【正文】 a very important GSM work as wireless intelligence supervision system of information39。 本論文圍繞 “ 單片機(jī)控制 GSM 模塊收發(fā)短信 ” 這一熱點(diǎn)課題 ， 闡述了相應(yīng)的 GSM無線終端的設(shè)計(jì)方案、開發(fā)方法和開發(fā)過程，在設(shè)計(jì)中利用 Microchip 公司的 8 位PIC16F877A 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 Mode 二原型。 利用 綜合移動(dòng)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的智能監(jiān)控模塊的設(shè)計(jì)。 XXXX 大學(xué)本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 基于 GSM 模塊的溫度采集系統(tǒng) 學(xué)生姓名 所 在 系 專業(yè)名稱 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 XXXX 大學(xué)教務(wù)處 年 月 XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) I 基于 GSM 模塊的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 內(nèi)容提要 ： 隨著 GSM 網(wǎng)絡(luò)的迅速普及和移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，新技術(shù)和新業(yè)務(wù)的開發(fā)和應(yīng)用己提到十分重要的位置。利用 GSM 網(wǎng)絡(luò)作為無線智能監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸平臺(tái)是一種很有效的方法，其原理簡(jiǎn)單，安全保密性高，又不 需要組建專用網(wǎng)絡(luò)和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)，加上 GSM 網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，因此與傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)相比有著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。該模塊硬件是由兩部分構(gòu)成，一部分是監(jiān)控主板，主要由 單片機(jī)PIC16F877A 和 外圍 電路 部分、 LCD 部分和外圍電路 部分以及 DS18B20 數(shù)字溫度采集芯片和外圍電路部分構(gòu)成， 主要完成 對(duì)外界 數(shù)字量的 采集、 監(jiān)測(cè) 、顯示功能 ，并在需要報(bào)警的時(shí)候發(fā)送預(yù)先存儲(chǔ)在芯片中的信息 ； 另一部分是無線 MODEM， 由 GSM 引擎 TC35i 及其外圍電路 以及串行通信和其外圍電路 構(gòu)成，主要完成短信息的發(fā)送和接收，以及在緊急情況下的短信報(bào)警功能。利用此 Modem 原型，可以在應(yīng)用系統(tǒng)之間以此 Modem 和GSM 網(wǎng)絡(luò)為紐帶，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)地?cái)?shù)據(jù)的傳輸。s delivering platform be a kind of very valid method, it uses simpler principle is simple, safer confidentiality, and then don39。s piece hardware constitutes to two parts, a part is to supervise and control main plank, mainly constitute to the CPU and the outer circle part, LCD part and outer circle electric circuit, the monitor of main quantity and numerical quantity of the pletion emulation, and display monitor appearance on the LCD in time, and at the time of needing to be report to the police send out in advance saving in the information in the chip。第一代移動(dòng)電話網(wǎng)是由人工操作使移動(dòng)用戶相連。由于他的可用頻率很少，因而系統(tǒng)容量很小，并且很快會(huì)出現(xiàn)飽和，服務(wù)質(zhì)量也隨用戶數(shù)量增加而迅速下降，甚至達(dá)到死鎖狀態(tài)。 20 世紀(jì) 70 年代，大規(guī)模集成電路和微處理器件的發(fā)展使實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)成為可能。真正突破是蜂窩系統(tǒng)的建立，在蜂窩系統(tǒng)中有若干個(gè)收發(fā)信機(jī)，而且每個(gè)收發(fā)信機(jī)所覆蓋的范圍有一部分是重疊的。在增大了系統(tǒng)容量的同時(shí)，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的復(fù)雜性也大大增加。歐洲最大的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是英國的網(wǎng)絡(luò)，它由兩個(gè)覆蓋全國的網(wǎng)絡(luò)組成，到 1990 年網(wǎng)上用戶已經(jīng)過了百萬。 由于不同系統(tǒng)不具有兼容性，用戶得到的移動(dòng)通信只限于某個(gè)系統(tǒng)內(nèi)而不是更廣泛的范圍，例如， TACS 終端不能接入 NMT 網(wǎng)， NMT 的終端也不能接入 TACS 網(wǎng)。面對(duì)這一現(xiàn)狀，歐洲電信管理部門（ CEPT）成立了一個(gè)被稱為 GSM的移動(dòng)特制小組，開始制定使用于泛歐各國的一種數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范。 1990 年，由英國提出將 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 Communications Network 個(gè)人通信網(wǎng)）的應(yīng)用，以 進(jìn)一步適應(yīng)區(qū)域更高容量的需求。歐洲的專家們將 GSM 重XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 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。由于考慮到了未來用戶的需要， GSM 系 統(tǒng)具有很大的靈活性。 現(xiàn)今 ，單片機(jī)和 PC 機(jī)通過串行接口構(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)無法應(yīng)用。 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。 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。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，打開了 GSM 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù) 通信及其應(yīng)用的大門。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，己得到越來越多的系統(tǒng)制造商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視，基于它的各種應(yīng)用也蓬勃發(fā)展起來。以 此為基 礎(chǔ)，可以開發(fā)出多種前景極其樂觀的各類應(yīng)用，如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、移動(dòng) POS 機(jī)、 GPS/GSM（ SMS）XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 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。 由于 GSM 網(wǎng)絡(luò)在全國范圍內(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。因此，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(shì)。 （ 二 ）本設(shè)計(jì)的目的和意義 技術(shù)的發(fā)展帶來了生活的變化，基于無線新技術(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。此 外，無線應(yīng)用是展現(xiàn)一個(gè)城市現(xiàn)代化、國際化水平的重要標(biāo)志，也是促進(jìn)工業(yè)現(xiàn)代化和信息化的動(dòng)力之一。 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，這無疑給監(jiān)控設(shè)備的安裝、維護(hù)帶來了很大的不便。 目前，整個(gè)基于無線技術(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。通過 GSM 短消息作為一種數(shù)據(jù)傳輸模式來交換數(shù)據(jù)，則可以有效的解決這 些問題。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)代的來臨，人們?cè)絹碓揭庾R(shí)到現(xiàn)代企業(yè)人力資源成本占運(yùn)營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)代化無線通信系統(tǒng)。 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)，它通過無線控制信道進(jìn)行傳輸，是 GSM 通信網(wǎng)所特有的。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。因此，選用 GSM 的短消息業(yè)務(wù)來實(shí) 現(xiàn)遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸是可行的。 本設(shè)計(jì)的典型的應(yīng)用有： 遠(yuǎn)程無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、水庫或環(huán)保監(jiān)測(cè)點(diǎn)等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的無線傳輸和無線自動(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。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)XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 生產(chǎn)資源和社會(huì)資源的優(yōu)化配置。 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。 然而無論哪一種傳輸技術(shù)，對(duì)于用戶來講，最基本的要求即是要方便、快捷、安全、可靠。無線方式實(shí)現(xiàn)方式也很多，比如可以通過自建無線發(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。 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、無線報(bào)警、繳費(fèi)通知等領(lǐng)域，都有著廣泛的應(yīng)用。同時(shí)它對(duì)用戶的數(shù)量也沒有限制，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。利用 GSM 短信 息系統(tǒng)進(jìn)行無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)。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。綜上所述，系 統(tǒng)選用 GSM 的短消息業(yè)務(wù)，來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控是可行的。 相對(duì)于普通民用手機(jī)來做短信息的收發(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定了它不能長時(shí)間地穩(wěn)定工作。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)。 （ 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。 （ 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)人員線路資料查詢；其他外勤人員移動(dòng)性數(shù)據(jù)查詢。 （ 6）其他 GSM 應(yīng)用領(lǐng)域移動(dòng)性書 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)。 本設(shè)計(jì)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， 如 圖 1?，F(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。 設(shè)計(jì)中無線 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發(fā) ，因此，從用戶利用的角度來看它的可應(yīng)用性更加靈活，更能滿足各種行業(yè)的需求。 本課題的主要工作有： 完成監(jiān)控主板的硬件設(shè)計(jì)，即： P16F877A 的外圍電路、 LCD 顯示電路、 DS18B20采集數(shù)字溫度電路。 監(jiān)控主板的 設(shè)計(jì)。 通過整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行 分析，總結(jié)出 系統(tǒng)塊存在的問題，并對(duì)其進(jìn)行 改進(jìn)。 目前實(shí)現(xiàn)短消息的發(fā)送主要有以下幾種方法 ： 通過移動(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)行開發(fā) ； 通過網(wǎng)站上提供的短信發(fā)送功能來實(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)的依賴同樣無法避免，不適用于項(xiàng)目開發(fā)； 在相關(guān)的系統(tǒng)中使用手機(jī)模塊代替手機(jī)來實(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。該方法編碼簡(jiǎn)單，只需對(duì) AT 指令和串口編程比較熟悉就可以實(shí)現(xiàn)，而且對(duì)硬件需求不高，并能自動(dòng)收發(fā)短消息，但是該方法對(duì)短消息收發(fā)的控制較弱，通用性不強(qiáng)；但對(duì)于自動(dòng)采集數(shù)據(jù)后發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)的智能系統(tǒng)來說該 方法最為簡(jiǎn)單實(shí)用。利用此 modem 原型，可以在應(yīng)用系統(tǒng)之間以此 modem 和 GSM 網(wǎng)絡(luò)為紐帶，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)地?cái)?shù)據(jù)的傳輸。 發(fā)射部分 接收部分 圖 2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖 GSM 網(wǎng)絡(luò) PIC16F877 LCD顯示 GSM通信模塊 監(jiān)