远程温控系统的设计实现分析

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1、-本科学年论文设计远程温控系统的设计与实现学院、系 电子信息工程学院 电子系 专业名称 电子信息科学与技术 年 级 2008 级 学生* * 雪 指导教师 李 全 虎 远程温控系统的设计与实现摘要：本文介绍基于GSM网络实现对供暖系统远程控制的方案设计。本方案以用户发出的SMS短信息为指令，在西门子TC35GSM通信模块接收到用户所发的信息后通过单片机AT89S51分析所接收到的信息，然后对执行电路做出相应的操作，由此实现对温控系统的远程控制。关键词：远程控制，GSM网络，协议转换，AT指令1、 引言目前我们国家采取暖气供暖的供热方式，虽然其覆盖*围很广但利用电加热器的供热方式依然是一种重要的

2、补充。电加热器具有能源供应快捷，温度平安，便于安装维护，无污染等优点。这些优点确实给广阔用户带来了很多方便，然而就目前市场上的电加热产品还没有支持远程操作、控制的功能。对于用户而言，不能随时随地地对电加热器进展控制会带来很多麻烦，如浪费能源或者酿成火灾。由此，远程控制系统对于用户来说是很有必要的。本文就是介绍一种基于GSM网络来实现远程控制的设计。本设计是利用西门子TC35GSM通信模块在单片机AT89S51的控制下，来实现远程控制。当通信模块收到用户发送的短消息后，通过AT89S51对消息进展分析并做出相应的控制行为，最终实现远程控制的目的。当用户需要对远程设备进展开启、关闭或其他操作时，只

3、需要对目标发送一条相应的控制命令短信即可，操作简单，使用方便。2、 系统工作原理远程温控系统主要包括TC35GSM通信模块、单片机AT89S51、温度传感器，继电器及相关电路。系统构造如图1所示。其中TC35GSM通信模块的功能是承受用户的命令短信和向用户发送反响信息。单片机AT89S51是系统的核心部件，其功能是完成对信息内容的分析并更具内容控制相关器件完成对应的操作。温度传感器是负责采集温度，将温度数据传送给单片机AT89S51使单片机做出相应操作以到达用户的温度要求。GSM网络用户手机单 片 机通信模块温度传感器继电器加热器图1 系统构造图3、 单片机控制短信收发的原理3.1串口控制 S

4、MS 的工作原理单片机与手机一般采用串行异步通信接口，具有红外和通信电缆两种连接方式，通信速度可设定，通常为19200bps。采用红外接口的优点是单片机系统与手机电气隔离，相互不干扰，接口各自独立，使用方便；缺点是通信距离较短，红外传播的方向性对接口相对位置有要求。采用电缆连接时，数据传输的可靠性较好；其主要缺点是接口的电气参数不兼容，设计不当时会对手机的通信质量产生影响。GSM的短信息业务SMSShort Message Service利用信令信道传输，这是GSM通信网所特有的。它不用拨号建立连接，把要发的信息加上目的地址发送到短信息效劳中心，经短消息效劳中心完成存储后再发送给最终的信宿。所

5、以当目的GSM终端没开机时信息不会丧失。每个短消息的信息量限制为140字节。现在市场上大多数手机均支持GSM07.05规定的AT指令集。该指令集是ETSI欧洲通信技术委员会发布的，其中包含了对SMS的控制。利用GSM手机的串行接口，单片机向手机收发一系列的AT命令，就能到达控制手机收发SMS的目的。ETSI的GSM07.05中用于SMS收发控制的主要AT命令见表1。GSM07.05Function(功能)ATE0RESETT+CSMS选择短信息效劳T+CPMS选择短信息内存T+CMGF选择短信息格式AT+CSCA短信息中心地址AT+MI短消息到达自动提示指令T+CMGR读短信息T+CMGS发送

6、短信息T+CMGL列出SIM卡中短信息T+CMSS从SIM内存中发短信息T+CMGW向SIM内存中写入待发短信息T+CMGD删除SIM内存中的短信息AT+CSCB选择蜂窝播送信息表1 主要AT指令集GSM手机通过异步通信接口实现对SMS的控制共有三种接入协议：Block Mode；基于AT命令的Te*tMode；基于AT命令的PDU Mode。PDU模式是发送或接收手机SMS信息的一种方法，短信息正文经过十六进制编码后被传送。目前，PDU Mode应用最为广泛，根本上全国所有的电信局都提供支持PDU Mode的短消息业务。有些地址则不支持Te*t Mode和Block Mode，这就限制了这两

7、种接入协议的应用，而且PDU Mode已有取代Block Mode的趋势。为了保证系统具有广泛的适用性，本文采用PDU模式收发SMS。 PDU相当于一个数据包，它由构成消息SMS的信息组成。作为一种数据单元，它必须包含源/目的地址、保护有效时间、数据格式、协议类型和正文，正文长度可达140字节，它们都以十六进制表示。PDU构造根据短消息由移动终端发起或以移动终端为目的而不同。 当由移动终端发起时，PDU的格式为：SMSCPDU类型MRDAPIDDCSVPUDLUD0-140octed当以移动终端为目的时，PDU的格式为：SMSC PDU类型 OA PID DCS SCTS UDL UD0-14

8、0octed其中，SMSC为短消息业务中心地址，DA/OA为源/目的地址，PID为协议识别，DCS为数据编码，UDL为用户数据长度，UD为用户数据，VP为有效时间，MR指明是发出信息，SCTS指明短消息到达业务中心的时间。3.2PDU格式下短信息的接收根据设置不同，手机将收到的短消息保存在缓存单元或存入SIM卡，单片机从手机中接收短消息实质上就是从SIM或缓存中读出信息。这主要利用AT+CMGR和AT+CMGL两条指令来完成，其工作过程见图2。 由于不同的厂商对AT指令集的解释代码和响应信息不一样，所以单片机首先要确认能否与手机建立起通信，一般用ATE指令完成此确认；然后用AT+CMGF指令选

9、定短消息的数据格式；在收到手机的正确答复反以AT指令完成读出功能。一般用AT+CMGL读取以前的信息，在收到手机的RING振铃数据时，用AT+CMGR读取实时信息。单片机发送和接收均为ASCII码。操作过程如下内为注释: 发送：ATE 手机答复：OK 已建立联接 发送：AT+CMGF=0 选用PDU格式 手机答复：OK 允许选择PDU格式 发送：AT+CMGL=2 列出已有的短信息 手机答复：+CMGL：1，2， 241表示信息个数，2表示未发信息，24表示信息总容量0D105F004000D208F802632184CF682D95E0DC2B36D3D170A0243106933D97A0

10、243106933D97A02451068B1983492608 OK 以上这组PDU格式的十六进制字符串，不但包含了短消息的内容，同时包含了发送者的手机、短信息中心、短消息发送时间等。下面对信息内容进展分析： 0D：短信息中心地址长度。 91：短信息中心类型，91是TON/NPI。TON/NPI遵守International/E.164标准，指在前需加+号；此外还可为其他数值，但91最常用。 5F0：SMSC 短信息所使用的效劳中心。它经过十六进制以字节为单位的上下半字节换位处理，是奇数的添F，构成一个HE*字节。 04：PDU类型，文件头字节。 0B：主叫长度。 81：主叫类型。 3179

11、133208F1：0A主叫，也经过了处理，实际为。 00：PID，为协议标识。 00：DCS短信息编码类型是GSM Default Alphabet，即由7位ASCII码移位组成8位十六进制码octet，其方法见表2。1sthe*B0A6A5A4A3A2A1A02sthe*C1C0B6B5B4B3B2B13sthe*D2D1D0C6C5C4C3C24sthe*E3E2E1E0D6D5D4D35sthe*F4F3F2F1F0E6E5E46sthe*G5G4G3G2G1G0F6F57sthe*H7H6H5H4H3H2H1G6表2 GSM Default Alphabet编码类型380:SCTS短信

12、息发送时间，02/06/08/14：00：33.08。 26：UDL经处理后的8位码octet短信息字节长度，它小于消息ASCII码的长度。 32184CF682D95E30DC2B36D3D170A0243106933D97A0243106933D97A02451068B1983492608：UD 编码后的PDU数据，短信息内容“2002/06/08/13：48ID102OKID103OK ID201FAIL。3.3 短消息的发送与接收短信息一样，发送时也要先建立联接，传送一些初始化指令，然后发送短消息内容。下面是发送一个短信息的例子，内容为：“2002/06/08/13:48 ID102O

13、K ID103OK ID201FAIL。其ASCII码为：32030322F30362F30382F31333AF4B34F4B94C20。 发送：ATE 请求建立联接 手机答复：OK 已建立联接 发送：AT+CMGF=0 选择PDU模式 手机答复：OK发送：AT+CSMS=0检测手机是否支持SMS命令 手机答复：OK 发送：AT+CMGS=52发送短信息，52 octets不包括最初9个元字节 手机答复：允许上传数据，ASCII码是$20H，$2EH发送：01305F011000B8F10000AA2632184CF682D95E30DC2B36D3D170A0243106933D97A02

14、43106933D97A02451068BA不计最初9个短消息信元字节，本短信息有52字节104个字符。AT+CMGS仅说明了SMSC信息内容的长度，在收到手机答复的符号手才发送PDU数据串，并以CTRLZ完毕。 PDU数据串的内容说明如下：08：短信息信元SMSC短信息中心的字节长度 。91：短信息中心类型，91说明中心是国际通用。5F0：短信息中心：00。11：PDU SMS发送的文件头字节。这里11指正常发送00：信息类型。这里00指让手机自动加上主叫。0B：被叫长度。 81：被叫类型。 3179133208F1：被叫。 00：协议标识。00：短信息编码类型是GSM Default Alphabet。 AA：短信息被保存的时间为4天，其计算方法依照表3。VP值短信息被保存时间长度0-143VP+15分钟144-167144167 12时+VP-14330分168-196168196 1天VP-166197-255197255 1周VP-192表3 保存时间计算方法26：PDU格式短信息编码后字节长度。 32184CF682D95E30DC2B36D3D170A0