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短消息業(yè)務(wù)（SMS）作為GSM的一種增值服務(wù)，在遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，基于GSM短消息的遠(yuǎn)程家電控制系統(tǒng)，克服了電話遠(yuǎn)程家電控制系統(tǒng)電話費(fèi)用高，控制時(shí)間長等的缺點(diǎn)，具有良好可擴(kuò)展性和實(shí)用價(jià)值。
近年來，短消息業(yè)務(wù)（SMS）作為GSM的一種增值服務(wù)，隨著GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的不斷擴(kuò)大，得到了迅速發(fā)展，它具有傳輸速度快，費(fèi)用低，不占用語音通信通道等優(yōu)點(diǎn)，因而在遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，如：基于GSM和GPS的車輛跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)，基于GSM的遠(yuǎn)程LED信息發(fā)布系統(tǒng)等，筆者結(jié)合具體項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了一套基于GSM短消息的遠(yuǎn)程家電控制系統(tǒng)，克服了電話遠(yuǎn)程家電控制系統(tǒng)電話費(fèi)用高，控制時(shí)間長等缺點(diǎn)，取得了較好的效果。
系統(tǒng)組成
系統(tǒng)組成如圖1所示：由GSM模塊TC35、單片機(jī)89C52、驅(qū)動三極管9013及固態(tài)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音等的傳輸，短信息服務(wù)SMS和傳真，可以工作在GSM 900kHz和1800kHz兩個(gè)頻段，RS232數(shù)據(jù)口符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的AT 命令接口，為數(shù)據(jù)、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(yīng)用開發(fā)及設(shè)計(jì)。
TC35的構(gòu)成框圖如圖2所示，從功能上看主要由四部分構(gòu)成，GSM基帶處理器、GSM射頻部分、電源部分和FLASH存儲器構(gòu)成。GSM基帶處理器是整個(gè)模塊的核心，它由一個(gè)C166CPU和一個(gè)DSP處理器內(nèi)核控制模塊內(nèi)各種信號的傳輸、轉(zhuǎn)換、放大等處理過程。射頻天線部分主要實(shí)現(xiàn)信號的調(diào)制與解調(diào)，實(shí)現(xiàn)外部射頻信號與內(nèi)部基帶處理器之間的信號轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)輸入輸出、SIM卡音頻接口和控制等的接口。
MCU
單片機(jī)作為主控單元，在系統(tǒng)中起著核心作用，本系統(tǒng)選用ATMEL公司的AT89C52，它是一款低功耗、高性能的單片機(jī)，內(nèi)部有8K字節(jié)的FLASH MEMORY，該芯片運(yùn)用了ATMEL公司先進(jìn)的高密度非易失性存儲技術(shù)，具有與51系列單片機(jī)完全兼容的指令集和引腳輸出，89C52內(nèi)部有256字節(jié)的RAM，32根可編程I/O口線，3個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，6個(gè)兩級中斷源，1個(gè)全雙工的串行口。
固態(tài)繼電器SSR
繼電器是本系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，選用JGX-50F型固態(tài)繼電器，它是采用固體半導(dǎo)體元件組裝而成的一種新穎的無觸點(diǎn)開關(guān)，具有開關(guān)速度快、工作頻率高、使用壽命長、噪聲低和動作快等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。JGX-50F型繼電器輸入電流為5-40mA，關(guān)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(xiàng)目的要求。
硬件設(shè)計(jì)
GSM與MCU接口電路設(shè)計(jì)
單片機(jī)通過P1.0和P1.1控制TC35的開關(guān)機(jī)、復(fù)位等，通過串口與TC35進(jìn)行數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)位，1位停止位。圖3顯示了單片機(jī)和TC35接口的關(guān)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(jìn)行邏輯轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)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(zhuǎn)換。
2)系統(tǒng)加電后，為使TC35進(jìn)入工作狀態(tài)，必須給IGT加一延時(shí)大于100ms的低脈沖，電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過1ms。啟動后，IGT應(yīng)保持高電平(3.3V)。驅(qū)動IGT時(shí)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(shè)計(jì)
單片機(jī)與固態(tài)繼電器的接口如圖4所示，由于單片機(jī)的灌電流僅為20mA，不足以驅(qū)動繼電器，同時(shí)也為提高其驅(qū)動能力和抗干擾能力，系統(tǒng)增加了驅(qū)動電路，由三極管T與電阻R組成的放大電路構(gòu)成，二極管D構(gòu)成泄放回路，用以在系統(tǒng)斷電時(shí)迅速將繼電器自感電動勢迅速拉低，起到保護(hù)作用。
軟件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)工作原理
MCU對GSM模塊控制的實(shí)現(xiàn)
TC35模塊采用AT賀氏指令，單片機(jī)可以通過正確的AT指令對TC35模塊進(jìn)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(jī)生產(chǎn)廠家提供驅(qū)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(tǒng)使用PDU模式進(jìn)行短消息接收。系統(tǒng)上電以后首先對TC35進(jìn)行初始化，內(nèi)容主要包括：
1)設(shè)置短消息中心號碼AT+CSCA=“+8613010761500”<CR>。(該號碼因地區(qū)不同而設(shè)置不同)。
2)設(shè)置短消息格式AT+CMGF=0<CR> (0代表PDU格式)。
3)設(shè)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(shè)置短信到達(dá)通知AT+CNMI=1，1，0，0，1<CR>。此命令可使模塊在短消息到達(dá)后向單片機(jī)發(fā)送指?lt;CR>+CMTI：“SM”，INDEX(信息存儲位置)<CR>。
另外，在系統(tǒng)操作過程中還用到了讀取短消息指令A(yù)T+CMGR=INDEX<CR>及刪除短消息指令A(yù)T+CMGD=INDEX<CR>及SIM卡狀態(tài)查詢命令A(yù)T^SCKS。
系統(tǒng)工作原理
系統(tǒng)上電以后，首先由單片機(jī)控制IGT啟動TC35，然后用AT^SCKS?查詢SIM卡狀態(tài)，若SIM卡正確安裝，則模塊返回指令^SCKS:<1>，<1>OK，再由單片機(jī)控制TC35完成模塊的初始化，單片機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。當(dāng)有新短消息到達(dá)時(shí)，由TC35模塊向單片機(jī)發(fā)送指令將其喚醒，單片機(jī)讀取短信內(nèi)容，并對其進(jìn)行解碼，并根據(jù)短信內(nèi)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(guān)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(fù)上述過程。
結(jié)束語
本設(shè)計(jì)方案充分借助于GSM網(wǎng)絡(luò)的短消息業(yè)務(wù)，為遠(yuǎn)程家電的控制提供了一種靈活、方便的方法，具有良好可擴(kuò)展性和實(shí)用價(jià)值。 | 
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