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时间:2018-07-28
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1、基于GSM模块的智能家居系统设计作者丁明明指导教师白政民[摘要]GSM(全球移动通讯系统)在如今这个信息大爆炸的时代中扮演着重要的角色,现如今已经成为一种应用最广泛、技术成熟、相对完善的移动通讯系统。我国目前几乎已经被三大公司各自建造的GSM移动通信网覆盖全国的范围。用户可以利用手机通过GSM网络实现远程控制的作用。智能家居是一种新生产业,目前我国智能家居市场正在逐渐成形和扩大。本论文设计的智能家居系统比较简单,选用一款最常见的单片机STC89C52来控制,利用一款常见的GSM无线通信模块(西门子TC3
2、5)构建控制通信网络,通过收发短信的形式控制继电器的状态,间接地控制相应家电的状态。简而言之,就是用户可以在异地收发短信控制家用电器状态。本设计的独特之一在于用市场上常见的单片机控制GSM模块收发短信,再间接的控制继电器组成的家电控制电路;独特之二在于解决了GSM模块和单片机如何正确通信连接的问题。[关键词]智能家居;STC89C52;TC35;继电器1.设计方案和工作原理1.1设计要求(1)GSM模块能联网通信且能和PC机之间成功连接:本设计要求TC35模块插上SIM卡(2G版)能成功连接G网络,能通
3、过USB~RS-232串口线与PC机之间进行连接,并能使用AT指令进行一些基本操作如:接打电话、收发短信、读取短信、按条件列举短信、删除短信、设置短信服务中心号码、设置短信模式等。(2)GSM模块与单片机可以成功连接且能通过短信控制继电器动作:单片机STC89C52和TC35模块能通过串口线成功连接,二者可以成功的互相传输数据。单片机可以识别GSM模块所接收的信息,进而控制相应的继电器的闭合和释放,从而达到控制家用电器的功能。1.2设计方案STC89C52单片机GSM模块(TC35)控制模块(可用继电器
4、控制家电)通信RS-232串口技术标准通信图1-1总体设计框图17智能家居系统一般可以实现两种功能:家电控制功能和家庭安防功能。本设计只涉及到家电控制方面,总体电路结构比较简单。设计时选用一款最常见的单片机STC89C52来控制,利用一款常见的无线通信模块西门子TC35构建控制通信网络,通过收发短信的形式控制继电器的状态,间接地控制相应家电的状态。简而言之,就是用户可以在异地收发短信控制家用电器状态。GSM模块能将短信息内容传送给单片机,单片机通过将短信内容与内部ROM存储的程序相对比,判断决定不同编号
5、的继电器是闭合还是释放。本设计选用西门子公司旗下的一款模块TC35模块作为GSM通信模块。TC35模块可以通过自带的RS-232通信串口和单片机联络通信,RS-232是一种串口技术标准,相关的电路主要采用MAX232作为电平转换芯片,MAX232芯片能将单片机的TTL电平和TC35的CMOS电平转换到相同的RS-232电平,以便于TC35和单片机之间的通信。TC35模块和单片机之间硬件通信连接时,单片机的TXD(P3.1)引脚和RXD(P3.0)引脚传输数据时分别对应着TC35模块的RXD0和TXD0引
6、脚。但是由于二者的通信电平不同,单片机的输入、输出为TTL电平,TC35的输入、输出为CMOS电平,二者电平不能通信。因此单片机和TC35之间需要两组MAX232芯片组成的RS-232串口来将TTL和CMOS电平都转换成RS-232通信电平,再用双公头串口线把两个端口相连接,就可以实现TC35~MAX232~MAX232~MCU这样的串口通信线路。如图1-2为单片机和TC35模块通信连接框图。STC89C52MAX232TC35模块MAX232RXD0TXD0RXDTXD图1-2单片机和TC35模块通信
7、框图本设计的单片机采用了一款最常用、且便宜的单片机STC89C52作为控制中心,该单片机的P0口作为输出控制端连接着执行机构。执行机构选用原理简单、且易操作的继电器来控制家电的状态。当用户用手机向通信模块发送短信息后,通信模块会将信息内容传输个控制中心,控制中心通过对收到的短信数据判断,将相应的执行命令传输给执行机构继电器,继电器闭合会间接控制家电打开,继电器释放会间接控制家电关闭。2.硬件设计2.1单片机2.1.1STC89C52本设计选用一款STC公司生产的目前社会上最常用的STC89C52单片机作
8、为控制芯片。该单片机自带8K只读存储器,运行时功耗低、性能高。该器件采用Atmel高密度非易失存储器制造技术,兼容Intel8031指令集。该芯片使用经典的MCS-51内核,但做了很多的改进使其具备了一些新的功能。STC89C52是传统51单片机的升级版[8]。MCU在没有执行操作的状态时,允许内部寄存器、定时器和计数器、串口和中断继续工作。STC89C52自带掉电保护功能,断电后内部寄存器内容能够被保存下来,振荡器被冻结,单片机停止工作,
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