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短消息業務（SMS）作為GSM的一種增值服務，在遠程智能控制系統中得到了廣泛的應用，基于GSM短消息的遠程家電控制系統，克服了電話遠程家電控制系統電話費用高，控制時間長等的缺點，具有良好可擴展性和實用價值。
近年來，短消息業務（SMS）作為GSM的一種增值服務，隨著GSM網絡覆蓋范圍的不斷擴大，得到了迅速發展，它具有傳輸速度快，費用低，不占用語音通信通道等優點，因而在遠程智能控制系統中得到了廣泛的應用，如：基于GSM和GPS的車輛跟蹤監視系統，基于GSM的遠程LED信息發布系統等，筆者結合具體項目，設計了一套基于GSM短消息的遠程家電控制系統，克服了電話遠程家電控制系統電話費用高，控制時間長等缺點，取得了較好的效果。
系統組成
系統組成如圖1所示：由GSM模塊TC35、單片機89C52、驅動三極管9013及固態繼電器JGX-50F組成。
GSM模塊
GSM模塊選用TC35，它是西門子公司最新推出的無線通訊模塊，可以快速安全的實現數據、語音等的傳輸，短信息服務SMS和傳真，可以工作在GSM 900kHz和1800kHz兩個頻段，RS232數據口符合ETSI標準GSM0707 和GSM0705，且易于升級為GPRS 模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標準的AT 命令接口，為數據、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應用開發及設計。
TC35的構成框圖如圖2所示，從功能上看主要由四部分構成，GSM基帶處理器、GSM射頻部分、電源部分和FLASH存儲器構成。GSM基帶處理器是整個模塊的核心，它由一個C166CPU和一個DSP處理器內核控制模塊內各種信號的傳輸、轉換、放大等處理過程。射頻天線部分主要實現信號的調制與解調，實現外部射頻信號與內部基帶處理器之間的信號轉換，匹配電源為處理器以及射頻部分提供所需的電源，40芯的ZIF插座為用戶提供包括電源、數據輸入輸出、SIM卡音頻接口和控制等的接口。
MCU
單片機作為主控單元，在系統中起著核心作用，本系統選用ATMEL公司的AT89C52，它是一款低功耗、高性能的單片機，內部有8K字節的FLASH MEMORY，該芯片運用了ATMEL公司先進的高密度非易失性存儲技術，具有與51系列單片機完全兼容的指令集和引腳輸出，89C52內部有256字節的RAM，32根可編程I/O口線，3個16位定時計數器，6個兩級中斷源，1個全雙工的串行口。
固態繼電器SSR
繼電器是本系統的執行機構，選用JGX-50F型固態繼電器，它是采用固體半導體元件組裝而成的一種新穎的無觸點開關，具有開關速度快、工作頻率高、使用壽命長、噪聲低和動作快等優點，得到了廣泛的應用。JGX-50F型繼電器輸入電流為5-40mA，關斷電壓1.5V，額定輸出電流50mA，輸出電壓范圍寬為20-220V，滿足項目的要求。
硬件設計
GSM與MCU接口電路設計
單片機通過P1.0和P1.1控制TC35的開關機、復位等，通過串口與TC35進行數據通信，通信速率為9600Kbps，采用8位異步通訊方式，1位起始位，8位數據位，1位停止位。圖3顯示了單片機和TC35接口的關鍵部分：
1)TC35模塊輸入輸出的TTL正電平邏輯不是+5V，而是+2.9V，因此，必須對該輸入電平進行邏輯轉換，系統通過在集電極開路緩沖器7407的輸出端加上拉電阻完成電路邏輯的轉換。
2)系統加電后，為使TC35進入工作狀態，必須給IGT加一延時大于100ms的低脈沖，電平下降持續時間不可超過1ms。啟動后，IGT應保持高電平(3.3V)。驅動IGT時TC35供電電壓不能低于3.3V，否則TC35不能激活。
3) ZIF連接座的CCIN引腳用來檢測SIM卡是否插好，如果連接正確，則CCIN引腳輸出高電平，否則為低電平。
MCU與SSR接口電路設計
單片機與固態繼電器的接口如圖4所示，由于單片機的灌電流僅為20mA，不足以驅動繼電器，同時也為提高其驅動能力和抗干擾能力，系統增加了驅動電路，由三極管T與電阻R組成的放大電路構成，二極管D構成泄放回路，用以在系統斷電時迅速將繼電器自感電動勢迅速拉低，起到保護作用。
軟件設計及系統工作原理
MCU對GSM模塊控制的實現
TC35模塊采用AT賀氏指令，單片機可以通過正確的AT指令對TC35模塊進行初始化和短消息的接收，對短消息的控制共有三種模式:Block模式、PDU模式和Text模式。使用Block模式需要手機生產廠家提供驅動支持，目前，PDU模式已取代Block模式，而Text模式不支持中文，因此本系統使用PDU模式進行短消息接收。系統上電以后首先對TC35進行初始化，內容主要包括：
1)設置短消息中心號碼AT+CSCA=“+8613010761500”<CR>。(該號碼因地區不同而設置不同)。
2)設置短消息格式AT+CMGF=0<CR> (0代表PDU格式)。
3)設置短消息存放的位置AT+CPMS="SM"<CR>。(SM表示將短消息存放在SIM卡中)。
4)設置短信到達通知AT+CNMI=1，1，0，0，1<CR>。此命令可使模塊在短消息到達后向單片機發送指?lt;CR>+CMTI：“SM”，INDEX(信息存儲位置)<CR>。
另外，在系統操作過程中還用到了讀取短消息指令AT+CMGR=INDEX<CR>及刪除短消息指令AT+CMGD=INDEX<CR>及SIM卡狀態查詢命令AT^SCKS。
系統工作原理
系統上電以后，首先由單片機控制IGT啟動TC35，然后用AT^SCKS?查詢SIM卡狀態，若SIM卡正確安裝，則模塊返回指令^SCKS:<1>，<1>OK，再由單片機控制TC35完成模塊的初始化，單片機進入睡眠狀態。當有新短消息到達時，由TC35模塊向單片機發送指令將其喚醒，單片機讀取短信內容，并對其進行解碼，并根據短信內容控制I/O口輸出高低電平，控制繼電器動作，完成對家用電器開啟與關閉的控制，處理完畢后用AT+CMGD=INDEX<CR>指令將其從SIM卡中刪除，然后重復上述過程。
結束語
本設計方案充分借助于GSM網絡的短消息業務，為遠程家電的控制提供了一種靈活、方便的方法，具有良好可擴展性和實用價值。 |
66821730(技術支持)
