【正文】 C89C52是一種帶 8K字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲器的低電壓，高性能 COMOS8的微處理器，該器件采用 ATMEL高 密度非易失存儲器制造技術(shù)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容 【 4】 。用戶可通過手機發(fā)送相應(yīng)的指令控制相應(yīng)的繼電器，以此控制相應(yīng)排插口上電器的工作狀態(tài)。 系統(tǒng)設(shè)計的思路 圖 2 總體設(shè)計框圖 繼 電 器 驅(qū) 動 電 路 89C51 單 片 機 系 統(tǒng) TC35 模塊 排插 漏電 保護 器 插頭 5V供電 7 如圖 2所示 系統(tǒng)將電源接頭通過漏電保護器將零線火線分別接與繼電器與排插的相應(yīng)接 口連接。 2）與單片機連接進行控制繼電器：單片機可以通過與 TC35連接，對 GSM模塊所接收的信息進行識別，并且實行相應(yīng)的操作，分別對各個繼電器進行通信。 OSI第三層以上是應(yīng)用層：其協(xié)議與涉及的功能實體有關(guān)。 OSI第二層是鏈路層：鏈路層的主要功能是：信令單元的定界和定位、差錯檢驗和糾錯、信令鏈路差錯率監(jiān)視和流 量控制。移動臺有自己的識別碼 IMEI，稱為國際移動臺設(shè)備識別號，每個都是唯一的。在 GSM系統(tǒng)中，物理設(shè)備與移動用 戶是相互獨立的。系統(tǒng)的自檢、報警與備用設(shè)備的激活、系統(tǒng)的故障診斷與處理、話務(wù)量的統(tǒng)計和計費數(shù)據(jù)的記錄與傳遞，以及各種資料的收集、分析與顯示燈功能 [3]。 （ 3）操作維護子系統(tǒng) OSS 6 操作維護中心 OMC主要對整個 GSM網(wǎng)絡(luò)進行管理和監(jiān)控。 （ 2）基站子系統(tǒng) BSS 基站子系統(tǒng)包括 基站 控制器 BSC、基站收發(fā)信機 BTS。 GSM 系統(tǒng)的基本構(gòu)成 GSM系統(tǒng)由一系列功能單元組成，基本結(jié)構(gòu)框圖 如圖 1所示 ： 圖 1 GSM系統(tǒng)組成 （ 1） 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) NSS（交換子系統(tǒng) SS ） 網(wǎng)絡(luò)與交換子系統(tǒng) 包括 實現(xiàn) GSM的主要交換功能的交換中心以及管理用戶數(shù)據(jù)和移動性所需的數(shù)據(jù)庫，有 時也 稱之為交換子系統(tǒng)。 5） GSM系統(tǒng)由幾個分系統(tǒng)組成，各分系統(tǒng)之間都有定義明確且詳細的標(biāo)準(zhǔn)化接口方案，保證任何廠商提供的 GSM系統(tǒng)設(shè)備可以互連。 3） GSM系統(tǒng)采用 FDMA/TDMA及調(diào)頻技術(shù)，頻率重復(fù)利用率較高，同時它具有靈活方便的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，可滿足用戶的不同容量需求。 GSM 系統(tǒng)的特點 GSM系統(tǒng)是一種典型的開放式結(jié)構(gòu)，作為一種面向未來的通信系統(tǒng)，他具有下列主要特點： 1） GSM系統(tǒng)抗干擾能 力 較強，系統(tǒng)的通信質(zhì)量較高。 5 1 GSM 技術(shù) 20世紀(jì) 90年代開始出現(xiàn)了數(shù)字移動通信系統(tǒng)， GSM系統(tǒng)是歐洲在 20世紀(jì) 80年代設(shè)計、1992年開通的數(shù)字移動通信系統(tǒng)。當(dāng)然也可以用 在 其他可用的地方 ，省時又方便。對于本次課題，具有以下優(yōu)點： ? 可以實現(xiàn)無線遠程傳輸與控制 ： GSM的功能完善、覆蓋面廣，使得遠程控制得以實現(xiàn)。 在這移動通信網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展的情況下，我們確立了“基于短信的家庭智能電子開關(guān)”該課題。但是，這些智能很多已經(jīng)滿 足不了快速發(fā)展的社會。 相應(yīng)的 各種 自動控制系統(tǒng)也迅速發(fā)展起來，層出不窮的智能電子產(chǎn)品也已經(jīng)深入平常百姓家，從生活到工作大大小小皆可使用智能產(chǎn)品。讓用戶真正感受到了“智能化”給生活帶來的方便、舒適 和安全?；诖?,提出了一套基于短信平臺的家庭智能開關(guān)的方案來實現(xiàn)對家用電器的控制。泉 州 師 范 學(xué) 院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目 基于短信的家庭智能電子開關(guān) 物理與信息工程 學(xué) 院 電子信息科學(xué)與技術(shù) 專 業(yè) 07 級 學(xué)生姓名 黃寧寧 學(xué) 號 070303024 指導(dǎo)教師 柯躍前 職 稱 副教授 完成日期 2021 年 4月 教務(wù)處 制 2 基于短信的家庭智能電子開 關(guān) 物理與信息工程學(xué)院 電子信息科學(xué)與技術(shù) 070303024 黃寧寧 指導(dǎo)老師 柯躍前 【 摘要 】 伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們對生活水平的要求越來越高，許多廠家和商家推出很多智能化的家用電器，例如：自能電飯煲，自能電冰箱，空調(diào)等。然而這些大部分都是居于定時的智能控制，很多已經(jīng)沒辦法滿足人們的需求。該方案借助于龐大的 GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，實現(xiàn)開關(guān)自動控制，通過 GSM用戶可隨時隨地控制家用開關(guān)。 【關(guān)鍵詞】 家庭智能開關(guān)； STC89C52；繼電器； TC35 3 引言 ....................................................................... 4 1 GSM技術(shù) .................................................................. 5 GSM系統(tǒng)的特點 ....................................................... 5 GSM系統(tǒng)的基本構(gòu)成 ................................................... 5 GSM網(wǎng)絡(luò)信令與協(xié)議 ................................................... 6 2 總體設(shè)計方案 ............................................................. 6 系統(tǒng)設(shè)計的基本要求 .................................................... 6 系統(tǒng)設(shè)計的思路 ........................................................ 6 3 硬件設(shè)計 ................................................................. 7 單片機 ............................................................... 7 繼電器 ............................................................. 8 TC35模塊 ............................................................ 9 穩(wěn)壓電源 .......................................................... 10 整體設(shè)計 .......................................................... 11 4 軟件與調(diào)試 .............................................................. 12 硬件調(diào)試 ............................................................ 12 繼電器部分的調(diào)試 ................................................. 12 單片機最小系統(tǒng)及下載部分的調(diào)試 ................................... 12 GSM模塊的調(diào)試 .................................................. 12 軟件部分的編寫 ....................................................... 14 單片機控制 GSM模塊程序部分的編寫 ................................. 14 主程序的編寫 ..................................................... 17 5 設(shè)計總結(jié)及感受 .......................................................... 17 致謝 ...................................................................... 18 參考文獻： ................................................................ 19 附件 ...................................................................... 21 4 引言 近年來，隨著電子產(chǎn)業(yè)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，以及需求、競爭、科技三大動力的推動，通信業(yè)正在經(jīng)歷一場巨變，以數(shù)據(jù)、話音、視頻為基礎(chǔ)的新型電信業(yè)務(wù)層出不窮且發(fā)展迅猛。例如：家用電飯煲，可定時自動煮飯，為在外工作人員節(jié)省做飯的時間；智能路燈，可定時可光控等。 GSM(Global system for mobile munication)系統(tǒng)是目前基于時分多址技術(shù)的移動通信體制中最成熟完善、覆蓋面最廣、功能最強、用戶最多的移動通信系統(tǒng)，基于現(xiàn)有 GSM短信息功能 (SMS,Short Message Service)的家庭開關(guān)自動控制系統(tǒng) ,充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò) ,無需單獨組網(wǎng) ,運行安全穩(wěn)定 ,具有運行靈活結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟，非常適合家用 [1]。課題中采用了 STC89C52為控制核心，配以繼電器控制，對家庭普遍使用的排插進行改裝；采用西門子 TC35及其外圍電路構(gòu)成無線監(jiān)控通訊終端 ,利用 GSM無線通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對家用排插進行遠程控制。 ? 實時性、實地性：利用 GSM組成的監(jiān)控系統(tǒng)，可以進行對家用排插的實時控制，及時做出相應(yīng)反應(yīng)，借此來實時控制家用電器以及其他設(shè)備，例如：家用電飯煲，家用空調(diào)，家用電扇等等，讓用戶可遠程控制，人在外卻如同坐在家里。 ? 安全、經(jīng)濟：利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò) ,無需單獨組網(wǎng) ,運行安全又經(jīng)濟。全 球移動通訊系統(tǒng) Global System of Mobile munication就是眾所周知的 GSM，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的移動電話標(biāo)準(zhǔn)。 2） GSM系統(tǒng)具有較強的鑒權(quán)和加密功能，能確保用戶和網(wǎng)絡(luò)的安全需求。 4） GSM系統(tǒng)除了可以開放基本的話音業(yè)務(wù)外還可以開放各種承載業(yè)務(wù)、補充業(yè)務(wù)以及與 ISDN相關(guān)的各種業(yè)務(wù)。同時， GSM系統(tǒng)與各種公用通信網(wǎng)之間也都詳細的定義了標(biāo)準(zhǔn)接 口的規(guī)范，使 GSM系統(tǒng)可以與各種公用通信網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)互通 [2]。 NSS可分為 移動業(yè)務(wù)交換中心 MSC、歸屬用戶位置寄存器 HLR、訪問用戶位置寄存器 VLR、鑒權(quán)中心 AUC、設(shè)備識別寄存器 EIR。 BBS是在一定的無線覆蓋區(qū)中由MSC控制，與 MS進行通信的系統(tǒng)設(shè)備，他主要負責(zé)完成無線發(fā)送接收與無線資源管理等功能。通過它實現(xiàn)對 GSM網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各種部件功能的監(jiān)視。 （ 4）移動臺子系統(tǒng) MS MS是整個系統(tǒng)中直接由用戶使用的設(shè)備。也就是說，用戶所有信息都存儲在 SIM卡上，系統(tǒng)中的任何一個移動臺都可以利用SIM卡來識別移動用戶。 GSM 網(wǎng)絡(luò)信令與協(xié)議 根據(jù)電信網(wǎng)開放系統(tǒng)互連模式 OSI的概念，把協(xié)議按其功能分成不同的層面： OSI第一層是物理層：物理層有兩種作用：一是傳送客戶的業(yè)務(wù)信息，包括話音和業(yè)務(wù)；二是在系統(tǒng)的各實體之間傳送信令信息。 OSI第三層是網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是負責(zé)系統(tǒng)的控制和管理，把客戶和系統(tǒng)控制過程的特定信息按一定的協(xié)議分組安排到指定的邏輯信道上來 。 2 總體設(shè)計方案 系統(tǒng)設(shè)計的基本要求 1）可以進行 GSM通信：該設(shè)計要求可使用 TC35模塊與手機或者 PC機之間進行相應(yīng)的 通訊 。 3）要求對本 設(shè)計進行安全 裝備 ：基于本設(shè)計是通過通信來控制排插以此控制家電的使用，因此本設(shè)計需對該裝置進行安全的措施。通信控制端有 TC35模塊通過 GSM網(wǎng)絡(luò)與單片機連接，并由單片機的控制 IO口來控制繼電器。 3 硬件設(shè)計 單片機 系統(tǒng)控制部分采用 STC89C52作為控制芯片，如圖 37所示。設(shè)計選用 STC89C52可靠性高，性價比高，選用 40腳的單片機確保了 I/O不會過少，而導(dǎo)致系統(tǒng)擴展出現(xiàn)困難；看門狗對系統(tǒng)提供保護功能，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障而超過設(shè)置時間時，電路中看門狗將通過 RESET 信號向 CPU 做出反應(yīng)，保密性能佳；只需使用 MAX232進行電平轉(zhuǎn)化，通過串口與 PC機連接，通過調(diào)試助手清楚地觀察一些數(shù)據(jù)的變化。圖 3為 單片機與 PC 機的串口及下載部分。單片機通過 MAX232的 Rlin與 Rlout連接， PC機通過 rs232及 MAX232與單片機連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入。 繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)