【正文】 路的智能卡，用來登記用戶身份識別數(shù)據(jù)和信息。SMS以簡單方便的使用功能受到大眾的歡迎，是屬于第一代的無線數(shù)據(jù)服務(wù)。 SMS卡的介紹SMS（Short Messaging Service）是最早的短消息業(yè)務(wù)，也是現(xiàn)在普及率最高的一種短消息業(yè)務(wù)。短信平臺的缺點1)受到GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋的面積限制，可能有些偏遠(yuǎn)的站點無法通信組網(wǎng)，因此適合在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍之內(nèi)。GSM系統(tǒng)體積小，重量輕，工耗低。2） 系統(tǒng)容量較大，可傳輸數(shù)據(jù)量大，一條短信所能容納的數(shù)據(jù)量最多可達(dá)100字節(jié)以上。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，可視需要向下擴(kuò)展，即1800MHz頻段：　　1710～1785（移動臺發(fā)、基站收）　　1805～1880（基站發(fā)、移動臺收）雙工間隔為95MHz，工作帶寬為75 MHz，載頻間隔為200 kHz。GSM系統(tǒng)包括 GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及 GSM1900：1900MHz等幾個頻段。我國于20世紀(jì)90年代初引進(jìn)采用此項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，此前一直是采用蜂窩模擬移動技術(shù)，即第一代GSM技術(shù)（2001年12月31日我國關(guān)閉了模擬移動網(wǎng)絡(luò)）。電路中采用二極管作為ESD保護(hù)電路，考慮到干擾的問題，采用電容進(jìn)行濾波處理，增加電路的干擾問題。具體電路如下：圖35 電源電路為了使輸出電源波紋小，減小輸入端受到的干擾。復(fù)位電路采用復(fù)位芯片實現(xiàn)復(fù)位，使用芯片具有很高的可靠性，在該系統(tǒng)里采用MAX232芯片，如下圖：圖34 復(fù)位電路圖為了減小電源的干擾，減小輸入端受到的干擾。因為所有的P口都是和其他外設(shè)復(fù)用的，因此在用端口之前都要用功能選擇寄存器選定所用的功能是外設(shè)還是P口，選定之后還要在方向寄存器中確定是是輸出還是輸入。8） ，能為用戶提供更多的處理功能。兩個串口都可以通過軟件設(shè)置成UART方式或者SPI方式，由于該系列單片機提供了兩個串口，因此能為用戶進(jìn)行多機通信設(shè)計提供方便。這樣可以根據(jù)功耗和速度要求進(jìn)行靈活的時鐘設(shè)置。5） 具有靈活的時鐘設(shè)置。4） 片內(nèi)有12位的A/D轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)提供參考電壓。在CPU運行中，軟件可以設(shè)置特定的寄存器控制位來確定最后的系統(tǒng)工作時鐘頻率。3） 系統(tǒng)工作穩(wěn)定。8MHz晶體下運算能力達(dá)到1MIPS（每秒運算100萬條指令），是傳統(tǒng)的51單片機遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到的。2） 強大的處理能力。 單片機的選擇MSP430f1XX系列單片機是一種超低功耗的混合信號控制器，它根據(jù)不同的應(yīng)用提供不同的具體型號的單片機，以滿足不同用戶的需求。當(dāng)被測物理量作用于彈性元件上，彈性元件在力、力矩或壓力等的作用下發(fā)生變形，產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變或位移，然后傳遞給與之相連的應(yīng)變片，引起應(yīng)變片的電阻值變化，通過測量電路變成電量輸出。它的基本結(jié)構(gòu)是應(yīng)變式傳感器由彈性元件上粘貼電阻應(yīng)變片構(gòu)成。綜合精度: %FS、%FS、%FS輸出信號: 4～20mA(二線制) 供電電壓: 24DCV(9～36DCV) 介質(zhì)溫度: 0～85℃環(huán)境溫度: 常溫(20～85℃)負(fù)載電阻: 電流輸出型：最大800Ω；電壓輸出型：大于50KΩ絕緣電阻: 大于2000MΩ (100VDC)密封等級: IP68長期穩(wěn)定性能: %FS/年振動影響: 在機械振動頻率20Hz～1000Hz內(nèi)，%FS電氣接口(信號接口): 緊線防水螺母與五芯通氣電纜連接。 PTH601采用擴(kuò)散硅壓阻芯體或陶瓷壓阻芯體,316全不銹鋼結(jié)構(gòu),主要適用于河流、地下水位、水庫、水塔及容器等的液位測量與控制。軟件部分主要分為單片機的編程和TC35編程。具體的系統(tǒng)方框圖如下：遠(yuǎn)程通信模塊單片機處理數(shù)據(jù)傳感器采集數(shù)據(jù)水泵啟動/停止GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程通信模塊圖21系統(tǒng)方框圖在本系統(tǒng)中主要分為兩大部分，硬件的選擇和軟件的編程，其中硬件的選擇有傳感器的選擇，單片機的選擇，單片機電源的選擇，單片機復(fù)位芯片的選擇。本文通過使用GSM技術(shù)，很好的解決了用戶的需求。在無線通信技術(shù)方面，也可以接觸到國際上比較先進(jìn)的無線通信技術(shù)。國內(nèi)這方面的研究目前開展的也很多，發(fā)展相對來說也很快，市場前景也比較看好。主要體現(xiàn)在，國際先進(jìn)水平的水利土木安全監(jiān)測系統(tǒng)，己經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，形成了一定的市場規(guī)模和占有率。單片機技術(shù)應(yīng)用于水利土木監(jiān)測領(lǐng)域，為各種安全監(jiān)測提供了強有力的技術(shù)支持。但是水利監(jiān)測系統(tǒng)有這樣的特性，那就是每一個應(yīng)用，都有區(qū)別于其它應(yīng)用的地方，設(shè)計人員不能夠簡單照搬己有的監(jiān)測模式，而需要根據(jù)實際需求尋找最合適的解決方案。從最早的人工觀測，到使用電纜傳輸數(shù)據(jù)的有線觀測方法，再到現(xiàn)在的無線監(jiān)測系統(tǒng)，可以說新技術(shù)層出不窮。目 錄一 引言 2二 系統(tǒng)的總體設(shè)計 3三 硬件系統(tǒng)的設(shè)計 4 傳感器的選擇 4 單片機的選擇 5 復(fù)位電路 7 電源電路 7 模擬量采集電路 8 遠(yuǎn)程通信模塊的選擇 8 TC35的介紹 12 單片機的接口設(shè)計 15 首先進(jìn)行初始化 23 短信中心地址的設(shè)置 24 短消息格式的設(shè)置 25 短消息的發(fā)送 25 短信接收 26 刪除短消息 27 串口程序 28 主處理程序 30結(jié)論 31致 謝 32附 錄 34英文文獻(xiàn) 44一 引言水位監(jiān)測屬于水利土木安全監(jiān)測的一個分支，是一項有重大實際意義的研究課題。目前，隨著單片機技術(shù)和無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，水利土木安全監(jiān)測手段也同樣得到了快速的發(fā)展。國內(nèi)外己經(jīng)有大量的文章研究了將單片機技術(shù)應(yīng)用于安全監(jiān)測領(lǐng)域的課題，也有了很多相關(guān)產(chǎn)品的問世。隨著單片機技術(shù)的飛速發(fā)展，無論是在國內(nèi)還是國外，單片機技術(shù)都己經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用，其可靠性也得到了廣泛地驗證。但是國內(nèi)外這方面的研究成果還是具有一定的差距。國際上處于領(lǐng)先水平的技術(shù)相對于國內(nèi)技術(shù)的優(yōu)勢在于: 傳感器技術(shù)更先進(jìn)，監(jiān)測系統(tǒng)的整體設(shè)計能力更強，從業(yè)公司比較多，市場認(rèn)知度比較高。單片機大多都是發(fā)達(dá)國家提供的產(chǎn)品，國內(nèi)在平臺設(shè)計方面比較落后，但是本課題也能夠接觸到國際上比較先進(jìn)的單片機類型，能夠為系統(tǒng)構(gòu)建良好的硬件基礎(chǔ)。就像本課題中采用的GSM技術(shù)，是一種遠(yuǎn)距離低數(shù)據(jù)率無線技術(shù)，適合無線數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。二 系統(tǒng)的總體設(shè)計本系統(tǒng)采用傳感器作為數(shù)據(jù)采集終端，通過傳感器采集水位變化情況，然后用單片機處理數(shù)據(jù)并且控制水泵啟動停止，具體的有A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)的接受與發(fā)送，遠(yuǎn)程通信采用短消息的方式，最后由手機接受數(shù)據(jù)并且遠(yuǎn)程控制水位的高低。除此之外還要選擇遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)模塊，通訊模塊的電源芯片，遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)與上位機的通信電平的轉(zhuǎn)換芯片都需要挑選與搭配。三 硬件系統(tǒng)的設(shè)計 傳感器的選擇在本文中采用的是佛山市順德區(qū)昊勝傳感儀器有限公司生產(chǎn)的PTH601型傳感器，下面具體介紹一下工作標(biāo)準(zhǔn)以及原理。量 程:10mmH2O～100mH2O (水位高/深度)機械連接(螺紋接口): 投入式圖31 傳感器外形尺寸圖32 傳感器形狀 具體介紹一下擴(kuò)散硅壓阻芯體或陶瓷壓阻芯體傳感器的原理，本傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻值變化的傳感器，屬于應(yīng)變傳感器。電阻應(yīng)變片的工作原理是基于應(yīng)變效應(yīng)，即導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機械變形時，其電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。輸出的電量大小反映被測量的大小。 MSP430F149具有以下特點介紹：1） ，1MHz的時鐘頻率下運行。MSP430F1XX系列單片機為16位的RSIC結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式，簡潔的指令，大量的寄存器以及片內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲器都可以參加多種運算。這些特點是該單片機采用C語言開發(fā)時候仍能有很高的工作效率，從而可以提高開發(fā)的周期，也可以實現(xiàn)程序的可移植性。MSP430F1XX系列單片機在上電復(fù)位后，首先由DCOCLK啟動CPU，保證系統(tǒng)從正確的位置開始執(zhí)行，同時也保證晶體震蕩器有足夠的起振及穩(wěn)定時間。如果MCLK發(fā)生故障，DCO會自動啟動，以保證系統(tǒng)正常工作，如果程序出錯，可以通過看門狗來解決。A/D轉(zhuǎn)換器具有采樣保持電路和自動掃描特點。主要有32K的晶體方式，高頻率晶體方式，諧振器方式和外部時鐘方式。6） 串口通信模塊：USART0，USART1。7） 片內(nèi)提供較多的存儲器，MSP430F149提供片內(nèi)的FLASH為60K，同時片內(nèi)還提供較多的RAM，以便進(jìn)行運算處理。 單片機P口介紹：MSP430F149有6個8位的P口，其中PP2口占兩個中斷向量，共可以接16個中斷源，還可以直接利用P口的輸入輸出寄存器，直接對外進(jìn)行通信。具體的硬件原理圖如下：圖33單片機的管腳圖 復(fù)位電路在單片機系統(tǒng)里，單片機需要復(fù)位電路，復(fù)位電路可以采用RC復(fù)位電路，也可以采用復(fù)位芯片實現(xiàn)復(fù)位，RC復(fù)位電路具有經(jīng)濟(jì)性，但是可靠性不高，用復(fù)位芯片實現(xiàn)復(fù)位具有很高的可靠性。 電源電路，因為硬件系統(tǒng)里對電源的要求具有穩(wěn)壓功能和紋波小等特點，因此該系統(tǒng)的電源部分采用TI 公司的TPS76033芯片，該芯片能很好的滿足硬件的要求，另外該芯片具有很小的封裝，因此有效的節(jié)約了PCB板的面積。 模擬量采集電路在該系統(tǒng)中最前端為傳感器，傳感器采集傳輸?shù)氖悄M信號，信號為標(biāo)準(zhǔn)的電流信號（4mA20 mA），信號相當(dāng)微弱而且單片機采集的是電壓信號所以要求將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，具體的電路如下圖：圖36模擬量采集電路采集電路通過一個電阻將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，為了提高采集精度，需要很高精度的電阻，這里采用精度為1%的電阻。 遠(yuǎn)程通信模塊的選擇 GSM的涵義GSM全名為：Global System for Mobile Communications，中文為全球移動通訊系統(tǒng)，俗稱全球通，是一種起源于歐洲的移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是第二代移動通信技術(shù)，其開發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個移動電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶使用一部手機就能行遍全球。目前，中國移動、中國聯(lián)通各擁有一個GSM網(wǎng)，為世界最大的移動通信網(wǎng)絡(luò)。我國陸地公用蜂窩數(shù)字移動通信網(wǎng)GSM通信系統(tǒng)采用900MHz頻段：890～915（移動臺發(fā)、基站收）　　935～960（基站發(fā)、移動臺收）雙工間隔為45MHz，工作帶寬為25 MHz，載頻間隔為200 kHz。GSM短信平臺組網(wǎng)優(yōu)點1） 信道穩(wěn)定，傳輸質(zhì)量好，傳輸速率可達(dá)960bps以上。3） GSM信道無需中繼，利用公網(wǎng)，不需要自建和維通信網(wǎng)，組網(wǎng)十分靈活。不需要架設(shè)室外天線，安裝方便，不僅一次性投資少，而且維護(hù)管理簡單，運行費用低。2)短信的接受會出現(xiàn)延時現(xiàn)象，這就要求在使用的時候充分考慮具體控制余量的問題。目前，這種短消息的長度被限定在140字節(jié)之內(nèi)，這些字節(jié)可以是文本的，可以是70 個漢字，或者是140個英文字母。SIM（Subscriber Identity Module）卡叫用戶身份識別模塊。它是GSM系統(tǒng)中不可缺少的一個重要部分，是用戶接入GSM網(wǎng)絡(luò)的憑證，只有插入了SIM卡，移動終端才能接入網(wǎng)絡(luò)?！　　　?89860 08110 02405 57419圖37 SIM卡的正面SIM卡正面上有20值數(shù)碼，前面的6位是中國的代號，第7位是業(yè)務(wù)接入號，在135，136，137，138，139中分別為5，6，7，8，9一般為0，現(xiàn)在的預(yù)付費SIM卡為1，第9，10位是各省的編碼，第11，12位是年號，第13 位是供應(yīng)商代碼，第1419位是用戶識別碼，第20位是校驗位。C2：RST復(fù)位端。C4：無定義，為將來使用保留。C6：Vpp編程電壓。C8：無定義，為將來使用保留。首先來了解一下AT指令。1文本） AT+CMGL List SMS message from preferred store（列出SIM卡中的短消息PDU/text: 0/“REC UNREAD”未讀，1/“REC READ”已讀，2/“STO UNSENT”待發(fā)，3/“STO SENT”已發(fā)，4/“ALL”全部的） AT+CMGR Read SMS message（讀短消息） AT+CMGS Send SMS message（發(fā)送短消息） AT+CMGW Write SMS message to memory（向SIM內(nèi)存中寫入待發(fā)的短消息） AT+CMSS Send SMS message from storage（從SIN|M內(nèi)存中發(fā)送短消息） AT+CNMI New SMS message indications（顯示新收到的短消息） AT+CPMS Preferred SMS message storage（選擇短消息內(nèi)存） AT+CSCA SMS service center address（短消息中心地址） AT+CSCB Select cell broadcast messages（選擇蜂窩廣播消息） AT+CSMP Set SMS text mode parameters（設(shè)置短消息文本模式參數(shù)） AT+CSMS Select Message Service（選擇短消息服務(wù)） 經(jīng)過以上了解現(xiàn)在來對GSM模塊進(jìn)行軟件編寫。響應(yīng)形式都是〈CR〉〈LF〉〈response〉〈CR〉〈LF〉。如果讀取短消息中心號碼，則命令為AT+CSCA=？〈CR〉，模塊應(yīng)該返回〈CR〉〈LF〉+CSCA：“8613800311500”〈CR〉〈LF〉。保存當(dāng)前的設(shè)置ATamp。把當(dāng)前的通信波特率，短消息中心代碼和短消息發(fā)送格式寫入模塊。2） 設(shè)置短消息到達(dá)自動提示 AT+CNMI=1,1,0,0,CR,設(shè)置正確返回〈LF〉OK〈CR〉〈LF〉。設(shè)置此命令可使模塊在消息到達(dá)后向單片機發(fā)送指令CRLF+CMTI：“SM”,INDEX（信息在SIM中的存儲位置）CRLF。模塊接受到新的短消息之后，向單片機發(fā)送字符CRLF+CMTI