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1、 JISHOUUNIVERSITY本科生毕业设计题 目：作 者：学 号：所属学院：专业年级：指导教师：职 称：完成时间：201x年y月z日吉首大学教务处制基于SMS的空调远程监管系统设计尹显文（吉首大学物理与机电工程学院，湖南 吉首 416000）摘 要随着空调的普及，很多企业的办公室基本上都配备了一台空调。对于大型企业而言，数目众多的空调不仅造成管理上的困难，而且浪费用电现象严重。本设计基于GSM模块和单片机，结合MBUS总线通信，构建了一个空调远程监管系统。系统包括三部分：PC集中控制端、GSM/MBUS转换器和空调节能监控器。系统既能远程控制各办公室空调的开断、设置开关空调温度，还能采集
2、各办公室用电量、室温等信息。本设计利用GSM网络覆盖范围广、MBUS挂载设备数量多等特点，使系统结构简单、工作性能可靠，适用于地域上分散，但办公点局部集中的学校、企业、事业单位。关键词：51单片机；TC35；GSM通信；MBUS总线；远程监管系统The Air Conditioner Remote Monitoring System DesignBased on SMSYin Xianwen(College of Physics Science and Information Engineering,Jishou University,Jishou,Hunan 416000)AbstractW
3、ith the popularity of air conditioner, a lot of office basically equipped with an air conditioner. For large enterprises, a large number of air conditioner not only cause manage difficulties but also serious waste of electricity. The design is based on the GSM module and microcontroller, combined wi
4、th MBUS communication, build an air conditioner remote monitoring system. The system consists of three parts: PC Centralized Control Terminal, GSM / MBUS Converter and Air Conditioner Energy Monitor. The system can remote control office air conditioners power on or off, set switch temperature, also
5、can gather the information of each offices electricity consumption and room temperature. This design uses the features of GSM network covering a wide range，MBUS accommodate large number of devices，Makes the system has simple structure, reliable performance.The system is suitable for those geographic
6、ally dispersed, but office point local concentrated cases ,such as schools, enterprises and business units.Key words：51 MCU；TC35；GSM Communication；MBUS；Remote Monitoring System目录第一章 绪 论 1.1 系统背景 1.2 系统概述 11.3 功能指标 第二章 概要设（总体印象，结构）计理论基础2.1 STC12C5A60S2单片机简介2.2 SIEMENS TC35 GSM模块简介2.3 DS18B20温度传感器简介2.
7、4 555定时器简介2.5 RS485总线简介2.6 AT指令简介2.7 MBUS协议简介2.8 红外遥控简介 2.8.1 NEC标准遥控码特征第三章 硬件电路设计3.1 PC集中控制端硬件框图 3.2 STC12C5A60S2单片机最小系统3.3 GSM/MBUS转换器电路图 3.3.1 GSM/MBUS转换器硬件框图3.3.2 GSM/MBUS转换器电源电路 3.3.3 GSM/MBUS转换器MBUS收发电路3.4 空调节能监控器电路图3.4.1空调节能监控器硬件框图3.4.2 空调节能监控器电源电路 3.4.3 空调节能监控器RS-485接口电路 3.4.4 空调节能监控器MBUS收发电
8、路 3.4.5 空调节能监控器红外发射电路 3.4.6 空调节能监控器继电器电路第四章 软件设计4.1 通信协议 4.2 GSM/MBUS转换器程序流程图 4.3 空调节能监控器程序流程图第五章 系统测试第六章 总结参考文献附录A GSM/MBUS转换器原理图附录B 空调节能监控器原理图 附录C 空调节能监控器PCB图附录D GSM/MBUS转换器程序清单附录E 空调节能监控器程序清单(章左起书写、黑体，小四。逐级标题右缩进1个汉字的距离，宋体，小四。文字与章号或节号间空一个汉字的距离)12第一章绪 论1.1系统背景在微电子技术的高速发展的今天，微型单片机在远程监控方面的应用越来越广泛。随着可
9、持续发展观和节能减排理念的提出，人们的节能意识也越来越强。然而对于很多大型事业单位而言，数目众多又缺乏统一管理的办公室空调造成了极大的电能浪费。此时，利用单片机和GSM设计一个基于SMS的空调远程监管系统就能很好地解决上述问题。1.2系统概述本系统以STC12C5A60S2单片机为核心控制器，结合SIEMENS TC35 GSM模块和MBUS总线，实现对空调的远程监管。为实现设计的要求，本系统还设计了温度采集、红外发射、485通信接口等外围电路。系统自上而下由三部分组成：PC集中控制端、GSM/MBUS转换器和空调节能监控器。系统总体结构如图1.1所示。图1.1系统总体结构图监控室由一台PC机
10、和一个GSM模块组成，它们之间通过RS-232串口线或USB转串口线连接。被监控区指的是一栋相对独立的楼宇和楼宇房间内的空调设备。房间（被监控单元）内的市电220V/380V电源首先连接到电能表，再连接到本系统的空调节能控制器，然后连接空调。控制信号通过空调节能控制器的MBUS接口连接到GSM/MBUS转换器的MBUS总线，多个房间的空调节能控制器均连接到此MBUS总线。空调节能控制器通过RS-485接口获取电能表数据。空调节能监控器的红外遥控接口用于发送控制空调的红外码。系统的工作过程如下：监控室PC机上安装的应用程序按事先约好的通信协议发送文本方式的短信，被监控区的GSM/MBUS转换器接
11、收到此短信后，对短信进行分析，转换为相应的二进制数据包，再通过MBUS总线发送出去，总线上的空调节能监控器接收到此数据包后，进行包完整性、正确性判断，再获取包中的地址、指令、数据项，只有地址匹配的空调节能监控器才回复此数据包，回复的数据包在GSM/MBUS转换器中进行转换，以文本方式的短信发送出去，监控室PC机的应用程序解析接收到的短信，并存储到数据库中，从而实现被监控区空调节能监控器的工作状态查询、开关状态查询和控制、能耗查询等功能。1.3功能指标系统要能在长时间不断电的状态下实现对被监控区全局开关空调和独立开关指定空调的功能；一个GSM/MBUS转换器要求至少能控制100台空调，并且通信距
12、离不能低于500米；系统采集到的电量精度为0.1度，室温精度为0.1；系统要求具有冬夏模式，并能自由设定开关空调的条件温度。第二章 设计理论基础2.1STC12C5A60S2单片机简介STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟、机器周期的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成EEPROM,看门狗，MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换。工作频率范围为0 - 35MHz，相当于普通8051的 0420MHz；用户应用程序空间最多可达62K字节；片上集成1280字节RAM；通用I/O
13、口多达44个，可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏，每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过55mA；4个16位定时器；STC12C5A60S2系列有双串口，后缀有S2标志的才有双串口。图2.1为STC12C5A60S2系列单片机管脚图。图2.1STC12C5A60S2系列单片机管脚图2.2SIEMENS TC35 GSM模块简介西门子公司的TC35是一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块。在GSM网络日臻完善的今天，TC35秉承了西门子一贯的优秀品质，它易于集成，用户可以在较短的时间内花费较少的成本开发出新颖的产品。在远程监控
14、和无线公话以及无线POS终端等领域TC35无线模块发挥较大作用。TC35自带RS232通讯接口,可以方便地与PC机、单片机联机通讯。可以快速、安全、可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(Short Message Service)和传真。TC35模块的工作电压为3.35.5V,可以工作在900MHz和1800MHz两个频段,所在频段功耗分别为2w和1w。TC35模块有AT命令集接口,支持文本和PDU模式的短消息。TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成，内部功能框图如图2.2所示。作为TC35的核心,基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。图2.2TC35内部功能框图2.3 DS18B20温度传感器简介DS18B20是美国DALLAS
