基于TC-35的智能家居遠(yuǎn)程遙感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-科技論文發(fā)表

摘要：本文主要介紹運(yùn)用AVR單片機(jī)以C語言來開發(fā)一套以無線模塊（內(nèi)部含有DS18B20測溫模塊）為溫度監(jiān)控器觸發(fā)主控芯片控制短信息收發(fā)報(bào)警執(zhí)行短信指定功能的智能家居系統(tǒng)，并給出了短信息發(fā)送系統(tǒng)的軟、硬件及設(shè)計(jì)過程，以及當(dāng)前無線控制的發(fā)展趨勢(shì)，與目前無線通信的緊密連接。該系統(tǒng)基于GSM 原理利用手機(jī)通信的遠(yuǎn)程信息檢視系統(tǒng)．該系統(tǒng)利用了手機(jī)短信的遠(yuǎn)距離收發(fā)與單片機(jī)的有效結(jié)合，最大特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)安全遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)控，并記錄監(jiān)控結(jié)果，由于利用了TC35模塊，所以硬件相對(duì)簡單，主要有無線模塊、PC機(jī)、TC35模塊、AVR單片機(jī)以及它們之間的串行接口，并進(jìn)行編程來控制。PC機(jī)與TC35模塊之間的通信協(xié)議采GSM通用通信協(xié)議，利用MSCOMM控件實(shí)現(xiàn)兩者之間的通信，AVR單片機(jī)部分采用了無線模塊，使檢測和檢控在不同的地點(diǎn)，確保全面檢測。并且可以接收到

關(guān)鍵詞：C語言  DS18B20測溫模塊  AVR單片機(jī)  串口通信  短信息收發(fā) TC35模塊  GSM  MSCOMM控件  無線模塊
 
1 緒論
（1） 無線MODEM的現(xiàn)狀及應(yīng)用領(lǐng)域
隨著計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控已成為各種重要現(xiàn)場監(jiān)控的必要技術(shù)手段，對(duì)于遠(yuǎn)程監(jiān)控使用無線遠(yuǎn)程監(jiān)控已經(jīng)成為控制領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。GSM網(wǎng)絡(luò)由于其覆蓋范圍廣、信號(hào)較穩(wěn)定、無同頻干擾、保密性好、可處理大量的短消息、數(shù)據(jù)和傳真?zhèn)魉偷葮I(yè)務(wù)功能，而GSM短消息具有隨時(shí)在線（Always Online）﹑不需撥號(hào)﹑價(jià)格便宜﹑覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，特別適合于需傳送小流量數(shù)據(jù)的應(yīng)用，而，廣泛應(yīng)用于油田、氣象、港監(jiān)、水網(wǎng)水文、環(huán)保監(jiān)測、車輛船舶、移動(dòng)作業(yè)等場所。以往這些領(lǐng)域往往采用集群通訊﹑CDPD網(wǎng)或有線MODEM來進(jìn)行通訊，但這些技術(shù)大多存在通訊范圍有限﹑費(fèi)用高﹑每次通訊需先撥號(hào)等缺點(diǎn)。使用無線MODEM，這些問題便迎刃而解。
（2）無線MODEM的發(fā)展趨勢(shì)
隨著無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，許多從來沒有的應(yīng)用從理想變成了現(xiàn)實(shí)，如車輛導(dǎo)航﹑遠(yuǎn)程監(jiān)控﹑無線上網(wǎng)﹑無線POS﹑物流控制、社區(qū)安防等，越來越多的設(shè)備開始要求具備無線通訊能力。
2 無線MODEM設(shè)計(jì)的方案
（1）無線MODEM硬件電路的總體思路
此次設(shè)計(jì)研究的是——無線MODEM工作原理與工程實(shí)現(xiàn)短信息收發(fā)功能的信息系統(tǒng)，此設(shè)計(jì)硬件電路：基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。基本原理：采用TC35模塊與單片機(jī)通過串口進(jìn)行連接，再串口使PC機(jī)與單片機(jī)進(jìn)行通信。其系統(tǒng)原理框圖如圖2-1所示。
 
圖2-1 系統(tǒng)原理框圖
（2）無線MODEM設(shè)計(jì)軟件工程實(shí)現(xiàn)的總體思路
整個(gè)軟件系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。C語言系列是E－TECH717E的AT指令控制數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。發(fā)送流程圖如圖2-2所示。
 
圖2-2 發(fā)送流程圖
接收短信息流程圖如圖2-3所示。
 
圖2-3 接收系統(tǒng)流程圖
整個(gè)信息接收系統(tǒng)是基于MSComm控件，利用收發(fā)AT指令進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，具體的實(shí)現(xiàn)是通過編碼和解碼的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)來實(shí)現(xiàn)。
3.短信通信服務(wù)
（1）短信中心服務(wù)
GSM(Global System for Mobile Communication)網(wǎng)絡(luò)除了提供話音服務(wù)外，還提供面向字符的短信服務(wù)(SMS，Short Message Service)。SMS占用信道的時(shí)間短、費(fèi)用小，可使得兩個(gè)GSM用戶方便地進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。由于因特網(wǎng)開發(fā)的時(shí)間較長，而且已經(jīng)具有大量的支持軟件，并形成了豐富的資源，因此目前眾多的短信服務(wù)廠商幾乎都與國際因特網(wǎng)相結(jié)合而形成統(tǒng)一的短信服務(wù)中心。如圖3-1是中國移動(dòng)通信集團(tuán)短信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。
 
圖3-1 中國移動(dòng)通信短信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)
（2）基于串行口的單機(jī)短信通信
GSM/GPRS/CDMA是目前商業(yè)化的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，屬于2.5G通信產(chǎn)品，都提供標(biāo)準(zhǔn)的短信服務(wù)。但由于其短信中心服務(wù)只授權(quán)給運(yùn)營商，科研單位要想開展基于短信的應(yīng)用研究，目前只能通過移動(dòng)設(shè)備提供的與PC串行通信口來實(shí)現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)和原理如圖3-2所示。
 
圖3-2 通信結(jié)構(gòu)原理圖
(3) 基于串行口的短信通信
通過短信可實(shí)現(xiàn)有限字符的通信，也可實(shí)現(xiàn)用戶與因特網(wǎng)服務(wù)器之間的有限字符傳送。利用這一特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)用戶通過無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)之間的通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的目的。這樣的控制不受時(shí)間、地點(diǎn)和場所的限制。
4基于短信息的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)
 
圖3-3 基于短信的油田控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
 最終達(dá)到的結(jié)果 
本次設(shè)計(jì)成功的運(yùn)用AVR單片機(jī)以C語言來開發(fā)一套以無線系統(tǒng)為溫度監(jiān)控器觸發(fā)主控芯片控制短信息收發(fā)報(bào)警功能的信息系統(tǒng)，能夠通過手機(jī)接收和發(fā)送短信。達(dá)到了預(yù)期的結(jié)果。
主要實(shí)現(xiàn)的功能如下：
（1） 能夠以無線模塊作為室內(nèi)溫度智能監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控室內(nèi)溫度。解決了有線監(jiān)控器到處拉線的麻煩，使監(jiān)控系統(tǒng)更加人性化、智能化。（無線模塊功能可任意拓展）
（2） 無線模塊可自動(dòng)檢測周圍環(huán)境溫度當(dāng)檢測值超過設(shè)定值時(shí)能夠自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)給AVR主控芯片。
（3） AVR主控芯片正常接收無線模塊發(fā)來的信號(hào)并處理。
（4） AVR主控芯片能夠與TC35模塊建立正常通信。
（5） 單片機(jī)控制TC35發(fā)送報(bào)警短信息到指定號(hào)碼。
（6） TC35接收到手機(jī)號(hào)碼傳來的指令后傳給AVR單片機(jī)。
（7） 單片機(jī)接收到指令后執(zhí)行相應(yīng)的行為。
 總結(jié)與感悟
本次設(shè)計(jì)是針對(duì)高度自動(dòng)化進(jìn)行控制系統(tǒng)的一小部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，此產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制的各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離無線控制。此次設(shè)計(jì)基本上達(dá)到了預(yù)期的目的，實(shí)現(xiàn)了其基本的功能。另外由于此次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能簡單，還有許多功能可以進(jìn)行在此基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。經(jīng)過此次設(shè)計(jì)，使我們對(duì)無線通信和無線自動(dòng)控制方面的知識(shí)有了很深的理解。
參考文獻(xiàn)
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