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1、 河南科技大学毕业设计（论文）- I - 基于 GSM 的单片机短消息收发系统设计摘 要本文是提出了一种基于 GSM 短消息的远程监控系统，在给出系统的总体设计的基础上，设计了系统的硬件软件，并对其应用领域作了一些探讨和研究。利 用 GSM 网络作为无线智能监控系统的信息传输平台是一种很有效的方法，其原理 相对简单，安全保密性高，网络覆盖面广，因此与传统的监控系统相比有着其相 对独特的优势。本文利用单片机与西门子的 TC35i 组成一个短信收发系统，对如 何实现远程监控进行了论述。数据的传输方式最主要是短消息方式，短消息的发 送和接收是通过 AT 指令来实现的，本文讲述了常见的 AT 指令及其
2、使用方法。 在系统的硬件设计中，对主要硬件 TC35i 和单片机 STC12C5A60S2 及其外围 电路进行了比较详细的讲述。系统硬件包括 GSM 通信单元 TC35i，经过信息处 理单元 STC12C5A60S2 单片机、数据采集系统等。系统的软件设计主要包括单片 机初始化、模块初始化、短信提取、短信指令识别，执行指令等。论文以 GSM 短消息的远程控制系统为基础，设计出了一套基于 GSM 短消息的远程监控系统， 并给出了此系统应用领域的一些探讨和研究。关 键 词：GSM 单片机 远程监控 工业控制河南科技大学毕业设计（论文）- II - THE DESIGN OF SHORT MESSA
3、GE SENDING high security and confidentiality, network coverage, thus the GSM network has its relatively unique advantages compared with the conventional control system. In this paper, using MCU and Siemens TC35i to constitute a messaging system, how to implement remote monitoring are discussed. The
4、most important way of data transmission is short message sending, short message sending and receiving is achieved through AT commands. the common AT commands and their usage are described.The hardware design of the system mainly includes hardware chip STC12C5A60S2 , TC35i and its peripheral circuits
5、 ,which are described in more detail. System hardware includes GSM communication unit TC35i, information processing unit STC12C5A60S2 MCU and data acquisition systems. System software design includes single chip initialization, module initialization, SMS extraction, SMS commands recognition and exec
6、ution directives. In this article, a remote monitoring system based on GSM SMS remote control was designed on base of the system of GSM short message remote control, and the explore and study of the system application areas are given. KEY WORDS：GSM, MCU, LONG-DISTANCE INSPECT, INDUSTRY CONTROL河南科技大学
7、毕业设计（论文）- III - 目 录绪论.1第 1 章 系统方案设计.31.1 系统总体方案设计 31.2 系统硬件的选择 .3第 2 章 系统硬件设计.52.1 单片机 STC12C5A60S2 .52.1.1 单片机 STC12C5A60S2 功能简介.52.1.2 单片机 STC12C5A60S2 引脚图.62.2 西门子 TC35i 通信模块 72.2.1 TC35I 模块介绍 .72.2.2 TC35I 模块 AT 指令92.3.1 单片机最小系统电路设计.162.3.2 单片机串口电路设计.16第 3 章 系统软件设计.183.1 系统软件总体设计 .183.2 系统软件详细设计
8、 .193.2.1 初始化系统设计.193.2.2 串口接收程序设计.193.2.3 手机号码以及短信内容提取程序设计 .203.2.4 用户命令解析程序设计.213.2.5 短信发送程序设计.22第 4 章 系统调试.234.1 系统调试方法的选择 .234.2LabVIEW 调试程序 234.3系统调试内容24结 论.25参考文献.26致 谢.27附 录.28河南科技大学毕业设计（论文）- 1 -绪论绪论目前的远程控制主要是以下几种方式：短距离长线控制；通过市话网；通过 Internet 网络；通过自组网络(CDPD 网)14；通过数传电台方式。短距离长线控制与通过自组网络(CDPD 网)
9、首先要自行建设通信网络，建网初期投资比较巨大，运营期间自主维护耗费人力物力也较大，信号质量得到了保证，效果好，相对运营费用高；通过市话网和 Internet 方式以现有的网络为主要依托，无需自行组建通信网络，但是由于市话网和 Internet 难以达到工业现场覆盖面，接入网络受到限制，局限性相对大，网络运行效果取决于网络运营商，线路安全不能得到保证，其通信效果较好，信号量相对大，运营费用相对低廉；数传电台出现比较早，应用很广泛，是一种比较不错的无线数传方式，但是建网初期投资相对巨大，数传电台的传输范围有限，而且更加容易受到空间无线信号的干扰，信号不能得到保障，但数传电台信号传输实时性好，运行费
10、用低廉。远程控制系统应用非常广泛，遍及了国民经济的很多领域，而目前这些控制系统无论从成本、可靠性、稳定性、使用方便性、还是维护的难易程度等很多方面都不能最大限度的让人满意。因此本文把 GSM 网络引入到远程控制系统中，提出了基于 GSM 短消息的远程控制报警系统。GSM 网络是现在基于时分多址技术的移动通信体制中最成熟完善的、覆盖面最广的、功能最强的、用户最多的移动通信网络，GSM 短消息业务不再需要建立拨号连接，只需要把待发的消息加上目的地址发送到短消息中心，再把短消息中心转发成最终目标。运用 GSM 短消息实现远程控制可靠性高、信号传播距离比较远、覆盖面积广，而且可以节省建网初期的巨额投资
11、，运营期间不需维护网络，运行费用低。由于工作年限、环境要求等因素，目前，GSM模块依然在广泛的工业应用领域使用，在各行各业都能看到GSM模块应用的产品。例如，在车载监控领域，使用GSM模块将车辆行驶的GPS数据传输回车辆管理中心；在电力、水务系统，通过GSM模块实现了远程智能抄表，可以实时监控用户的用电和用水量；在测绘行业，为很多偏僻的测绘点安装了GSM模块实现了实时的监控，不必再人工收集数据；在家庭，可以安装无线报警系统，一旦发生火情或盗窃行为，可以立即通知户主和报警；在国外，很多老人小孩带了个人跟踪器，防止老人和小孩走失或意河南科技大学毕业设计（论文）- 2 -外发生，里面也是集成了GSM
12、模块。可以说，随着GSM的网络建设的完善，GSM模块的应用范围也越来越广。本文就GSM的工业应用前景，在GSM模块的基础上，对采用单片机搭建的GSM的远程监控系统中采集节点部分进行详细设计和论述，旨在对GSM的工业应用进行初步探索，这无疑对于GSM在教学中和工程上的应用有着特别重要的意义。现在工农业的生产中，远程监控有着广泛的应用。进行远程监控有以下几种方式：使用无线电收发设备；利用有线电话网络，使用电话线路，以双音多频（CDTMF）信号为载体传送简单命令和数据；利用计算机，借助Internet传送数据及命令；借助PLMN（公用陆地移动网）的SMS（短信）服务平台或GPRS（通用分组无线业务）
13、15的数据业务功能传送数据或命令。 然而无论哪一种传输技术，对于用户来讲，最基本的要求即是要方便、快捷、安全、可靠。有线传输方式，可以通过架设专线、利用公共数据网等途经来实现，但是在很多场合下，有线方式受到了架线环境、传输距离等条件限制。无线方式实现方式也很多，比如可以通过自建无线发射接收系统，如短波、超短波电台、架设微波线路等，但是这种方式容易受到地形地貌的影响以及频率资源的限制，架设成本高、系统的架设和维护工作繁重，在业务量小、用户数量大、位置分散等应用场合中也受到很大限制。目前主流的基于GSM远程监控系统之一，盈科互动出产的CWT5011 GSM RTU 短信报警控制器，内嵌实时操作系统
14、，集远程I/O控制和数据传输以及报警功能为一体，具有8路开关量信号输入，8路开关信号输出（可驱动继电器）4路AD采样接口和1个用来远程数据通讯的RS-232接口，输入信号异常报警内容可由用户自定义。可监视测量以及控制安装在远程现场的传感器和设备。具有Speak及MIC接口实现喊话及监听功能，内置温度传感器（可选） ，内置后备电源（可选），内置报警蜂鸣器（可选） ，支持电话振铃控制输出功能 ，支持通过短信进行远程控制，支持每日定时短信报告设备状态，支持10个报警号码，支持电话振铃报警 ，支持报警输出联动功能，支持定时输出及定时布撤防功能，持串口配置，配有专用的配置软件，双重看门狗技术，保证设备免
15、维护稳定运行，可支持通过短信息对所有的参数进行远程配置。河南科技大学毕业设计（论文）- 3 -第第 1 章章 系统方案设计系统方案设计1.1 系统总体方案设计图 2-1 体统总体设计方案图系统由温度光照传感器、信号调理电路、开关、指示灯、STC12C5A60S2 单片机、西门子 TC35i 通信模块以及用户手机组成。单片机对光照和温度等的模拟量和开关量进行采集，经过处理，根据用户手机通过 GSM 公网发送的短消息中包含的命令，把用户需要的信息以短消息的模式发送给用户，从而实现远程监控。本系统适合在远距离场所或者危险场所的状态监控。1.2 系统硬件的选择传感器及信号调理部分，由于温度变化及光照的
16、强度变化缓慢，本系统设计时采用电位器进行调试；开关量输入采用开关输入；开关量输出采用发光二极管显示；控制器选用 STC12C5A60S2，该单片机具有 8 路 10 位 AD，双串口，该单片机有 1024 字节的扩展 RAM，因此可满足收发短信以及解析字符串所需要的内存空间，同时，该单片机采用了不分频执行机器周期，同晶振频率下，运行速度河南科技大学毕业设计（论文）- 4 -是普通 51 单片机的 12 倍；GSM 模块选用西门子的 TC35i 模块，该模块可以自动适应串口波特率，可不用进行初始化设置，就可进行在常用波特率下的串口通信3。河南科技大学毕业设计（论文）- 5 -第第 2 章章 系统硬件设计系统硬件设计2.1 单片机 STC12C5A60S22.1.1 单片机 STC12C5A60S2 功能简介1.增强型 8051CPU，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统 8051 2.工作电压：STC12C5A60S2 系列工作电压： 5.5V - 3.5V（5V 单片机） 3.工作频率范围：035
