【正文】 監(jiān)測 現(xiàn)場發(fā)送控制短信息，通過單片機(jī)改變現(xiàn)場工作狀態(tài)。另外， AT89S52 單片機(jī)也通過 TC35 模塊接收發(fā)自監(jiān)控中心或手機(jī)的短信息指令，對收到的短信息進(jìn)行解釋并執(zhí)行，實現(xiàn)對被控制對象的管理和控制。系統(tǒng)中的溫度采集部分由 DS18B20 單線數(shù)字溫度傳感器負(fù)責(zé)實時采集現(xiàn)場溫度信號，并把溫度信號直接以數(shù)字形式傳送給AT89S52 單片機(jī)。數(shù)據(jù)通信電路以 MAX232 為核心實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換及串口通信。 TC35I 的數(shù)據(jù)接口采用串行異步收 發(fā)，符合 RS232 接口電路標(biāo)準(zhǔn)。模塊上電 10ms 后 (電池電壓須大于 3V)，為使之正常工作，必須在 15 引腳 (IGT)施加低電平信號，至少保持 100 ms且該信號下降沿時間小于 1ms，啟動后 15 引腳應(yīng)保持高電平。在充電模式下可為 TC35I提供 6V/500mA 的充電電源。充電電池為整個系統(tǒng)提供 工作 電壓。 單片機(jī)和 GSM 之間的電路連接就是把 TC35i 的 相連接。當(dāng) TC35i 通電后必須給 IGT 一個大于 100mV 的低電平，模塊才能啟動。 VE1VE2VE3VE4VE5GND6GND7GND8GND9GND10POWER11POWER12VDD13ACCU_TEMP14IGT15DSR016RING017RtD018TsD019CTS020RTS021DIR022DCD023CCIN24CCRST25CCI026CCCLK27CCVCC28CCGND29VDDLP30PD31SYNC32EPP233EPN234EPP135EPN136MICN137MICP138MICN239MICP240U1 TC35iVCC1KR11KR21KR3S1D1LED13KR410KR5Q1NPNR0OUTTILNVCCCCGND4CCRST2CCCLK3CCVCC1CCVPP5CCIO6U3SIM_CARD 圖 21 TC35i 的管腳圖 1～ 14 引腳為電源部分，其中 l～ 5 引腳為電源電壓輸入端 VBATT+6～ 10 引腳為電源地 GND， 11～ 12 引腳為充電端， 13 引腳為對外輸出電壓 (供外部電路使用 )， 14引腳 ACCU/TEMP 接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻； 24～ 29 引腳為 SIM 卡連接端； 33～ 40引腳為語 音接口用來接電話手柄。這些引腳可劃分為 5 類，即電源、數(shù)據(jù)輸入 /輸出、 SIM 卡、音頻接口和控制 [5]。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令接口，為數(shù)據(jù)、語音和短 消息提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)及設(shè)計。 TC35I與 GSM2/2+兼容，雙頻 (GSM900/GSMl800)工作，帶有 RS232 數(shù)據(jù)口。 J 中設(shè)定采用 UCS2 編碼，這里是英文的UNICODE 字符。若發(fā)送中文，必須采用 PDU 模式的 Unicode編碼方式。 7bit 編碼用于發(fā)送普通的 ASCII 字符， 8bit 編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息， UCS2 編碼用于發(fā)送 Unicode 編碼字符。使用 Text 模式收發(fā)短信息代碼簡單，實現(xiàn)起來容易，但缺點是不能收發(fā)中文短信：而 PDU 模式不僅支持中文短信，也能發(fā)送英文短信。天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 7 常用與 SMS 相關(guān)的 AT 命令主要有以下幾條： AT+CMGC：發(fā)出一條短消息命令； AT+CMGD：刪除 SIM 卡內(nèi)存的短消息； AT+CMGF：選擇短消息信息格式， 0 為 PDU 格式， 1 為 TEXT 格式； AT+CMGL：列出 SIM 卡中的短消息 ； AT+CMGR/CMGS： 讀 /發(fā)送短消息； AT+CMGW： 向 SIM 內(nèi)存中寫入待發(fā)適消息； AT+CMSS： 從 SIM 內(nèi)存中發(fā)送短消息； AT+CNMI： 顯示新收到的短消息； AT+CSCA： 短消息中心地址。 TC35I 的串口數(shù)據(jù)通信支持 和 標(biāo)準(zhǔn)的 AT 指令集。最后刪除手機(jī)中的短消息可以使用指令A(yù)T+CMGD： N， N 為待刪除的短信息編號。首先單片機(jī)發(fā)送 AT 指令，等待手機(jī)的應(yīng)答信號，然后對于手機(jī)工作模式的設(shè)定，可以使用指令 AT+CMGF=N(N=O 為 PDU 模式， N=1 為文本模式 )來完成，一般設(shè)置為 PDU 模式。 SMS 的通信指令 TA 指令 本設(shè)計是基于 GSM 模塊的遠(yuǎn)程溫度控制，而 GSM 模塊中的短信息通信業(yè)務(wù)是我們完成遠(yuǎn)程控制的手段。所以當(dāng)接收方手機(jī)沒有開機(jī)時，發(fā)送的信息也不會丟失。它不是用事先撥號建立連接，把數(shù)據(jù)信息和發(fā)送的目的地址 通過 GSM 協(xié)議編碼后，發(fā)送到移動供應(yīng)商的服務(wù)中心。這個無線 MODEM模塊一般都支持 GSM規(guī)定的 AT 指令集，該指令集是由諾基亞、愛立信、摩托羅拉等廠商共同為 GSM 系統(tǒng)制定的，已由 ETSI(歐洲通信技術(shù)委員會 )正式發(fā)布，并加入 標(biāo)準(zhǔn)，其中包含對 SMS(短信息服務(wù) )的控 制。 GSM 系統(tǒng)協(xié)議提供了非常透明的支持，加上手機(jī)的無線 MODEM 模塊，就可以構(gòu)成無線數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)。使用 GSM 系統(tǒng)來構(gòu)建自 己的通信平臺，是非常有使用價值的。 GSM 數(shù)據(jù)通信平臺是利用 GSM 短消息功能傳輸各種檢測、監(jiān)控數(shù)據(jù)信號和控制命令的通用通信平臺，可以廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集、移動目標(biāo)的監(jiān)控以及個人信息終端，具有不需另外鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)、通訊費用低廉、不受地域限制、任意設(shè)置傳輸機(jī)制等特點。 SMS 包括點對點短消息業(yè)務(wù)和小區(qū)廣播式短消息業(yè)務(wù)。 短消息業(yè)務(wù) SMS 的概述 短消息業(yè)務(wù) SMS（ Short Message Service)作為 GSM 的一種增值服務(wù)，隨著 GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的擴(kuò)大，得到迅速發(fā)展。 SIM 電壓為 3V/，TC35I 的數(shù)據(jù)接口 (CMOS 電平 )通過 AT 命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)，可選波特率為300biCs～ 115kbit/s，自動波特率為 ～ 115kbit/s[3]。目前市場上的工業(yè)級 GSM 模塊制造商主要有： SIEMENS、 WAVECOM、SIMCOM 等。 GSM 包括 GSM900(900MHz)、 GSM1800(1800MHz)及 GSM 1900(1900MHz)等幾個頻段。 GSM 系統(tǒng)，是基于時分多址技術(shù)的移動通信體制。GSM(Global System for Mobile munication)移動通信網(wǎng)絡(luò)，俗稱全球通，是由歐洲開發(fā)的數(shù)字移動電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，其開發(fā)目的是讓全球各地共同使用一個移動電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，用戶使用一部手機(jī)就能行遍全球 [2]。 P C 機(jī)M C 3 5監(jiān) 控 中 心手機(jī)G S N 短 消 息 ( S M S )服 務(wù) 中 心A T 8 9 S 5 2 單 片 機(jī)溫 度 采 集 電 路外 圍 控 制 電 路M C 3 5液 晶 顯 示現(xiàn) 場 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 圖 11 系統(tǒng)硬件框圖 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 5 2 GSM 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識和 SMS 通信原理 GSM 模塊技術(shù)概況及其特點 GSM 模塊，是一個類似于手機(jī)的通信模塊，集成了手機(jī)的若干功能于一塊 小電路板上，它雖然體積小，但具備了很多手機(jī)的功能，如發(fā)送短消息、通話等，擁有它就等于擁有了手機(jī)的核心部分了。整個電路采用MAX3238 和 MAX232 實現(xiàn) TC35I 和 AT89C52 之間的電平轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)以 AT89C52 單片機(jī)作為整個硬件系統(tǒng)的核心控制部件，負(fù)責(zé)接收傳 感器觸發(fā)的報警信號，發(fā)送 GSM 通訊命令，控制信息傳輸。 方案分析 本方案由溫度監(jiān)控器、 GSM 通訊網(wǎng)絡(luò)和用戶手機(jī)終端三部分構(gòu)成。 ( 5 ) 按鍵功能：用于用戶接口界面，使得用戶能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行必要的個性化設(shè)置。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 4 ( 3 ) 溫度采集模塊：用溫度傳感器 DS18B20 將所需測量的溫度值轉(zhuǎn)換為電信號并傳遞給控制模塊。 ( 1 ) 控制模塊：控制模塊用于對系統(tǒng)的其他模塊進(jìn)行控制與調(diào)度，從而實現(xiàn)所需功能 。除此之外，用戶可以通過手機(jī)發(fā)送名利信息 控制溫度檢測系統(tǒng)的動作（如綁定手機(jī)，修改密碼，啟動或停止系統(tǒng)）。 總體方案設(shè)計 本系統(tǒng)設(shè)計方案是利用手機(jī)通過 GSM 網(wǎng)絡(luò)對工業(yè)設(shè)備環(huán)境溫度實行遠(yuǎn)程無線監(jiān)測，實現(xiàn)工業(yè)設(shè)備運行的智能化、現(xiàn)代化。 GSM 模塊是 實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵器件，它主要短信息發(fā)送提供無線接口。整個系統(tǒng)主要由單片機(jī)、 GSM 通訊模塊、外圍設(shè)備和開關(guān)量輸出接口的智能傳感器構(gòu)成。 本設(shè)計重點是基于單片機(jī)和 GSM 模塊的接口設(shè)計。 整個遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)由溫度監(jiān)控器、GSM 通訊網(wǎng)絡(luò)和用戶手機(jī)終端三部分構(gòu)成。首先，要了解所用到的模塊的原理、結(jié)構(gòu)、功能；然后對各個模塊進(jìn)行更為細(xì)致的了解和掌握 。 GSM 短消息服務(wù)具有廣闊的發(fā)展空間 和前景。世 界一流的各大電子測量 儀 器公司都為GSM 的測試發(fā)揮著重要作用，其中 HP 公司成了 GSM 系統(tǒng)測試的先驅(qū)?；贕SM 網(wǎng)絡(luò)的 SMS 業(yè)務(wù)現(xiàn)在以其快捷 ， 方便，價格低廉的特點已普遍用于各個領(lǐng)域。利用這些特點，及其雙向傳輸?shù)男阅?，可方便地實現(xiàn)對于采集站設(shè)備的信息采集和遠(yuǎn)程控制，即實現(xiàn)遙測和遙控。每載頻使用時分多址（ TDMA 技術(shù)），分為 8個全速率業(yè)務(wù)信道（ TCH/F）或 16 個半速率業(yè)務(wù)信道（ TCH/H），并包括各自所帶有的隨路控制 信道，全速率業(yè)務(wù)信道速率為 [1]。 監(jiān)測智能化發(fā)展 及前景 目前已建成的覆蓋全國的 GSM 數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)是我國公眾移動通信網(wǎng)的主要方式。由社會背景之層面來看，近年來信息化的高速發(fā)展，通信的自由化與高層次化，業(yè)務(wù)量的急速增加與人類對工作環(huán)境的安全性、舒適性、效率性要求的提高，造成智能環(huán)境和住宅的需求大為增加，在一些工業(yè)領(lǐng)域如煤礦，石油對環(huán)境的監(jiān)測力度是相當(dāng)重要的，它與人的生命息息相關(guān)，而現(xiàn)在的時時監(jiān)測系統(tǒng)存在著不少漏洞，一套智能化監(jiān)測系統(tǒng)可 在保障人身安全發(fā)揮很大的作用，也可以節(jié)省工業(yè)成本。該系統(tǒng)可以在用戶外出期間，利用 52 單片機(jī)對整個環(huán)境的安全環(huán)境進(jìn)實時監(jiān)控。 隨著生活水平的提高，人們對生活的要求越來越高。只要求每次發(fā)送的數(shù)據(jù)量限制在 160byte 以內(nèi)即可，這對傳送少量現(xiàn)場數(shù)據(jù)和控制指令信息已經(jīng)足夠。 GSM系統(tǒng)的短信息業(yè)務(wù)為遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了一種廉價的數(shù)據(jù)通信方式。此系統(tǒng)采用美國 Dallas 公司生產(chǎn)的 DSl8B20數(shù)字溫度傳感器，通過現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測結(jié)果以短信方式發(fā)送至相應(yīng)的監(jiān)控終端 (如手機(jī)、 PC 機(jī) )。 短消息業(yè)務(wù)（ SMS）作為 GSM 網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)，已得到越來越多的系統(tǒng)運營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視，基于這種業(yè)務(wù)的各種應(yīng)用也蓬勃發(fā)展起來。對于前者，系統(tǒng)運行成本低，但是初期投資成本大，而且通信距離有一定的限制，只適合于較大數(shù)據(jù)量傳輸、并且監(jiān)控點相對固定的場合。但是在最近幾年，隨著數(shù)字無線通信技術(shù)的成熟，特別是 GSM/GPRS/CDMA 公用網(wǎng)絡(luò)的完善，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)進(jìn)入一個新的發(fā)展階段。 近年來，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)備受人們的關(guān)注，尤其在設(shè)備的性能監(jiān)測和故障診斷領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。 如：設(shè)備過熱燒壞，食物腐爛變質(zhì)等到，于是我們?nèi)绾卧诋惓幼靼l(fā)送時，能自動 的 快速地準(zhǔn)確得檢測到環(huán)境溫度，同時又事實得有效的報警呢？針對上述的推想場景，本設(shè)計針對性地提出并論證了本設(shè)計方案 —基于GSM 模塊的遠(yuǎn)程溫度檢測系統(tǒng)。這就給人們提出提出了一大課題 —如何更好的實現(xiàn)遠(yuǎn)程 智 能化控制監(jiān)測。 AT89C52 mand III 目 錄 1 緒論 ................................................................................................................................... 1 遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生的背景和意義 ................................................................. 1 監(jiān)測智能化發(fā)展及前景 ......................................................................................... 2 總體要求和規(guī)劃 ..................................................................................................... 3 總體方案設(shè)計 .............................................................................................. 3 方案分析 ...................................................