【正文】 時(shí)間、地理等因素而造成不能準(zhǔn)確監(jiān)控帶來(lái)的諸多后果，提升了監(jiān)控的安全性和有效性。 長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 （論文） 7 （ 3） 系統(tǒng)簡(jiǎn)潔：基于 GSM 短消息的遠(yuǎn)程門(mén)禁系統(tǒng)因?yàn)椴捎昧?TC35i 集成模塊與單片機(jī)相結(jié)合進(jìn)行控制，這樣就避免了傳統(tǒng)有線遠(yuǎn)程控制中布線，維護(hù)線路的繁瑣工序，使得設(shè)備系統(tǒng)的架設(shè)變得非常的簡(jiǎn)潔并且易于維護(hù)，同時(shí)也降低了運(yùn)行成本。 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 本文主要研究的是基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的 遠(yuǎn)程門(mén)禁系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)主要采用單片機(jī) STC12C5A60S2 對(duì) GSM 模塊TC35i 進(jìn)行控制，通過(guò)與單片機(jī)相連的矩陣鍵盤(pán)向單片機(jī)輸入密碼，并在 LED1602 液晶顯示器上進(jìn)行顯示，密碼以及目的電話號(hào)碼存放在 AT24C02EEPROM 片外存儲(chǔ)器當(dāng)中。用戶同時(shí)也可以使用 PC 機(jī)串口工具向單片機(jī)輸入控制指令，用于更改單片機(jī)設(shè)置。目前 SMS 協(xié)議的最新版本是 GSM07 系列協(xié)議，它規(guī)定了短消息傳送的信道分配、編碼規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn) AT指令集等內(nèi)容。傳送短消息業(yè)務(wù)的控制信道為專用控制信道 (DCCH)。短消息業(yè)務(wù)的傳 送在獨(dú)立專用控制信道 (SOCCH)或慢速隨路控制信道 (SACCH)進(jìn)行，具體是在 SOCCH 還是 SACCH 上傳，這取決于業(yè)務(wù)信道 (TCH)的使用。 （ 2）如果短消息在 SDCCH 上處理時(shí)分配了 TCH，短消息傳遞將停止并繼續(xù)在 TCH隨路的 SACCH 上進(jìn)行 。 （ 4）當(dāng)采用 TCH 的實(shí)體結(jié)束其處理時(shí)，無(wú)線資源管理 (RR)子層可選擇在 SACCH繼續(xù)進(jìn)行短消息傳遞或?qū)⑺D(zhuǎn)至 SDCCH。 AT 指令 AT 指令一般應(yīng)用于終端設(shè)備與 PC 應(yīng)用之間的連接與通信。在本設(shè)計(jì)中， AT 指令是被 TC35i 執(zhí)行的。1文本 AT+CMGL 列出 SIM 卡中的短消息信息格式 AT+CMGR 讀取短消息 AT+CMGS 發(fā)送短消息 AT+CMGW 向 SIM 卡中寫(xiě)入待發(fā)的短消息 AT+CMSS 向 SIM 內(nèi)存卡中發(fā)送短消息 AT+CNMI 顯示新收到的短消息 AT+CPMS 選擇短消息內(nèi)存 AT+CSCA 短消息中心地址 AT+CSMP 設(shè)置短消息文本模式 長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 （論文） 10 AT 指令操作原理 一般來(lái)講，每條 AT 指令都有 3 種調(diào)用形式，即設(shè)置、讀取和查詢。 讀取調(diào)用形式一般為 :AT + 命令名 ?，如 : AT + CMGF ? 如果當(dāng)前短消息格式為 Text, 返回 +CMGF 1，如果是 PDU 模式，則返回 +CMGF 0 。 設(shè)計(jì)使用的非標(biāo)準(zhǔn) AT 指令 ATE0V0： ATE0 和 ATV0 的縮寫(xiě)，用于初始化 TC35i； ATE0V0+CMGF=1+CNMI=2：讀取 SIM 卡的卡號(hào)； ATE0V0^SSMSS=1+CNMI=2：選擇短消息優(yōu)先存儲(chǔ)在 SIM 卡； 短信息 PDU（ Protocol Data Unit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元）編碼 PDU 編碼格式 PDU 數(shù)據(jù)模式是發(fā)送或接收手機(jī)短消息的一種方法。使用 Text 模式收發(fā)短信，所使用的代碼簡(jiǎn)單，所以實(shí)現(xiàn)起來(lái)十分容易，但最大的缺點(diǎn)是不能收發(fā)中文信息內(nèi)容； PDU模式不僅支持中文信息內(nèi)容，也能發(fā)送英文短信內(nèi)容。 7Bit、8Bit 和 UCS2 編碼是 PDU 模式收發(fā)短信所使用的 3 種編碼。8Bit 編碼多用于發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容的消息 。一般來(lái)說(shuō) PDU 編碼由 A B C D E F G H I J K L M 十三項(xiàng)組成。 MR指明是發(fā)出信息； DA/OA源 /目的地址； PID協(xié)議識(shí)別； DCS數(shù)據(jù)編碼； VP有效時(shí)間； UDL用戶數(shù)據(jù)長(zhǎng)度； UD用戶數(shù)據(jù)； SCTS指明短消息到達(dá)業(yè)務(wù)中心的時(shí)間。如下例： 接收方原始電話號(hào)碼： 15983506053；經(jīng) PDU 編碼后的電話號(hào)碼應(yīng)為： 5189536050F3。 7Bit 編碼用于發(fā)送普通的 ASCII 字符，它將一串 7Bit 的字符 (最高位為 0)編碼成 8bit 的數(shù)據(jù)，每8 個(gè)字符可 “ 壓縮 ” 成 7 個(gè)，在使用 7Bit 編 碼時(shí)發(fā)送的短消息的最大字符數(shù)為 按照 ISO/IECl0646 的相關(guān)規(guī)定， UCS2 編碼以 12個(gè)字節(jié)為一個(gè)字符，將每個(gè)字符轉(zhuǎn)變?yōu)?6 位的 Unicode 寬字符。在 Windows 系統(tǒng)中可應(yīng)用 API 函數(shù)實(shí)現(xiàn)編碼和解碼。 （ 3） 8Bit 編碼 8Bit 編碼，就是字節(jié)數(shù)。使用 8Bit 編碼時(shí)發(fā)送短消息時(shí)，最多可發(fā)送 140 個(gè)字符。 表 2 短信發(fā)送 PDU字符對(duì)照表 字符串分段 含義 08 地址信息長(zhǎng)度 91 SMSC 地址格式（ TON/NPI） 68 區(qū)號(hào) 31 08 80 53 05 F0 短信中心地址 1100 發(fā)送短信的編碼方式 0B 目的地址長(zhǎng)度 81 目的地址類型 51 89 53 60 50 F3 接受方地址 0008 發(fā)送中文字符方式 A0 固定信息 12 短信內(nèi)容長(zhǎng)度 975E 6CD5 5165 4FB5 95E8 7981 7CFB 7EDF FF01 短信內(nèi)容 長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 （論文） 13 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 本此設(shè)計(jì)中所用的到的硬件主要有單片機(jī) STC12C5A60S2， GSM模塊 TC35i， LED1602液晶顯示器， 44 矩陣鍵盤(pán)， AT24C02EEPROM 片外存儲(chǔ)器以及一些輔助器件。 使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 STC12C5A60S2 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè)全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路?？臻e模 式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 STC12C5A60S2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖 2，外部封裝引腳如圖 3。 STC12C5A60S2 各引腳對(duì)應(yīng)的第二功能如下圖所示： 表 3 STC12C5A60S2 引腳對(duì)應(yīng)第二功能 引腳 第二功能 信號(hào)名稱 RXD 串行數(shù)據(jù)接收 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 INT0 外部中斷 0 請(qǐng)求 INT1 外部中斷 1 請(qǐng)求 T0 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 外部輸入 T1 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 外部輸入 T2 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 外部輸入 長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 （論文） 15 單片機(jī)與 GSM 模塊 TC35i 通信電路 在本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)與 TC35i 模塊，單片機(jī)與 PC 終端之間的通信都是通過(guò)串口通信來(lái)完成的。在使用串口通信的時(shí)候，本設(shè)計(jì)采用了中斷處理的方法來(lái)進(jìn)行信息傳遞，在中斷處理函數(shù)中完成數(shù)據(jù)的傳輸。單片機(jī) STC12C5A60S2 串行口硬件結(jié)構(gòu)圖如圖 4。 GSM模塊是繼 GSM手機(jī)后，又一種非常重要的 GSM 移動(dòng)通信系統(tǒng) 的終端設(shè)備。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(mén)。由于調(diào)制解調(diào)器必須通過(guò) PSTN 或者其他專用通訊網(wǎng)進(jìn)行通信，因而受地域以及線路等因素的影響，在應(yīng)用上有很大的局限性。 TC35i 模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 6所示，從功能上看主要由 4部分組成： GSM 基帶處理器、 GSM 射頻部分、電源 ASIC(Application Specific Integrated circuit)、 Flash。用單片機(jī)的 P0 口的高四位與矩陣鍵盤(pán)的行連接， P0 口低四位與矩陣鍵盤(pán)的列連接，在行端口上給以高電平，列端口上給以低電平，當(dāng)有按鍵被按下時(shí)，與某行連接的列的端口也會(huì)是低電平，那么通過(guò)交叉判斷就可以確定一個(gè)鍵被按下，并通過(guò)公式：數(shù)值 =(行數(shù) 1)4+ 列數(shù) 1，就可以得出被按下的鍵對(duì)應(yīng)的數(shù)值。在設(shè)計(jì)中也可以采用定時(shí)器中斷消抖的方法。 44 矩陣鍵盤(pán) 硬件電路圖 長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 （論文） 18 本設(shè)計(jì)中所使用到的 LED1602 字符液晶顯示器只能顯示簡(jiǎn)單字符， LED1602 字符液晶顯示器 的三個(gè)控制端口分別由 P1^0， P1^1， P1^2 控制，其中 P1^0 用作指令 /數(shù)據(jù)控制位，用來(lái)控制向 LED1602 輸入的指令或者數(shù)據(jù)； P1^1 口用作讀寫(xiě)控制位，用來(lái)控制向 LED1602 讀或者寫(xiě)數(shù)據(jù) /指令； P1^2 口用作使能控制位，用來(lái)控制 LED1602正常工作。當(dāng)需要顯示相應(yīng)字符時(shí)，應(yīng)該先用 P1^0， P1^1， P1^2 三個(gè)端口初始化液晶顯示器， LED1602的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖 7： 圖 7 LED1602 液晶顯示器硬件電路圖 單片機(jī)控制 LED1602 液晶顯示器的工作流程圖如圖 8： 圖 8 液晶顯示工作流程圖