《傳感器原理與應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)報(bào)告-基于熱釋電傳感器的防盜系統(tǒng)

1、傳感器原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目： 基于熱釋電傳感器的防盜系統(tǒng) 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 2011年7月3日 前言2一、系統(tǒng)概述21.1 系統(tǒng)的組成2 1.2 系統(tǒng)的處理方法及工作原理3二、紅外探測(cè)器42.1 熱釋電傳感器52.1.1敏感元件52.1.2濾光片62.1.3場(chǎng)效應(yīng)管和高阻值Rg62.1.4菲涅爾透鏡7三、系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)83.1 信號(hào)檢測(cè)放大電路83.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊93.2.1 MAX19793.2.2內(nèi)部采樣模式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)序123.2.3 MAX197與單片機(jī)硬件接口設(shè)計(jì)12四、G18 GSM通訊模塊134.1 G18的簡(jiǎn)介134.2 G18與89C52的接口電路設(shè)

2、計(jì)144.3 89C52控制G18收發(fā)短信息的軟件流程15五、 小結(jié)17前言隨著社會(huì)的發(fā)展，農(nóng)村城鎮(zhèn)化和人員流動(dòng)性增大，社會(huì)治安善更趨復(fù)雜，因此作為社會(huì)的基本單元家庭的防范問(wèn)題就顯得變尤其重要。傳統(tǒng)的機(jī)械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）家居防衛(wèi)在實(shí)際使用中暴露出一些隱患，正如國(guó)務(wù)院下達(dá)的關(guān)于住宅小區(qū)禁止安裝防盜的建議中指出，防盜網(wǎng)帶來(lái)的問(wèn)題：（1） 影響樓房美觀(guān)，市容整潔；（2）影響火災(zāi)救援通道；（3）給犯罪分子提供便利的翻越條件；（4）時(shí)間久了會(huì)有高空墜物的危險(xiǎn)；（5）壓抑人性自由。所以作為高科技的家居安全防盜報(bào)警系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生，并日益受到廣泛的重視和運(yùn)用。另外，為了進(jìn)一步規(guī)范住宅小區(qū)智能化建設(shè)，建設(shè)都

3、特別制定了智能小區(qū)的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，按照 其要求智能小區(qū)中必須具有安全防范信息管理、物業(yè)管理和信息網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)。因此小區(qū)安全防范系統(tǒng)建設(shè)已逐漸納入許多小區(qū)建設(shè)的必備項(xiàng)目中了。一、系統(tǒng)概述家居安全報(bào)警系統(tǒng)一般通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸和無(wú)線(xiàn)公用網(wǎng)絡(luò)傳輸兩種傳輸方式。通過(guò)鋪設(shè)專(zhuān)用線(xiàn)路網(wǎng)絡(luò)來(lái)構(gòu)成報(bào)警信息的傳輸，其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)專(zhuān)用化，信息傳輸不受外界因素的干擾，做到專(zhuān)線(xiàn)專(zhuān)用。缺點(diǎn)是鋪設(shè)鎘工程量大，前期投資高，擴(kuò)容困難，不適用單家獨(dú)戶(hù)，必須由社區(qū)或公安部門(mén)的接警中心來(lái)控制，傳輸線(xiàn)路易遭到破壞。所以此種系統(tǒng)只適合工程安裝，不適用終端時(shí)常推廣。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸是用電波發(fā)射的辦法來(lái)傳輸信息，具有較強(qiáng)的抗破壞性，傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn)，肯不

4、影響住戶(hù)原有的裝飾美觀(guān)。特別利用公共網(wǎng)絡(luò)（如電話(huà)網(wǎng)、寬帶網(wǎng)）進(jìn)行信息傳輸有其十分優(yōu)越的條件：（1）借助電信網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)零投入；（2）可聯(lián)網(wǎng)也可單獨(dú)使用，這是有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸無(wú)法比擬的。當(dāng)然這種方法也有缺陷，如用電池供電可能產(chǎn)生誤報(bào)，易受環(huán)境局限影響傳輸效果，電話(huà)線(xiàn)被剪無(wú)法傳輸?shù)?，但這些缺陷通過(guò)技術(shù)處理還是可以解決的。1.1 系統(tǒng)的組成通過(guò)上述的描述，綜合考慮報(bào)警系統(tǒng)的及時(shí)性和可靠性，本系統(tǒng)采用熱釋電紅外傳感器來(lái)設(shè)計(jì)信號(hào)收集模塊，將收集到的模擬信號(hào)進(jìn)行整形放大，再經(jīng)過(guò)MAX197模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)入單片機(jī)處理，通過(guò)G18無(wú)線(xiàn)通信模塊實(shí)現(xiàn)給公安部門(mén)和用戶(hù)通信報(bào)警，基本的系統(tǒng)框圖如圖1-1所

5、示。信 號(hào) 采 集 模 塊信 號(hào) 處 理 部 分用 戶(hù)/公安部門(mén)GSM網(wǎng)絡(luò)圖1-1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖1.2 系統(tǒng)的處理方法及工作原理本系統(tǒng)采用熱釋電紅外傳感器進(jìn)行收集信號(hào)，為了收集的信號(hào)準(zhǔn)確無(wú)誤，設(shè)計(jì)了多路信號(hào)采用的模式。在采集信號(hào)時(shí)，用三個(gè)熱釋電探測(cè)器并列，當(dāng)探測(cè)器同時(shí)檢測(cè)出兩個(gè)及兩個(gè)以上的信號(hào)時(shí)，才向處理模塊發(fā)送信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)處理，這樣提高了信號(hào)采集的準(zhǔn)確度。在信號(hào)處理部分，以STC89C52單片機(jī)作為處理芯片，以串口的方式作為通信的方式，向GSM通信模塊發(fā)送控制指令。GSM通信模塊采用G18 GSM短信模塊，它是一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM短信模塊，支持?jǐn)?shù)據(jù)、語(yǔ)音、短消息

6、和傳真。使用AT命令控制GSM模塊，以電話(huà)、短信等方式向用戶(hù)或者公安部門(mén)報(bào)警。本系統(tǒng)的最小系統(tǒng)如圖1-2所示。圖1-2 最小系統(tǒng)二、紅外探測(cè)器紅外輻射技術(shù)在最近40多年中已經(jīng)發(fā)展成為一門(mén)新興技術(shù)科學(xué)。培訓(xùn)的廣泛的領(lǐng)域中，特別是在科學(xué)研究、軍事工程和醫(yī)學(xué)方面起著極其重要的作用。例如紅外制導(dǎo)火箭、紅外成像、紅外遙感等。紅外輻射技術(shù)的重要工具就是紅外輻射傳感器，它是遙感技術(shù)、空間科學(xué)等的敏感部件。紅外輻射就是指輻射波長(zhǎng)為1.01000um的紅外光。紅外光是太陽(yáng)光譜的一部分。紅外光的最大特點(diǎn)就是具有光熱效應(yīng)，能輻射熱量，它是光譜中最大光熱效應(yīng)區(qū)。紅外光處在光譜中可見(jiàn)光之外，它是一種不可見(jiàn)光。紅外光與所

7、有電磁波一樣，具有反射、折射、吸收等性質(zhì)。紅外光在真空中的傳播速度為3.810m/s。紅外光在介質(zhì)中傳播會(huì)產(chǎn)生衰減。紅外光在金屬中傳播衰減很大，但紅外輻射能透過(guò)大部分半導(dǎo)體和一些塑料，大部分液體對(duì)紅外輻射吸收非常大。缸體對(duì)其吸收程度各不相同，大氣層對(duì)不同波長(zhǎng)的紅外光存在不同的吸收帶。根據(jù)研究分析證明，對(duì)于波長(zhǎng)為15um,814um區(qū)域的紅外光具有比較大的“透明度”，即這些波長(zhǎng)的紅外光能較好地穿透大氣層。2.1 熱釋電紅外傳感器熱釋電紅外（PIR）傳感器，亦稱(chēng)為熱紅外傳感器，是一種能檢測(cè)人體發(fā)射的紅外線(xiàn)的新型高靈敏度探測(cè)元件。它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線(xiàn)能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)

8、輸出。將輸出的電壓信號(hào)加以放大，便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路，如作電源開(kāi)關(guān)控制、防盜防火報(bào)警、感應(yīng)水龍頭、感應(yīng)燈等。目前常用的熱釋電紅外傳感器型號(hào)有 LH1778、LH1954、RE200B、KDS209、PIS209、LHI878、PD632等。熱釋電紅外傳感器通常3引腳金屬封裝，各引腳分別為電源供電端（內(nèi)部開(kāi)關(guān)管D極，DRAIN）、信號(hào)輸出端（內(nèi)部開(kāi)關(guān)管S極，SOURCE）、接地端（GROUND）。.1.敏感元件熱釋紅外傳感器由探測(cè)元、濾光片和場(chǎng)效應(yīng)管阻抗變換器等三大部分組成，如圖2-1所示。對(duì)不同的傳感器來(lái)說(shuō)，探測(cè)元的制造材料有所有同。如SD02的敏感單元由鋯鈦酸鉛制成；P2288由LiTa03

9、制成。將這些材料做成很薄的薄片，每一片相對(duì)的兩面各引出一根電極，在電極兩端則形成一個(gè)等效的小電容。因?yàn)檫@兩個(gè)小電容是做在同一硅晶片上的，因此形成的等效小電容能自身產(chǎn)生極化，在電容的兩端產(chǎn)生極性相反的正、負(fù)電荷。傳感器中兩個(gè)電容是極性相反串聯(lián)的。圖2-1雙探測(cè)元熱釋電紅外傳感器當(dāng)傳感器沒(méi)有檢測(cè)到人體輻射出的紅外線(xiàn)信號(hào)時(shí)，在電容兩端產(chǎn)生極性相反、電量相等的正、負(fù)電荷，所以，正負(fù)電荷相互抵消，回路中無(wú)電流，傳感器無(wú)輸出。當(dāng)人體靜止在傳感器的檢測(cè)區(qū)域內(nèi)時(shí)，照射到兩個(gè)電容上的紅外線(xiàn)光能能量相等，且達(dá)到平衡，極性相反、能量相等的光電流在回路中相互抵消，傳感器仍然沒(méi)有信號(hào)輸出。當(dāng)人體在傳感器的檢測(cè)區(qū)域內(nèi)移動(dòng)

10、時(shí)，照射到兩個(gè)電容上的紅外線(xiàn)能量不相等，光電流在回路中不能相互抵消，傳感器有信號(hào)輸出。綜上所述，傳感器只對(duì)移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的人體和體溫近似人體的物體起作用。2.1.2 濾光片濾光片是由一塊薄玻璃片鍍上多層濾光層薄膜而成的，能夠有效地濾除7.014um波長(zhǎng)以外的紅外線(xiàn)。人體的正常體溫為3637.5，即309310.5K，其輻射的最強(qiáng)的紅外線(xiàn)的波長(zhǎng)為m=2989/（309310.5）=9.679.64um，中心波長(zhǎng)為9.65um，正好落在濾光窗的響應(yīng)波長(zhǎng)的中心。所以，濾光片能有效地讓人體輻射的紅外線(xiàn)通過(guò)，而最大限度地阻止陽(yáng)光、燈光等可見(jiàn)光中的紅外線(xiàn)的通過(guò)，以免引起干擾。所以，熱釋電人體紅外傳感器只對(duì)人體

11、和近似人體體溫的動(dòng)物有敏感作用。2.1.3 場(chǎng)效應(yīng)管和高阻值電阻Rg熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場(chǎng)效應(yīng)管的目的在于完成阻抗變換。由于探測(cè)元輸出的是電荷信號(hào)，不能直接使用，因而需要將其轉(zhuǎn)換為電壓形式。場(chǎng)效應(yīng)管輸入阻抗高達(dá)104M，接成共漏極形式來(lái)完成阻抗變換。使用時(shí)D端接電源正極，G端接電源負(fù)極，S端為信號(hào)輸出。對(duì)于移動(dòng)速度非常緩慢的物體，如陽(yáng)光，兩個(gè)電容上的紅外線(xiàn)光能能量仍然可以看作是相等的，在回路中相互抵消；再加上傳感器的響應(yīng)頻率很低(一般為0.110Hz)，即傳感器對(duì)紅外光的波長(zhǎng)的敏感范圍很窄(一般為515um)，因此，傳感器對(duì)它們不敏感，因而無(wú)輸出。2.1.4菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡 (Fr

12、esnel lens) 多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片，也有玻璃制作的，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓，它的紋理是利用光的干涉及擾射和根據(jù)相對(duì)靈敏度和接收角度要求來(lái)設(shè)計(jì)的，透鏡的要求很高，一片優(yōu)質(zhì)的透鏡必須是表面光潔，紋理清晰，其厚度隨用途而變，多在1mm左右，特性為面積較大厚度薄及偵測(cè)距離遠(yuǎn)。菲涅爾透鏡的在很多時(shí)候相當(dāng)于紅外線(xiàn)及可見(jiàn)光的凸透鏡，效果較好，但成本比普通的凸透鏡低很多。多用于對(duì)精度要求不是很高的場(chǎng)合，如幻燈機(jī)、薄膜放大鏡、紅外探測(cè)器等。菲涅爾透鏡作用有兩個(gè)：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號(hào)折射（反射）在PIR上，第二個(gè)作用是將探測(cè)區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入

13、探測(cè)區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化熱釋紅外信。熱釋電紅外傳感器的主要工作參數(shù)有:1 工作電壓:常用的熱釋電紅外傳感器工作電壓范圍為315V;2 工作波長(zhǎng):通常為7.514 m;3 源極電壓:通常為0.41.1V，R=47k;4 輸出信號(hào)電壓:通常2.0V3.0V;5 檢測(cè)距離:常用熱釋電紅外傳感器檢測(cè)距離約為610m；6 水平角度:約為120；7 工作溫度范圍:1040。綜合價(jià)格和性能的考慮，本設(shè)計(jì)采用RE200B。三、系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)3.1 信號(hào)檢測(cè)放大電路單片機(jī)是一種數(shù)字器件，它的輸入就應(yīng)該是數(shù)字信號(hào)且電平為T(mén)TL電平，使用RE200B作為檢測(cè)電路的傳感器，必須經(jīng)過(guò)信

14、號(hào)的放大處理。差分放大電路利用電路參數(shù)的對(duì)稱(chēng)性和負(fù)反饋?zhàn)饔?，有效地穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，以放大差模信號(hào)抑制共模信號(hào)為顯著特征，廣泛應(yīng)用于直接耦合電路和測(cè)量電路的輸入級(jí)。所以本設(shè)計(jì)采用差分放大電路來(lái)對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行放大處理。其電路圖如圖3-1所示。圖3-1 差分對(duì)放大電路采集到的信號(hào)由Input端輸入，經(jīng)過(guò)放大電路后，從Output端輸出，輸出的幅值電壓在3.923V4.56V之間。3.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊3.2.1 MAX197的資料簡(jiǎn)介在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，A/D轉(zhuǎn)換的速度和精度又決定了采集系統(tǒng)的速度和精度。MAX197是Maxim公司推出的具有12位測(cè)量精度的高速A/D轉(zhuǎn)換芯片，只需單一電源供電，且轉(zhuǎn)

15、換時(shí)間很短(6ms)，具有8路輸入通道，還提供了標(biāo)準(zhǔn)的并行接口8位三態(tài)數(shù)據(jù)I/O口，可以和大部分單片機(jī)直接接口，使用十分方便。MAX197是MAXIM公司的產(chǎn)品,它是可程控多量程8通道12位多路復(fù)用A/ D轉(zhuǎn)換集成電路,具有5MHz的跟蹤/保持帶寬、 100kS/ s 的采樣速率、可編程控制的內(nèi)/外部時(shí)鐘與采樣模式、 8 + 4位并行接口、三種電源關(guān)閉模式(包括一種硬觸發(fā)關(guān)閉和兩種可編程式軟關(guān)閉)。MAX197用標(biāo)準(zhǔn)微處理器接口,通過(guò)讀寫(xiě)三態(tài)數(shù)據(jù) I/ O端口可以控制對(duì)數(shù)據(jù)總線(xiàn)的訪(fǎng)問(wèn)與釋放。表1MAX197引腳功能引腳名字功能1CLK時(shí)鐘輸入。在內(nèi)部時(shí)鐘模式下,從該引腳接一100pF的電容可獲

16、得1. 56MHz內(nèi)部時(shí)鐘2CS片選,低電平有效3WR當(dāng)CS為低電平時(shí),在內(nèi)部時(shí)鐘模式下,WR的上升沿將鎖存設(shè)置并開(kāi)始一個(gè)自動(dòng)采集和轉(zhuǎn)換周期,在外部時(shí)鐘模式下,WR處的第一個(gè)上升沿開(kāi)始采集,第二個(gè)上升沿結(jié)束采集并進(jìn)入轉(zhuǎn)換周期4RD當(dāng)CS低電平時(shí),RD 上的下降沿使數(shù)據(jù)處于數(shù)據(jù)總線(xiàn)上可被讀取5HBEN用于12 位轉(zhuǎn)換結(jié)果的多路復(fù)用。當(dāng) HBEN為低電平時(shí)可讀取結(jié)果的高 4 位,當(dāng)為高電平時(shí),可讀取結(jié)果的低8位6SHDN設(shè)置電源關(guān)閉模式7D0三態(tài)數(shù)字 I/ O端口8D1三態(tài)數(shù)字 I/ O端口9D2三態(tài)數(shù)字 I/ O端口10D3三態(tài)數(shù)字 I/ O端口11D4三態(tài)數(shù)字 I/ O端口12D5三態(tài)數(shù)字 I

17、/ O端口13D6三態(tài)數(shù)字 I/ O端口14D7三態(tài)數(shù)字 I/ O端口15AGND模擬信號(hào)地16CH0模擬信號(hào)輸入通道17CH1模擬信號(hào)輸入通道18CH2模擬信號(hào)輸入通道19CH3模擬信號(hào)輸入通道20CH4模擬信號(hào)輸入通道21CH5模擬信號(hào)輸入通道22CH6模擬信號(hào)輸入通道23CH7模擬信號(hào)輸入通道24INT當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束且數(shù)據(jù)可被訪(fǎng)問(wèn)時(shí)為低電平25REFADJ帶寬基準(zhǔn)電壓調(diào)整引腳。當(dāng) REF 引腳使用外部基準(zhǔn)電壓時(shí)直接接 VDD , 否則旁路一0. 01 F的電容26REF基準(zhǔn)緩存輸出和緩存輸入引腳。在用內(nèi)部基準(zhǔn)電壓時(shí),基準(zhǔn)緩存輸出一4. 096V的名義電壓,并可通過(guò) REFADJ 引腳調(diào)整。在

18、用外部基準(zhǔn)電壓時(shí),則通過(guò) REFADJ 直接接VDD使基準(zhǔn)緩存無(wú)效27VDD+ 5V電源28DGND數(shù)字信號(hào)地MAX197無(wú)需外接元器件就可獨(dú)立完成A/D轉(zhuǎn)換功能。它可分為內(nèi)部采樣模式和外部采樣模式，采樣模式由控制寄存器的D5位決定。在內(nèi)部采樣控制模式(控制位置0)中，由寫(xiě)脈沖啟動(dòng)采樣間隔，經(jīng)過(guò)瞬間的采樣間隔(芯片時(shí)鐘為2MHz時(shí)，為3ms)，即開(kāi)始A/D轉(zhuǎn)換。在外部采樣模式(D5=1)中，由兩個(gè)寫(xiě)脈沖分別控制采樣和A/D轉(zhuǎn)換。在第一個(gè)寫(xiě)脈沖出現(xiàn)時(shí)，寫(xiě)入ACQMOD為1，開(kāi)始采樣間隔。在第二個(gè)寫(xiě)脈沖出現(xiàn)時(shí)，寫(xiě)入控制字ACQMOD為0，MAX197停止采樣，開(kāi)始/轉(zhuǎn)換。這兩個(gè)寫(xiě)脈沖之間的時(shí)間間隔

19、為一次采樣時(shí)間。當(dāng)一次轉(zhuǎn)換結(jié)束后，MAX197相應(yīng)的INT引腳置低電平，通知處理器可以讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。3.2.2 內(nèi)部采樣模式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)序?qū)τ谀M到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，時(shí)序要求非常嚴(yán)格，由于MAX197的數(shù)字信號(hào)輸出引腳是復(fù)用的，要正確讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果，時(shí)序要求尤其重要。在一次采樣開(kāi)始前，可以通過(guò)單片機(jī)的8位數(shù)據(jù)線(xiàn)把這些控制字寫(xiě)入MAX197來(lái)初始化相應(yīng)的參數(shù)。然后按照一定的時(shí)序進(jìn)行采樣和轉(zhuǎn)換。圖1即為內(nèi)部采樣模式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)序圖。圖中HBEN為12位數(shù)據(jù)高4位或低8位有效控制位，當(dāng)此位為高時(shí)，高4位數(shù)據(jù)有效，為低時(shí)低8位數(shù)據(jù)有效?？梢酝ㄟ^(guò)控制這個(gè)引腳來(lái)讀取12位的轉(zhuǎn)換結(jié)果。3.2.3 MAX197與單

20、片機(jī)硬件接口設(shè)計(jì)MAX197是一種通用A/D芯片，可以和多種微機(jī)接口，在此選用AT89C52單片機(jī)作為主處理器。通過(guò)AT89C52的P0.0P0.2與MAX197的D0D2相連，既用于輸入MAX197的初始化控制字，也用于讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。 用AT89C52單片機(jī)的P2.7作片選信號(hào)，則MAX197的高位地址為7FH。選擇MAX197為軟件設(shè)置低功耗工作方式，所以置SHDN腳為高電平。本文采用外部基準(zhǔn)電壓，所以REFDJ接高電平，而REF則接外部輸入?yún)⒖茧妷?。AT89C52單片機(jī)的P1.1腳用做判讀高、低位數(shù)據(jù)的選擇線(xiàn)，直接與HBEN腳相連。MAX197的INT腳可與AT89C52的INT0相

21、連,以便實(shí)現(xiàn)中斷，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。在電路中，AGND和DGND應(yīng)相互獨(dú)立，各種電源與模擬地之間都用0.1mF電容來(lái)消除電源的紋波。MAX197的硬件電路設(shè)計(jì)如圖3-2-3所示。圖3-2-3 MAX197的硬件電路4、 G18 GSM通訊模塊4.1 G18 的簡(jiǎn)介GSM全球移動(dòng)通信系統(tǒng)是我國(guó)覆蓋面最廣、功能最強(qiáng)、用戶(hù)最多的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)，隨著GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展和用戶(hù)的是益擴(kuò)大，短消息業(yè)務(wù)作為GSM網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)，已得到十務(wù)，已得到越來(lái)越多的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商和系統(tǒng)開(kāi)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(lái)，GSM短消息作為通信方式，具有通訊成本低、不受通信線(xiàn)路及地區(qū)限制、保密性高

22、、可靠性高、搞干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，利用GSM短消息進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種物理參數(shù)的遠(yuǎn)程紅外線(xiàn)監(jiān)控。本設(shè)計(jì)的通訊模塊選用Motorola公司推出的無(wú)線(xiàn)通信GSM模塊G18。G18模塊的工作電壓為3.56V，可以工作在900MHz、1800MHz、1900MHz三個(gè)頻段。模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息。通過(guò)28引腳的ZIF連接器，實(shí)現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)的雙向傳輸，通過(guò)ZIF連接器及50歐天線(xiàn)連接器，可分別連接SIM卡支架和天線(xiàn)，G18的封裝及ZIF連接器的引腳定義如圖4-1所示。圖4-1 G18的封裝及ZIF連接器的引腳定義G18模塊主要由GSM基帶處理器、

23、GSM射頻模塊、供電模塊（ASIC）、閃存、ZIF連接器及天線(xiàn)接口六部分組成。作為G18的核心，基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有的模擬和數(shù)字功能。4.2 18與89C82的接口電路G18模塊在單片機(jī)的控制下可以收發(fā)短消息。G18共有28個(gè)引腳，通過(guò)ZIF連接器與單片機(jī)89C52連接，如圖所示。圖 G18與89C52的連接圖G18模塊通過(guò)ZIF連接器可以直接與89C52的串口相連，89C52通過(guò)串口控制G18模塊收發(fā)信息，二者采用異步通信，通信波特率可設(shè)置為9600bps。4.3 89C52控制G18收發(fā)短信息的軟件流程G18支持GSM07.05和SM07.07規(guī)定的AT指令集，該指令集是ETSI（歐洲通信技術(shù)委員會(huì)）發(fā)布的，其中包含了對(duì)SMS的控制。利用單片機(jī)向G18發(fā)一系列的AT命令，就能達(dá)到控制G18收發(fā)SMS的目的。單片機(jī)從G18接收短信息，實(shí)質(zhì)上就是從SIM卡中讀出信息，這主要利用AT+CMGL=4來(lái)完成，其軟件流程見(jiàn)圖4-3。 開(kāi)始發(fā)送AT+CSQ命令否信號(hào)強(qiáng)度夠嗎 是 發(fā)送AT+CMGL=4命令 否信號(hào)強(qiáng)度夠嗎是 結(jié)束圖4-3 軟件流程圖單片機(jī)控制G18收發(fā)SM