù)，交通系統(tǒng)，倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸，保安系統(tǒng)，無(wú)線網(wǎng)關(guān)及接入設(shè)備，自動(dòng)售貨機(jī)，衛(wèi)生保健和建筑技術(shù)等。所以本課題就是選用西門子 GSM 通信模塊 TC35 系列的蜂窩通信引擎 TC35i。 （ 1） TC35i 無(wú)線模塊 目前 ,國(guó)內(nèi)常用的 GSM 模塊有 Wavee 的 WMO2 系列、 Fal 的 A2D 系列、愛(ài)立信的 DM10/DM20 系列、中興的 ZXGM18 系列和西門子公司的 TC35 系列等，這些模塊的功能和用法差別不大 ,但各有所長(zhǎng)。這一章將詳細(xì)介紹 Siemens 公司的 GSM 模塊 TC35i、 TI 公司的電平轉(zhuǎn)換芯 片MAX3238 等器件，及其構(gòu)成的移動(dòng)終端的硬件電路。 MAX232 芯片與PIC16F877 單片機(jī)的電路連接原理圖 如圖 5 所示 。 LCD1602 芯片各個(gè)管腳的功能 如 表 1所示 ，其與 PIC16F877 單片機(jī)的電路連接原理圖 如 圖 4 所示 。 如圖 3所示 。這個(gè)單片機(jī)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(dòng)能力強(qiáng)，使它能和多種外部電路模塊結(jié)合使用。監(jiān)測(cè)中心控制 GSM 無(wú)線通信模塊收發(fā)短消息，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示 。 本系統(tǒng)利用短消息實(shí)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(dòng)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(shì)，不再需投資基礎(chǔ)設(shè)施、隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn) “ 個(gè)性化 ” 的服務(wù)； GSM 網(wǎng)絡(luò) PIC16F877 LCD顯示 GSM 通信模塊 監(jiān)控中心 服務(wù)器 短信采集 PIC16F877 短信采集 GSM 通信模塊 監(jiān)控中心 服務(wù)器 LCD顯示 10 實(shí)施與運(yùn)行費(fèi)用低，只需增加終端控制系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)，短消息實(shí)行包月制或按每條(選用中國(guó)移動(dòng) )元計(jì)費(fèi)，整體費(fèi)用低； 可以實(shí)現(xiàn)在無(wú)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(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用，只需要對(duì)前臺(tái)軟件做一定修改 。 TC35i 通信模塊具備 GSM 無(wú)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(jì)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(shí)現(xiàn)了一款 具有短信收發(fā)功能的 GSM modem 原型。 在電腦上通過(guò) 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(xiàng)目開(kāi)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。 目前實(shí)現(xiàn)短消息的發(fā)送主要有以下幾種方法 : 通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)關(guān)發(fā)送短消 息，使用該方法不需要附加的硬件，但是需要到電信部門申請(qǐng)網(wǎng)關(guān)，成本高，軟件復(fù)雜，比較適合于一些大型的網(wǎng)絡(luò)通信公司進(jìn)行開(kāi)發(fā)； 通過(guò)網(wǎng)站上提供的短信發(fā)送功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如新浪、網(wǎng)易都提供這方面的服務(wù)，這種方法是這 4 種方法中實(shí)現(xiàn)起來(lái)最簡(jiǎn)單，所需資源最少的，但是對(duì)于網(wǎng)站的依賴性太強(qiáng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴同樣無(wú)法避免，不適用于項(xiàng)目開(kāi)發(fā)； 在相關(guān)的系統(tǒng)中使用手機(jī)模塊代替手機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)與短消息中心的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)短消息的發(fā)送與接受。 通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析，總結(jié)出系統(tǒng)塊存在的問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。 本課題的主要工作有： 完成監(jiān)控主板的 硬件設(shè)計(jì)，即： 16F877A 的外圍電路、 LCD 顯示電路 完成基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的智能監(jiān)控模塊的硬件設(shè)計(jì)，即： TC53i 模塊電路、串行通信口電路 監(jiān)控主板的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)中無(wú)線 MODEM 與市面的 GSM MODEM 相比有其自身的特點(diǎn) :是面向用戶的、面向底層字節(jié)流，便于用戶完成基于底層的二次開(kāi)發(fā) ，因此，從用戶利用的角度來(lái)看它的可應(yīng)用性更加靈活，更能滿足各種行業(yè)的需求 。現(xiàn)有的基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品主要應(yīng)用于信息采集系統(tǒng)、智能抄表系統(tǒng)、運(yùn)鈔車的集中監(jiān)控、汽車車隊(duì)的集中監(jiān)控等方面，這些系統(tǒng)的監(jiān)控中心是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，控制電路收發(fā)模塊通過(guò)串口與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，將合法數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般采用客戶機(jī) /服務(wù)器方式，服務(wù)器負(fù)責(zé)處理客戶機(jī)界面控制顯示程序與數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)之間的處理，但系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方法比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)成本昂貴。 本設(shè)計(jì)主要是智能監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的監(jiān)控產(chǎn)品相比較，在實(shí)現(xiàn)方法和對(duì)象上有很大的區(qū)別，可用圖 1 來(lái)區(qū)別。 （ 6）其他 GSM 應(yīng)用領(lǐng)域 移動(dòng)性書(shū)記和 Inter 接入；移動(dòng)性辦公及管理；工業(yè)遙感遙測(cè)遙控、信息回報(bào)。 （ 4） GSM 移動(dòng)性數(shù)據(jù)查詢應(yīng)用 移動(dòng)性證券交易和信息查詢；公安移動(dòng)性數(shù)據(jù)（身份證、犯罪檔案等）查詢；交警移動(dòng)性數(shù)據(jù)（車輛、司機(jī)檔案等）查詢；通信維護(hù)人員線 7 路資料查詢；其他外勤人員移動(dòng)性數(shù)據(jù)查詢。 （ 2） GSM 移動(dòng)車輛監(jiān)控調(diào)度應(yīng)用 公安、 1交警車輛監(jiān)控調(diào)度；銀行運(yùn)鈔車、郵政運(yùn)輸車監(jiān)控調(diào)度；出租車管理調(diào)度；公交車輛調(diào)度和指示；集團(tuán)車輛監(jiān)控調(diào)度。用戶可以完全放心地將它嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中，不管是對(duì) OA（機(jī)關(guān)辦公自動(dòng)化）系統(tǒng)，還是純粹的短信息應(yīng)用系統(tǒng)，它都能出 色地完成任務(wù)。 相對(duì)于普通民用手機(jī)來(lái)做短信息的收發(fā)控制，手機(jī)本身不是工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，它在控制中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，同時(shí)它的供電模式?jīng)Q定了它不能長(zhǎng)時(shí)間地穩(wěn)定工作。綜上所述，系 統(tǒng)選用 GSM 的短消息業(yè)務(wù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控是可行的。因此，作為 GSM 網(wǎng)絡(luò) 的一種主要的電信業(yè)務(wù)，短消 息業(yè)務(wù)的信息傳遞是實(shí)時(shí)可靠的。利用 GSM 短信 息系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)線通信還具有雙向數(shù)據(jù)傳輸功能，性能穩(wěn)定，為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳送和監(jiān)控設(shè)備的通信提供了一個(gè)強(qiáng)大的支持平臺(tái)。同時(shí)它對(duì)用戶的數(shù)量也沒(méi)有限制，克服了傳統(tǒng)的專網(wǎng)通信系統(tǒng)投資成本大，維護(hù)費(fèi)用高，且網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的覆蓋范圍和用戶數(shù)量有限的缺陷。 GSM 全球移動(dòng)通信系統(tǒng)短信息 傳送技術(shù)，在遠(yuǎn)距離監(jiān)控、數(shù)據(jù)采 集、 GPS 定位、無(wú)線報(bào)警、繳費(fèi)通知等領(lǐng)域，都有著廣泛的應(yīng)用。無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)方式也很多，比如可以通過(guò)自建無(wú)線發(fā)射接收系統(tǒng)，如短波 、 超 短波 電臺(tái)、架設(shè)微波線路等，但是這種方式容易受到地形地貌的影響以及頻率資源的限制，架設(shè)成本高、系統(tǒng)的架設(shè)和維護(hù)工作繁重，在業(yè)務(wù)量小、用戶數(shù)量大、位置分散等應(yīng)用場(chǎng)合中也受到很大限制。 然而無(wú)論哪一種傳輸技術(shù)，對(duì)于用戶來(lái)講，最基本的要求即是要方便、快捷、安全、可靠。 現(xiàn)在工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)中，遠(yuǎn)程監(jiān)控有著廣泛的應(yīng)用。遠(yuǎn)程監(jiān)控是指遠(yuǎn)端的監(jiān)控者或者監(jiān)控中心通過(guò)通信系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，其目的在于突破地域和環(huán)境上的限制，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源和社會(huì)資源的優(yōu)化配置。 本設(shè)計(jì)的典型的應(yīng)用有：遠(yuǎn)程無(wú)線控制高壓線路斷電器、加熱系統(tǒng)、防洪攔阻系統(tǒng)或其它機(jī)電系統(tǒng)的啟動(dòng)和關(guān)閉 ； 變電站、電表、水塔、水庫(kù)或環(huán) 保監(jiān)測(cè)點(diǎn)等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸和無(wú)線自動(dòng)警報(bào)；車輛調(diào)度、安全、導(dǎo)航、監(jiān)控、監(jiān)測(cè)車隊(duì)交通管理和控制指揮系統(tǒng)等領(lǐng)域；控制和監(jiān)測(cè)香煙、食品和飲料自動(dòng)售貨機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和存貨水平等等。因此，選用 GSM 的短消息業(yè)務(wù)來(lái)實(shí) 現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸是可行的。短消息業(yè)務(wù)可以使網(wǎng)絡(luò)端知道被叫方是否已經(jīng)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)一側(cè)會(huì)保留所發(fā)的消息，一旦網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)被叫方能被叫通時(shí)，消息重發(fā)以確保被叫方能收到。 GSM 的短消息業(yè)務(wù) SMS(Short Message Service)與話音傳輸及傳真一樣，為 GSM 數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供的主要電信業(yè)務(wù)，它通過(guò)無(wú)線控制信道進(jìn)行傳輸，是GSM 通信網(wǎng)所特有的。并且隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，以及知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的來(lái)臨，人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到現(xiàn)代企業(yè)人力資源成本占運(yùn)營(yíng)成本的比重逐漸增大，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中的許多人員密集型的數(shù)據(jù)采集、有人值守工作將被現(xiàn)代化的電子信息監(jiān)控系統(tǒng)所代替，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守，監(jiān)控中心集中監(jiān)控、集中管理、集中維護(hù)的現(xiàn)代化無(wú)線通信系統(tǒng)。通過(guò) GSM 短消息作為一種數(shù)據(jù)傳輸模式來(lái)交換數(shù)據(jù)，則可以有效的解決這些問(wèn)題。 目前，整個(gè)基于無(wú)線技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)還處在一個(gè)較低的水平，多是采用電臺(tái)數(shù)傳、電話網(wǎng)、自組網(wǎng)的形式來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制，這幾種方式在穩(wěn)定性 、抗干擾性等方面存在明顯的不足，而且監(jiān)控的距離也有一定的限制。 對(duì)于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，目前工業(yè)上各種監(jiān)控設(shè)備大多還是有線方式傳輸，這無(wú)疑給監(jiān)控設(shè)備的安裝、維護(hù)帶來(lái)了很大的不便。此 外，無(wú)線應(yīng)用是展現(xiàn)一個(gè)城市現(xiàn)代化、國(guó)際化水平的重要標(biāo)志，也是促進(jìn)工業(yè)現(xiàn)代化和信息化的動(dòng)力之一。 4 （二）本設(shè)計(jì)的目的和意義 技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了生活的變化，基于無(wú)線新技術(shù)的各種增值服務(wù)正在悄然的改變著我們的生活環(huán)境和生活方式。因此，比起傳統(tǒng)的集群系統(tǒng) 在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋上具有無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。 由于 GSM 網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)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(wú)需另外組網(wǎng)，在極大提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的同時(shí)為客戶節(jié)省了昂貴建網(wǎng)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。以此為基礎(chǔ)，可以開(kāi)發(fā)出多種前景極其樂(lè)觀的各類應(yīng)用，如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、移動(dòng) POS 機(jī)、 GPS/GSM (SMS)移動(dòng)車輛監(jiān)控定位系統(tǒng)、移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)、移動(dòng)性數(shù)據(jù)和 Inter 接入、機(jī)房監(jiān)控、遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)、移動(dòng)性數(shù)據(jù)查詢證券交易和信息查詢系統(tǒng)等。隨著 GSM 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的迅速普及和竟?fàn)幍娜找婕ち遥?GSM 模塊作為一 種主要的 GSM 網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，己得到越來(lái)越多的系統(tǒng)制造商和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商的重視，基于它的各種應(yīng)用也蓬勃發(fā)展起來(lái)。它的出現(xiàn)給 GSM 的發(fā)展注入了新的活力，改變了傳統(tǒng)的以話音為主的通信手段，打開(kāi)了 GSM 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信及其應(yīng)用的大門。 SMS (Short Message Service)短信息服務(wù)是 GSM (Global System for Mobile Communication)系統(tǒng)中提供的一種 GSM 終端〔手機(jī) )之間，通過(guò)服務(wù)中心 (Service Center)進(jìn)行文本信息收發(fā)的應(yīng)用服務(wù)，其中服務(wù)中心完成信息的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能。 GSM 模塊是繼 GSM 手機(jī)外又一種非常重要的 GSM 移動(dòng)通信系統(tǒng)的終端設(shè)備。 當(dāng)前，單片機(jī)和 PC 機(jī)通過(guò)串行接口構(gòu)成的多微機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)等場(chǎng)合，這些系統(tǒng)大多采用 RS232 或是有線 modem 的通信方式，雖然很經(jīng)濟(jì)適用，但是有線數(shù)據(jù)傳輸方式很大程度上限制了其使用的場(chǎng)合，使得在偏遠(yuǎn)的山區(qū)和架設(shè)通信線路比較困難的地區(qū)無(wú)法應(yīng)用。 近年來(lái)，我國(guó)移動(dòng)通信以空前的速度發(fā)展，截至 2020 年 7 月底，我國(guó)蜂窩移動(dòng)通信用戶已超過(guò) 1 億，居世界第一。由于考慮到了未來(lái)用戶的需要， GSM 系統(tǒng)具有很大的靈活性。歐洲的專家們將 GSM 重新命名為 “Global System for Mobile Communications”,使之成為 “全球移動(dòng)通信系統(tǒng) ”的簡(jiǎn)稱。 1990 年，由英國(guó)提出將 1800MHz 頻段歸入 GSM 標(biāo)準(zhǔn)之中，帶寬為 275MHz，此建議的目的是針對(duì) PCN（ Personal Communicatio