畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于短信的家庭智能電子開關(guān)

1、泉泉 州州 師師 范范 學(xué)學(xué) 院院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題題 目目基于短信的家庭智能電子開關(guān)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(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 職 稱 副教授 完成日期 2011 年 4 月 教務(wù)處教務(wù)處 制制 基于短信的家庭智能電子開關(guān)基于短信的家庭智能電子開關(guān) 物理與信息工程學(xué)院物理與信息工程學(xué)院 電子信息科學(xué)與技術(shù)電子信息科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師 【摘要摘要】伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)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伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)生活水平的要求越來越高，許多廠家和商家推出很多

2、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(shí)的智能控制，很多已經(jīng)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(shí)的智能控制，很多已經(jīng) 沒辦法滿足人們的需求?；诖藳]辦法滿足人們的需求?；诖? ,提出了一套基于短信平臺(tái)的家庭智能開關(guān)的方案來實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的控提出了一套基于短信平臺(tái)的家庭智能開關(guān)的方案來實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的控 制。該方案借助于龐大的制。該方案借助于龐大的gsmgsm網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)自動(dòng)控制，通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)自動(dòng)控制，通過gsmgsm用戶可隨時(shí)隨地控制家用開關(guān)。讓用用戶可隨時(shí)隨地控制家用開關(guān)。讓用 戶真正感受到了戶

3、真正感受到了“智能化智能化”給生活帶來的方便、舒適和安全。給生活帶來的方便、舒適和安全。 【關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞】家庭智能開關(guān)；家庭智能開關(guān)；stc89c52stc89c52；繼電器；繼電器；tc35tc35 引言.4 1 gsm 技術(shù) .5 1.1 gsm 系統(tǒng)的特點(diǎn) .5 1.2 gsm 系統(tǒng)的基本構(gòu)成 .5 1.3 gsm 網(wǎng)絡(luò)信令與協(xié)議 .6 2 總體設(shè)計(jì)方案.6 2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求.6 2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路.6 3 硬件設(shè)計(jì).7 3.1 單片機(jī).7 3.2繼電器.8 3.3 tc35 模塊 .9 3.3穩(wěn)壓電源.10 3.4整體設(shè)計(jì).11 4 軟件與調(diào)試.11 4.1 硬件調(diào)試.1

4、1 4.1.1 繼電器部分的調(diào)試.12 4.1.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)及下載部分的調(diào)試.12 4.1.3 gsm 模塊的調(diào)試 .12 4.2 軟件部分的編寫.13 4.2.1 單片機(jī)控制 gsm 模塊程序部分的編寫.14 4.2.2 主程序的編寫.17 5 設(shè)計(jì)總結(jié)及感受.17 致謝.18 參考文獻(xiàn)：.19 附件.21 引言引言 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(jìng)爭(zhēng)、科技三大動(dòng)力的推 動(dòng)，通信業(yè)正在經(jīng)歷一場(chǎng)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。 相應(yīng)的各種自動(dòng)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

5、可使用智能產(chǎn)品。例如：家用電飯煲，可定時(shí)自動(dòng)煮飯，為 在外工作人員節(jié)省做飯的時(shí)間；智能路燈，可定時(shí)可光控等。但是，這些智能很多已經(jīng)滿 足不了快速發(fā)展的社會(huì)。gsm(global system for mobile communication)系統(tǒng)是目前基于 時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通信體制中最成熟完善、覆蓋面最廣、功能最強(qiáng)、用戶最多的移動(dòng)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(dòng)控制系統(tǒng),充 分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò),無需單獨(dú)組網(wǎng),運(yùn)行安全穩(wěn)定,具有運(yùn)行靈活結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，非常適合家 用1。 在這移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展的情況下，我們確立了“基于短

6、信的家庭智能電子開關(guān)”該課 題。課題中采用了 stc89c52 為控制核心，配以繼電器控制，對(duì)家庭普遍使用的排插進(jìn)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(shí)現(xiàn)對(duì) 家用排插進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。對(duì)于本次課題，具有以下優(yōu)點(diǎn)： 可以實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)程傳輸與控制 ：gsm 的功能完善、覆蓋面廣，使得遠(yuǎn)程控制得以實(shí)現(xiàn)。 實(shí)時(shí)性、實(shí)地性：利用 gsm 組成的監(jiān)控系統(tǒng)，可以進(jìn)行對(duì)家用排插的實(shí)時(shí)控制，及時(shí) 做出相應(yīng)反應(yīng)，借此來實(shí)時(shí)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(yuǎn)程控制，人在外卻如同坐在家里。當(dāng)然也可以用在其 他可用的地方，省

7、時(shí)又方便。 安全、經(jīng)濟(jì)：利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò),無需單獨(dú)組網(wǎng),運(yùn)行安全又經(jīng)濟(jì)。 1 1 gsmgsm 技術(shù)技術(shù) 20 世紀(jì) 90 年代開始出現(xiàn)了數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，gsm 系統(tǒng)是歐洲在 20 世紀(jì) 80 年代設(shè) 計(jì)、1992 年開通的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。全球移動(dòng)通訊系統(tǒng) global system of mobile communication 就是眾所周知的 gsm，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)。 1.11.1 gsmgsm 系統(tǒng)的特點(diǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn) 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(diǎn)： 1） gsm 系統(tǒng)抗干擾能力較強(qiáng)，系統(tǒng)的通信質(zhì)量較高。 2） gsm

8、 系統(tǒng)具有較強(qiáng)的鑒權(quán)和加密功能，能確保用戶和網(wǎng)絡(luò)的安全需求。 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(shí)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。 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(bǔ)充業(yè)務(wù)以及 與 isdn 相關(guān)的各種業(yè)務(wù)。 5） gsm 系統(tǒng)由幾個(gè)分系統(tǒng)組成，各分系統(tǒng)之間都有定義明確且詳細(xì)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。同時(shí)，gsm 系統(tǒng)與各種公用通信網(wǎng)之 間也都詳細(xì)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(shí)現(xiàn)互 聯(lián)互通2。 1.21.2 gsmgsm

9、 系統(tǒng)的基本構(gòu)成系統(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(shí)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(dòng)性所需的數(shù)據(jù)庫，有時(shí)也稱之為交換子系統(tǒng)。nss 可分為移動(dòng)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(shí)別寄存器 eir。 （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(jī) bts。bbs 是在一定的無線覆蓋區(qū)中由 msc 控制，與 ms 進(jìn)行通信的系統(tǒng)設(shè)備，他主要

10、負(fù)責(zé)完成無線發(fā)送接收與無線資源管理等功 能。 （3）操作維護(hù)子系統(tǒng) oss 操作維護(hù)中心 omc 主要對(duì)整個(gè) gsm 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和監(jiān)控。通過它實(shí)現(xiàn)對(duì) gsm 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部 各種部件功能的監(jiān)視。系統(tǒng)的自檢、報(bào)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(jì)和計(jì)費(fèi)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。 （4）移動(dòng)臺(tái)子系統(tǒng) ms ms 是整個(gè)系統(tǒng)中直接由用戶使用的設(shè)備。在 gsm 系統(tǒng)中，物理設(shè)備與移動(dòng)用戶是相互 獨(dú)立的。也就是說，用戶所有信息都存儲(chǔ)在 sim 卡上，系統(tǒng)中的任何一個(gè)移動(dòng)臺(tái)都可以利 用 sim 卡來識(shí)別移動(dòng)用戶。移動(dòng)臺(tái)有自己的識(shí)別碼 imei，稱為國際移動(dòng)臺(tái)

11、設(shè)備識(shí)別號(hào)，每 個(gè)都是唯一的。 1.31.3 gsmgsm 網(wǎng)絡(luò)信令與協(xié)議網(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(shí)體之間傳送信令信息。 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(cuò)檢驗(yàn)和糾 錯(cuò)、信令鏈路差錯(cuò)率監(jiān)視和流量控制。 osi 第三層是網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是負(fù)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。 osi 第三層以上是應(yīng)用層：其協(xié)議與涉及的功能實(shí)體有關(guān)。

12、 2 2 總體設(shè)計(jì)方案總體設(shè)計(jì)方案 2.12.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求 1）可以進(jìn)行 gsm 通信：該設(shè)計(jì)要求可使用 tc35 模塊與手機(jī)或者 pc 機(jī)之間進(jìn)行相應(yīng)的 通訊。 2）與單片機(jī)連接進(jìn)行控制繼電器：?jiǎn)纹瑱C(jī)可以通過與 tc35 連接，對(duì) gsm 模塊所接收 的信息進(jìn)行識(shí)別，并且實(shí)行相應(yīng)的操作，分別對(duì)各個(gè)繼電器進(jìn)行通信。 3）要求對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行安全裝備：基于本設(shè)計(jì)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(jì)需對(duì)該裝置進(jìn)行安全的措施。 2.22.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路 繼 電 器 驅(qū) 動(dòng) 電 路 89c51 單 片 機(jī) 系 統(tǒng) tc35 模 塊 排插 漏電

13、保護(hù) 器 插頭 5v 供電 圖 2 總體設(shè)計(jì)框圖 如圖 2 所示系統(tǒng)將電源接頭通過漏電保護(hù)器將零線火線分別接與繼電器與排插的相應(yīng) 接口連接。通信控制端有 tc35 模塊通過 gsm 網(wǎng)絡(luò)與單片機(jī)連接，并由單片機(jī)的控制 io 口 來控制繼電器。用戶可通過手機(jī)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)。 3 3 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì) 3.13.1 單片機(jī)單片機(jī) 系統(tǒng)控制部分采用 stc89c52 作為控制芯片，如圖 3-7 所示。stc89c52 是一種帶 8k 字 節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)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

14、儲(chǔ)器制造技術(shù)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 mcs-51 指令集和輸出管腳相兼容【4】。設(shè)計(jì) 選用 stc89c52 可靠性高，性價(jià)比高，選用 40 腳的單片機(jī)確保了 i/o 不會(huì)過少，而導(dǎo)致系 統(tǒng)擴(kuò)展出現(xiàn)困難；看門狗對(duì)系統(tǒng)提供保護(hù)功能，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障而超過設(shè)置時(shí)間時(shí)，電路 中看門狗將通過 reset 信號(hào)向 cpu 做出反應(yīng)，保密性能佳；只需使用 max232 進(jìn)行電平轉(zhuǎn) 化，通過串口與 pc 機(jī)連接，通過調(diào)試助手清楚地觀察一些數(shù)據(jù)的變化。52 類型的單片機(jī) 的內(nèi)存也相對(duì)較大，足以應(yīng)付日常編程程序的大小。圖 3 為單片機(jī)與 pc 機(jī)的串口及下載部 分。圖 4 為 stc89c52 外部框圖與總控制電路。單片

15、機(jī)通過 p3.0 與 3.1 口與 max232 的 rlin 與 rlout 連接，pc 機(jī)通過 rs232 及 max232 與單片機(jī)連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入。 stc89c52的主要特性如表1所示： 兼容 mcs51 指令系統(tǒng)8k 可反復(fù)擦寫 flash rom 32 個(gè)雙向 i/o 口256x8bit 內(nèi)部 ram 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率 0-24mhz 2 個(gè)串行中斷可編程 uart 串行通道 2 個(gè)外部中斷源共 6 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫中斷口線3 級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 表1 stc89c52主要特性 圖3 下載部分及串口 圖 4 s

16、tc89c52 的外部電路 3.23.2繼電器繼電器 繼電器是當(dāng)輸入量（或激勵(lì)量）滿足某些規(guī)定條件時(shí)，能在一個(gè)或多個(gè)電器輸出電路 中產(chǎn)生預(yù)定躍變的一種器件。繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回 路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的 電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電 路等作用。 電磁式繼電器一般由鐵芯、 線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加 上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁 力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)

17、 （常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作 用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、 釋 放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開、常閉 ”觸點(diǎn)， 可以這樣來區(qū)分： 繼電器線圈 未通電時(shí)處于斷開 狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為 “常開觸點(diǎn)”； 處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為 “常閉觸點(diǎn)”5。 繼電器主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)如下： 1、額定工作電壓 是指繼電器正常工作時(shí)線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器的型號(hào)不同，可以是交流電壓， 也可以是直流電壓。 2、直流電阻 是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測(cè)量。 3、吸合電流 是指繼電器能夠產(chǎn)

18、生吸合動(dòng)作的最小電流。在正常使用時(shí)，給定的電流必須略大于吸 合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對(duì)于線圈所加的工作電壓，一般不要超過額定工 作電壓的 1.5 倍，否則會(huì)產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。 4、釋放電流 是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時(shí)， 繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。這時(shí)的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流。 5、觸點(diǎn)切換電壓和電流 是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用 時(shí)不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。 選擇繼電器時(shí)首先要了解控制電路的電源電壓，能提供的最大電流，其次是被控制電 路的電壓和電流，最后是被控

19、電路需要幾組、什么形式的觸點(diǎn)。選用繼電器時(shí)，一般控制 電路的電源電壓可作為選用的依據(jù)?？刂齐娐窇?yīng)能給繼電器提供足夠的工作電流，否則繼 電器吸合是不穩(wěn)定的。 圖 5 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 本次設(shè)計(jì)選擇控制電壓為 5v，被控制電壓為 250v 10a。由于單片機(jī)的 io 口的輸出電 流很小只有 4-20ma，驅(qū)動(dòng)不了繼電器使其工作，所以需要用三極管放大來驅(qū)動(dòng)。具體驅(qū)動(dòng) 電路圖 5 所示。 當(dāng)三極管由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)，繼電器繞組感生出一個(gè)比較大的自感電壓它與電源電壓 疊加后加到控制繼電器線圈的三極管的 e、c 兩級(jí)上，使其發(fā)射結(jié)有可能被擊穿。為了消除 這個(gè)感生電動(dòng)勢(shì)的有害影響，在繼電器線圈兩端反向并聯(lián)抑制二

20、極管，以吸收該電動(dòng)勢(shì)。 自感生電壓與電源電壓之和對(duì)二極管來說確實(shí)正向偏壓，使其二極管導(dǎo)通形成環(huán)流。感應(yīng) 的高電壓就會(huì)通過回路釋放掉，保證了三極管的安全。同時(shí)因?yàn)?io 口的電流極小，以此在 io 口的輸出端加一個(gè)上拉電阻。當(dāng) io 口輸出低電平時(shí)，三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，加在繼電 器的兩端達(dá)到 5v 左右，足以達(dá)到繼電器的驅(qū)動(dòng)電壓，同時(shí)通過三極管放大的 io 口電流亦 可達(dá)到驅(qū)動(dòng)要求。 3.33.3 tc35tc35 模塊模塊 tc35 是 siemens 公司推出的新一代無線通信 gsm 模塊，可以快速安全可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(wù)(short message servi

21、ce)和傳真。模塊的工作電壓 為 3.3 5.5v，可以工作在 900mhz 和 1800mhz 兩個(gè)頻段，所在頻段功耗分別為 2w（900m）和 1w（1800m）。模塊有 at 命令集接口，支持文本和 pdu 模式的短消息、第三 組的二類傳真、以及 2.4k，4.8k，9.6k 的非透明模式。此外，該模塊還具有電話簿功能、 多方通話，漫游檢測(cè)功能，常用工作模式有省電模式、idle、talk 等模式。通過獨(dú)特的 40 引腳的 zif 連接器，實(shí)現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語音信號(hào)、及控制信號(hào)的雙向傳輸。通 過 zif 連接器及 50 天線連接器，可分別連接 sim 卡支架和天線6。 如圖 6 所

22、示，tc35 自帶 rs232 通訊接口，可以方便的與 pc 機(jī)、單片機(jī)連機(jī)通訊?？?以快速、安全、可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(wù)和傳真。tc35 模塊 主要由 gsm 基帶處理器、gsm 射頻模塊、供電模塊、閃存、zif 連接器、天線接口六部分組 成。作為 tc35 的核心，幾代處理器主要處理 gsm 終端的語音。數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射 頻設(shè)備中的所有的模擬與數(shù)字功能，在不需要額外硬件電路的前提下，可支持 fr、hr 和 efr 語音信道編碼。 tc35 的電流消耗指標(biāo)： 1通話模式的峰值電流（talk mode of peak），1.8a 2通話模式的典型電流（talk

23、 mode），300ma 900mhz / 270ma 1800mhz 3空閑模式（idle mode）的消耗電流，10ma 4休眠模式（sleep mode）的消耗電流，3ma 5關(guān)機(jī)模式（power down mode）的消耗電流，50a 圖 6 tc35 模塊 tc35 模塊的 sync 引腳可以用來輸出一個(gè)同步信號(hào)，也可以在應(yīng)用使來控制一個(gè) led 燈的輸出狀態(tài)。sync 端通過一個(gè)三極管或門電路來控制 led。一個(gè)簡(jiǎn)單的電路接法是： sync 端通過一電阻接到 npn 三極管（如 9013）的基極，射極直接接地，集電極通過一個(gè)接 限流電阻接到 led 的負(fù)端，led 的正端接 vcc

24、。led 的工作模式完全類同于同步信號(hào)， 顯示的是 tc35 的工作狀態(tài)： 1led 燈滅，表示 tc35 電源關(guān)閉，處于休眠、報(bào)警或單純的充電模式 2600 ms 亮 / 600ms 滅，表示未插入 sim 卡，或者個(gè)人身份未登記/已注銷，或者 網(wǎng)絡(luò)正在搜尋中，或者正在進(jìn)行用戶身份鑒定，或者網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)正在進(jìn)行中 375ms 亮 / 3s 滅，表示網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)成功（控制通道和用戶交換信息完成），無來電 4led 燈亮，依據(jù)不同的呼叫類型：聲音呼叫，數(shù)據(jù)呼叫，在建立或者完畢時(shí)的狀態(tài) 7。 3.3穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源 圖 7 穩(wěn)壓電源電路 系統(tǒng)所需電源由市電 220v 轉(zhuǎn)化為 5v，再經(jīng)由圖 7 電路進(jìn)行穩(wěn)

25、壓為電路提供穩(wěn)定可靠 的電源。 3.4整體設(shè)計(jì)整體設(shè)計(jì) 圖 8 所示為本次設(shè)計(jì)的整體電路。當(dāng)手機(jī)發(fā)送短信時(shí)，單片機(jī)在 gsm 模塊接到信后讀 取短信，并且判斷執(zhí)行相應(yīng)的指令，并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的繼電器控制對(duì)應(yīng)端口的通電。同時(shí)在 gsm 模塊收到短信后會(huì)回復(fù)如圖 9 所示的信息到手機(jī)端。 圖 8 本設(shè)計(jì)整體電路 圖 9 gsm 模塊發(fā)送短信 4 4 軟件與調(diào)試軟件與調(diào)試 4.14.1 硬件調(diào)試硬件調(diào)試 硬件部分共包括繼電器、單片機(jī)最小系統(tǒng)、gsm 模塊三個(gè)部分，在畫完原理圖及 pcb， 做完硬件部分（即包括各個(gè)部分都焊接完）,必須先進(jìn)行硬件各個(gè)模塊的調(diào)試，即保證各模 塊部分都能正常運(yùn)行和工作。 4.1.

26、14.1.1 繼電器部分的調(diào)試?yán)^電器部分的調(diào)試 1. .對(duì)于繼電器用萬能表的電阻檔，測(cè)量常閉觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)電阻，其阻值應(yīng)為 0；而常開 觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)的阻值就為無窮大。由此可以區(qū)別出哪個(gè)是常閉觸點(diǎn)，哪個(gè)是常開觸點(diǎn)。 2.用萬用表檢測(cè)一下整個(gè)硬件模塊是否有短路、虛焊、斷路等各方面問題，如果存在 問題，查看一下原理圖和 pcb，在保證焊接及電路方面都沒有問題的情況下，才可以接上 電源進(jìn)行檢測(cè)。 3.在前面的工作做完以后，接上電源，通電一段時(shí)間.將單片機(jī)的電源接上，并將編寫 一個(gè)簡(jiǎn)單的程序使單片機(jī) io 口出現(xiàn) 0 和 1 的變換。然后選出三個(gè) io 口接到繼電器驅(qū)動(dòng)電 路的輸入端，以此來判斷繼電器是否有依

27、據(jù)原理來釋放與吸合?？粗甘緹羰欠駮?huì)亮，當(dāng)繼 電器吸合時(shí)，指示燈會(huì)亮，當(dāng)繼電器釋放時(shí)，指示燈會(huì)滅。 4.在上一步的情況下說明，繼電器驅(qū)動(dòng)電路基本上是可以正常工作，為了確實(shí)保證 繼電器驅(qū)動(dòng)電路能正常驅(qū)動(dòng)繼電器，可以用萬用表進(jìn)行檢測(cè)，用萬用表蜂鳴檔測(cè)試，看 繼電器驅(qū)動(dòng)電路是否有存在電路連接問題。 通過測(cè)試發(fā)現(xiàn)原先設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路智能被io 口得 p0 口可以驅(qū)動(dòng)，而其他的 i/o 口卻驅(qū)動(dòng)不了。經(jīng)過查找資料及書本，才發(fā)現(xiàn)自己忽略了單片機(jī)的 i/o 口輸出電流 只有 420ma，而繼電器的驅(qū)動(dòng)電流需 50ma，其放大后的電流仍沒法驅(qū)動(dòng)繼電器， 需要在 i/o 口的輸出端外加上拉電阻才能滿足繼電器的需求。

28、 .2 單片機(jī)最小系統(tǒng)及下載部分的調(diào)試單片機(jī)最小系統(tǒng)及下載部分的調(diào)試 畫好原理圖后，先確認(rèn)要與 gsm 模塊連接的 rs232 與 max232 是否連接正確，然后制版。 如上模塊檢測(cè)所述，先檢測(cè)件模塊是否有短路、虛焊、斷路等各方面問題，特別是芯片引 腳之間的連接是否正確，如果存在問題，查看一下原理圖和 pcb，在保證焊接及電路方面 都沒有問題的情況下，才可以接上電源進(jìn)行檢測(cè)。 如果上述檢測(cè)沒有問題，可以接上電源，檢查芯片 stc89c52 及 max232 是否有異樣， 如果沒有其他問題，則可以拿一段編譯好的程序進(jìn)行下載，如果下載成功，則下載部分沒 有問題。而檢測(cè)單片機(jī)則可以

29、寫一個(gè)簡(jiǎn)單的小程序，用萬用表進(jìn)行檢查。例如，寫一段檢 測(cè)芯片引腳的程序，置某個(gè)引腳為低電平或者可以在某段時(shí)間內(nèi)發(fā)生變化，然后用萬用表 檢測(cè)該引腳是否發(fā)生變化，如果沒有，則檢查芯片的各方面是否有連接好，也有可能是芯 片出問題；如果有，則可以說明該最小系統(tǒng)基本上可以用。因?yàn)樾酒母鱾€(gè)功能并不能全 部通過萬用表檢測(cè)出來，需在具體的應(yīng)用場(chǎng)合才能確定。 由于原先沒有注意的 rs232 與 max232 的連接電路用于下載與用于與 tc35 模塊連接的 線路不一樣，導(dǎo)致在做板時(shí)將電路做錯(cuò)，沒法與 tc35 聯(lián)機(jī)。經(jīng)過改正后，電路一切正常。 .3 gsmgsm 模塊的調(diào)試模塊的調(diào)試 gsm

30、模塊用的是西門子 tc35，調(diào)試時(shí)需要借助 pc 機(jī)及串口調(diào)試助手。如圖 10 所示。 先連接上 tc35 模塊的電源線和串口線，將 tc35 模塊與 pc 機(jī)連接觸發(fā) tc35 模塊上的 igt 按鍵，打開 tc35 調(diào)試助手，波特率設(shè)為 9600bps，選擇端口。 發(fā)送“at at 回車 改變波特率“at+ipr=xxxx tc35 的默認(rèn)波特率是 19.2k,實(shí)際使用時(shí),可以改成 9600 或 38.4k,方法如下： at+ipr=9600 回車 短信模式的設(shè)置 gsm 模塊的短信模式有 2 種。第 1 種是：text 模式;第 2 種是：pdu 模式。pdu 模式可 以采用 unico

31、de 編碼發(fā)送英文、漢字。但合成 pdu 碼比較復(fù)雜,而 text 模式只能發(fā)送英文, 但無須編碼。實(shí)際使用可以采用 text 模式。 設(shè)置如下： at+cmgf=1 回車（該設(shè)計(jì)中用的是 text 模式） 短信模式簡(jiǎn)介： sms 是由 etsi 所制定的一個(gè)規(guī)范(gsm 03.40 和 gsm 03.38)。當(dāng)使用 7-bits 編碼的時(shí) 候它可以發(fā)送最多 160 個(gè)字符;8-bit 編碼(最多 140 個(gè)字符)。通常無法直接通過手機(jī)顯示;通 常被用來作為數(shù)據(jù)消息,例如：smart messaging 中的圖片和鈴聲和 ota wap 設(shè)置。16-bit 信息(最多 70 個(gè)字符)被用來顯示

32、 unicode(ucs2)文本信息,可以被大多數(shù)的手機(jī)所顯示。 一個(gè)以 class 0 開頭的 16-bit 的文本信息將在某些手機(jī)上作為 flash sms 顯示(閃爍的 sms 和警告 sms)。 有兩種方式來發(fā)送和接收 sms 信息：使用文本模式或者使用 pdu(protocol description unit)模式。文本模式(可能某些手機(jī)不支持)實(shí)際上也是一種 pdu 編碼的一種 表現(xiàn)形式。在顯示 sms 信息,可能使用不同的字符集和不同的編碼方式。 如圖 10 tc35 調(diào)試助手 短信的刪除方法 at+cmgd=1 回車 短信的發(fā)送方法 短信息的發(fā)送分成兩步： 發(fā)送接收的手機(jī)號(hào)碼

33、,等待應(yīng)答：“ at+cmgs車(目的地址) tc35 回應(yīng)： at+cmgs輸入短信息的內(nèi)容(只能是英文)：test 回車 通過測(cè)試得出 tc35 模塊正常課使用。 4.24.2 軟件部分的編寫軟件部分的編寫 設(shè)計(jì)中所用的單片機(jī)是 stc89c52，因此為了使程序簡(jiǎn)單明了，采用的是 c 語言編程， 用 wave 軟件進(jìn)行編譯，stcisp 軟件進(jìn)行下載。 程序編寫流程圖如圖 11 所示。 開始 串口初始化 tc35 初始化 判斷是否 短信消息 否 判斷指令 繼電器 1開/關(guān) 繼電器 2 開/ 關(guān) 繼電器 3 開/ 關(guān) 是 圖 11 流程圖

34、.1 單片機(jī)控制單片機(jī)控制 gsmgsm 模塊程序部分的編寫模塊程序部分的編寫 該部分程序是整個(gè)程序的主要部分，主要在于串口數(shù)據(jù)之間的傳送，包括串口初始化、 串口中斷、串口數(shù)據(jù)發(fā)送、短信發(fā)送。 串口初始化 void uart_init() scon=0 x50; /允許接收 pcon=0 x00; /波特率不加倍 tmod|=0 x21; /定時(shí)器 1 方式 2、定時(shí)器 0 方式 1 th1=0 xfd; / 波特率設(shè)置為 9600 tl1=0 xfd; tr1=1; es=1; ea=1; 該段程序主要在于串行控制寄存器 scon 的設(shè)置，選用的是串行通信方式

35、 1，scon 的設(shè) 置如下所述。 scon 是 mcs-51 單片機(jī)的一個(gè)可位尋址的專用寄存器，用于串行數(shù)據(jù)通信的控制。單 元地址為 98h，位地址為 98h9fh。寄存器的內(nèi)容及位地址表示如下表 2 所示。 位 地 址 9fh 9eh 9dh 9ch 9bh 9ah 99h 98h 位 符 號(hào) sm 0 sm 1 sm 2 re n tb 8 rb 8 ti ri 表 2 位地址位符號(hào)說明 各個(gè)位的說明如下： sm0 、sm1串行口工作方式選擇位 其狀態(tài)組合和對(duì)應(yīng)工作方式為： sm0 sm1 工作方式 0 0 方式 0 0 1 方式 1 1 0 方式 2 1 1 方式 3 sm2允許方式

36、2、3 的多機(jī)通信控制位 在方式 2 和 3 中，若 sm21 且接收到的第九位數(shù)據(jù)（rb8）為 1，才將接收到的前 8 位 數(shù)據(jù)送入接收 sbuf 中，并置位 ri 產(chǎn)生中斷請(qǐng)求；否則丟棄前 8 位數(shù)據(jù)。若 sm20，則不 論第九位數(shù)據(jù)（rb8）為 1 還是為 0,都將前 8 位送入接收 sbuf 中，并產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。 方式 0 時(shí)，sm2必須置 0。 ren允許接收位 ren0 禁止接收數(shù)據(jù) ren1 允許接收數(shù)據(jù) tb8發(fā)送數(shù)據(jù)位 8 在方式 2、3 時(shí)，tb8的內(nèi)容是要發(fā)送的第 9 位數(shù)據(jù)，其值由用戶通過軟件來設(shè)置。 rb8接收數(shù)據(jù)位 8 在方式 2、3 時(shí)，rb8是接收的第 9 位數(shù)

37、據(jù)。 在方式 1 時(shí)，rb8是接收的停止位 在方式 0 時(shí)，不使用 rb8 ti發(fā)送中斷標(biāo)志位 在方式 0 時(shí)，發(fā)送完第 8 位數(shù)據(jù)后，該位由硬件置位。 在其它方式下，于發(fā)送停止位之前，由硬件置位。因此，ti1 表示幀發(fā)送結(jié)束，其 狀態(tài)既可供軟件查詢使用，也可請(qǐng)求中斷，ti 由軟件清“0”。 ri接收中斷標(biāo)志位 在方式 0 時(shí)，接收完第 8 位數(shù)據(jù)后，該位由硬件置位。 在其它方式下，于接收到停止位之前，該位由硬件置位。因此，ri1 表示幀接收結(jié) 束，其狀態(tài)既可供軟件查詢使用，也可請(qǐng)求中斷，ri 由軟件清“0”。 串口中斷程序 void serial() interrupt 4

38、es=0; if (ri)/判斷是否可以接受 ri = 0 ; i_receive=sbuf; tc35_rei_tc35_rece+=i_receive; if(i_tc35_recetc35_max) tc35_max=i_tc35_rece; if(tc35_max10) flag0=1; es=1; 在寫該段程序時(shí)，主要是串口中斷入口 interrupt 4 串口數(shù)據(jù)接收程序 void re_sms() char k; if(flag0=1) delay(100); k=find_str(tc35_re,cn); flag0=0; if(k=1) clrt35_re()

39、; k=0; flag1=1; p0_1=0; if(flag1=1) flag1=0; send(cmgr); delay(1500); if(tc35_re74=o flag=1; send(cmgd); tc35_ok(); else if(tc35_re74=s flag=1; send(cmgd); tc35_ok(); else if(tc35_re74=o flag=1; send(cmgd); tc35_ok(); else if(tc35_re74=s flag=1; send(cmgd); tc35_ok(); else if(tc35_re74=o flag=1; sen

40、d(cmgd); tc35_ok(); else if(tc35_re74=s flag=1; send(cmgd); tc35_ok(); else send(cmgd); tc35_ok(); if(flag=1) p0_2=0; flag=0; delay(500); tx_sms(cn,cn); delay(100); 該程序主要難點(diǎn)在于如何讀取數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)以及如何根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行相 應(yīng)的操作。當(dāng)分別發(fā)送 o1，o2，o3 指令時(shí)，其相對(duì)應(yīng)的繼電器會(huì)相應(yīng)吸合，而發(fā)送 s1，s2，s3 指令時(shí)，相應(yīng)的繼電器會(huì)釋放。 短信的發(fā)送程序 void tx_sms(uch

41、ar *cc,uchar *dd ) send(at); tc35_ok(); send(cmgf); tc35_ok(); send(csca); tc35_ok(); send(cmgs); delay(100); /100ms send(cc); delay(100); send(dd); delay(100); send_uart(0 x1a); send_uart(0 x0d); /回車鍵 send_uart(0 x0a); tc35_ok(); 該段程序主要在于延時(shí)的問題上，如果延時(shí)太長或太短，短信會(huì)產(chǎn)生亂碼。在寫這個(gè) 程序前可以先用 pc 機(jī)與 gsm 模塊進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試成功后再

42、寫入程序。 .2 主程序的編寫主程序的編寫 void main() uart_init(); delay(1); tc35_init(); while(1) re_sms(); 整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果 在整個(gè)系統(tǒng)在硬件和軟件部分都調(diào)試完成后，整個(gè)系統(tǒng)的功能都能實(shí)現(xiàn)，主要的一點(diǎn) 問題在于 gsm 模塊部分，因?yàn)殡娫摧^為不穩(wěn)定，在實(shí)現(xiàn)功能過程中，偶爾會(huì)出現(xiàn)短信發(fā)送 不過去或目的方收到的短信有亂碼這一問題。 5 5 設(shè)計(jì)總結(jié)及感受設(shè)計(jì)總結(jié)及感受 通過本次的設(shè)計(jì)，我發(fā)覺自己所掌握的知識(shí)真的很少，雖然之前學(xué)過很多課程，包括 單片機(jī)和 c 語言編程，但是平時(shí)很少用這些東西，懂的只是一些基礎(chǔ)的知

43、識(shí)，一些最基本 的知識(shí)點(diǎn)，深一點(diǎn)的并沒有去太多的涉及。因此為了做好本次的設(shè)計(jì)，我重新復(fù)習(xí)了一遍 四年所學(xué)的知識(shí)，尤其是 c 語言與單片機(jī)。在調(diào)試時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)一些問題，剛開始怎么想 也沒想出問題出現(xiàn)在哪，后來跟同學(xué)請(qǐng)教并且查閱一些資料。經(jīng)過一段時(shí)間的努力，最后 把整個(gè)設(shè)計(jì)的基本功能都能實(shí)現(xiàn)了。雖然程序部分對(duì)我來說是最難的部分，編寫得也不是 很好，但我從中學(xué)到很多的知識(shí)。由于個(gè)人的專業(yè)能力不充足，使得整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也存 在著許多不足，比如程序設(shè)計(jì)就不是很簡(jiǎn)練、各功能之間銜接不是很好等。每樣設(shè)計(jì)都是 源于生活，付之于生活，結(jié)合實(shí)際，還有待于去改善。 致謝致謝 在經(jīng)歷了長達(dá)一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間里，我

44、學(xué)到了很多知識(shí)。在此對(duì)我的導(dǎo)師柯躍 前老師致以誠摯的敬意和衷心的感謝！在選題、設(shè)計(jì)過程中我遇到了許許多多的問題，是 柯老師在旁邊辛勤的指導(dǎo)和大力的支持，讓我最終完成設(shè)計(jì)。同時(shí)要感謝柯老師為我提供 資源，實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)器件，感謝我的同學(xué)在我遇見問題時(shí)給我寶貴的意見。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1侯海霞.基于 gsm 網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)j.青島農(nóng)業(yè)大學(xué). 2韓斌杰,新顏,建斌等.gsm 原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化m.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.3:1. 3張威.gam 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化原理與工程m.北京:人民郵電出版社,2010.1：20-24. 4http:/ 5 http:/ 6 閆俊,夏志忠.sm 模塊

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46、hnology major 070303024 ningning huang tutor:yue-qian ke associate professor 【abstract】along with economic development, peoples living standards have become increasingly demanding, and many manufacturers and businesses offer many intelligent household appliances,for example: self-energy cookers, sel

47、f-energy refrigerators, air conditioners and so on. however, these are mostly living in the intelligent control of time, many have no way to meet peoples needs. based on this, a set of intelligent home-based messaging platform, the program switches to achieve control of household appliances. with th

48、is program a huge gsm network advantages, to achieve automatic control switch, anytime, anywhere through the gsm users can control the home switch. allows users to truly feel the intelligence to the life of the convenience, comfort and safety. 【key words】home intelligent switch; stc89c52; relay; tc3

49、5i 附件附件 #include #includestring.h #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit p0_0=p00; sbit p0_1=p01; sbit p0_2=p02; sbit p0_3=p03; sbit p0_4=p04; sbit p0_5=p05; sbit p0_6=p06; sbit p0_7=p07; uchar code dt=abc; uchar code at = at; uchar code cmgf=at+cmgf=1; uchar code csca=at+csca=+8613800595500; uchar code cmgs=at+cmgs uchar code cnmi=at+cnmi=1,1,2; /短信提醒 uchar code cmgr=at+cmgr=1; /短消息讀取命令 uchar code cmgd=at+cmgd=1; /刪除短信 uchar code cn6=+cmti; uchar code cm4=gsm; uchar code cd3=ok; /*tc35 變量定義 */ uchar