基于短信控制的设施农业自动卷毡的软件设计【开题报告+文献综述+毕业论文】

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38本科毕业论文系列开题报告电子信息工程基于短信控制的设施农业自动卷毡系统的软件设计一、课题研究意义及现状在传统的无线检测与控制系统中，几乎都是利用电台来完成数据和控制指令的发送与接收。由于数传电台自身固有的弱点如传输距离短(最多30～50km)、调试与维护复杂、运营费用高、频道资源短缺、长期运行的稳定性、可靠性、通用性不能保证等等，制约了无线测控系统在工程中的应用范围和应用的灵活性。因此，目前的监控系统中，普遍面临着监控范围难以满足要求、信号传送和处理要求高、造价昂贵等诸多困难[7]。然而手机短信远程监控技术出现，对于偏僻地区、远距离、大范围一类的越界报警得以实现。SMS是短消息服务(ShortMessageService)的简称，是通过手机发送和接收有限长度的文本信息的功能。历史上第一条短消息是1992年在英国通过沃达丰(Vodafone)公司的GSM网络从一台PC发送到一部手机上的。手机短信远程监控技术是控制技术与现代通信技术结合实现系统远程监控的一种便捷、有效的方式。它借助手机短信无线通信形式完成短信报警、远程数据传输、超远程工业设备遥控等任务，无需线路铺设，因而不受作业现场条件限制，可广泛应用于工业控制、据传输和系统环境如温度、压力等物理量的监测。借助手机短信远程监控技术已经是比较普遍的远程监控，目前手机控制应用于各种工程中。手机短信远程监控技术是实现系统远程监控的一种便捷、有效的方式，该技术应用尚处于起步阶段，市场前景广阔。现在农业上很多时候采用大棚来种植农作物，然而到了晚上大棚的开与关相对来说比较麻烦。然而应用手机短信远程控制技术则能够很方便的控制大棚的自动卷毡。所以，用短信控制大棚的自动卷毡是一种不错的方法。二、课题研究的主要内容和预期目标主要内容：1、学习了解短信控制系统设计的基本原理及方法。2、了解并掌握短信控制在设施农业中的应用方法。3、以硬件原理工作图进行软件设计，并对系统进行仿真实现。 38预期目标：1、需要设计能够控制终端设备的GPRS的通信参数，根据不同的数据类型，按照协议，生成不同格式的短信，发送到控制中心；2、根据协议解析控制仪上传的数据按照协议，通过发送不同内容的短信来控制终端的工作状态。3、终端由标准的GPRS模块和单片机构成，单片机通过串口发送AT指令控制GPRS模块，完成参数的设置。三、课题研究的方法及措施该课题研究的短信控制的过程如下图所示YNYN开始建立通信连接指令SIM回答选择控制号码发送/接收SMS手机回答结束短信手机GPRS网络GPRS模块单片机控制终端一、研究用短信通过手机来远程控制的过程。二、了解硬件原理图的设计。三、掌握单片机系统内的编程设计，概括出流程图。如右图所示。四、采用c语言的编程，使得单片机通过GPRS网络接收数据后将数据发送到控制终端进行操作。在编写程序时，学习短信数据的处理所要用到的函数。四、课题研究进度计划2010/2011第一学期第8周至第9周：分析任务，收集资料;2010/2011第一学期第10周至第12周：完成资料的搜集，文献综述，外文翻译;2010/2011第一学期第13周至第14周：修改文献综述和外文翻译并上交，完成开题报告并做好开题答辩的PPT;2010/2011第一学期第15周至第18周：系统软件框图设计，撰写设计报告与论文;2010/2011第二学期第1周至第4周：软件调试并完善论文; 382010/2011第二学期第1周至第4周：系统软硬件联合调试，并上交与论文有关的所有材料并准备论文答辩的PPT。五、参考文献［1］王泽贤.手机短消息在图书馆的应用及其实现的关键技术[J].现代情报,2004年8月第8期:198～200.[2]曹军.基于SMS的远程系统在汽车防盗中的应用[D].合肥工业大学硕士学位论文,2008.03.01.[3]朱文进,林斌,曹向群.基于短信业务的激光越境监控系统的设计与实现[J].-控制工程2008,15(5):39～40.[4]李健,洪岩,基于Webservice的短信发送平台的设计与实现[J].信息技术与信息化,2010年第2期:43～44.[5]刘慧,张军.基于Internet的移动短信互通设计方案[D].北京航空航天大学,2007,43（31:6～7.[6]娄辉,黄海.远程测控中GSMModem短信开发[J].电子器件,2006年3月第29卷第1期:235～236.[7]朱文进.基于短信业务的激光越境监控系统的设计与实现[D].浙江大学硕士学位论文,2006.11.01:2～3.[8]霍志璞,王兰忠,尚艳丽.手机短信远程监控系统的应用[J].机电一体化,2006年01期:63～64.[9]C.Peersman,S.Cvetkovic,P.Griffiths.theGlobalSystemformobileCommunicationsShortMessageService[J].PersonalCommunications,2000,7(3):15～23. 38毕业论文文献综述电子信息工程短信控制技术研究摘要：借助手机短信远程监控技术已经是比较普遍的远程监控，目前手机控制应用于各种工程中。手机短信远程监控技术是实现系统远程监控的一种便捷、有效的方式，该技术应用尚处于起步阶段，市场前景广阔。对短信控制技术的研究也会一步一步的提高。关键字：远程监控，手机短信，技术研究一、短信控制的概述SMS是短消息服务(ShortMessageService)的简称，是通过手机发送和接收有限长度的文本信息的功能。历史上第一条短消息是1992年在英国通过沃达丰(Vodafone)公司的GSM网络从一台PC发送到一部手机上的。手机短信远程监控技术[1]是控制技术与现代通信技术结合实现系统远程监控的一种便捷、有效的方式。它借助手机短信无线通信形式完成短信报警、远程数据传输、超远程工业设备遥控等任务，无需线路铺设，因而不受作业现场条件限制，可广泛应用于工业控制、据传输和系统环境如温度、压力等物理量的监测。目前，该技术应用尚处于起步阶段，市场前景广阔。现在农业上很多时候采用大棚来种植农作物，然而到了晚上大棚的开与关相对来说比较麻烦。然而应用手机短信远程控制技术则能够很方便的控制大棚的自动卷毡。所以，用短信控制大棚的自动卷毡是一种不错的方法。二、短信控制的研究现状在传统的无线检测与控制系统中，几乎都是利用电台来完成数据和控制指令的发送与接收。由于数传电台自身固有的弱点如传输距离短(最多30～50km)、调试与维护复杂、运营费用高、频道资源短缺、长期运行的稳定性、可靠性、通用性不能保证等等，制约了无线测控系统在工程中的应用范围和应用的灵活性。因此，目前的监控系统中，普遍面临着监控范围难以满足要求、信号传送和处理要求高、造价昂贵等诸多困难[2]。然而手机短信远程监控技术出现，对于偏僻地区、远距离、大范围一类的越界报警得以实现。当前该技术市场前景广阔。三、PC上实现手机短信收发技术(1)直接接入运营商短信网关， 38这种方法的实现不需要附加新的硬件，短消息服务前置机通过DDN或X.25,经路由器与短消息应用服务提供商的短消息系统通讯。该投入比较大，适合于大型通信开发，如向移动、电信等公司申请，使用起来比较方便，但费用较高。图1一般短信互通模式(2)通过一些网站上提供的短信发送功能来实现，如腾迅、网易等都提供这方面的服务，这种方法实现起来比较简单，所需资源较少，但缺点是需要Internet环境。[3]图2基于网络的手机短信互通方式(3)用GSMMODEM技术实现PC对手机收发信息，这是目前比较适合于小项目开发的一种方法，需要配置硬件GSMMODEM。图3手机与PC短信互通结构图四、短信控制（一）、短信控制途径[8] 38对短消息的控制供有三种实现途径：最初的Block模式，基于AT命令的Text模式，基于AT命令的PDU模式。使用Block模式需要手机生产厂家提供驱动支持，目前，PDU模式已取代Block模式；TextMode是纯文本方式，可使用不同的字符集，从技术上说也可用于发送中文短消息，但国内手机基本上不支持；PDUMode被所有手机支持，可使用任何字符集，所以建议使用PDU模式。（二）、短信控制的过程1.采用了该模块支持的短信功能，利用标准的AT指令，通过串1进行控制通信，采用Intel的8052单片机控制Q2403AGSM模块，将经过8052处理过的数据用SDRAM存放，其电路结构简图,见图4[6]89C52总线串口SDROMMODEM图4电路蛄构两图2.常用AT控制指令在控制模块进行SMS通信过程中，用到一些常用的命令，根据MCU要达到的目的，通过串口将相应的命令发送到GSMModem，MCU和Modem之间的数据交换通过这些命令及Modem对命令的响应进行。表1常用AT指令[8]AT指令功能AT+CMGC发出一条短信命令AT+CMGD删除SIM卡内存的短消息AT+CMGF选择短消息信息格式AT+CMGR读短消息AT+CMGS送短消息AT+CMGW向SIM内存中写入待发的短消息AT+CMSS从SIM内存中发送短消息AT+CPMS选择短消息内存 38AT+CSCA短消息中心地址)五、总结本文吸取了其他学者的研究成果，对短信的控制进行了简单的研究。如今短信控制技术越来越普及，研究方向也很广阔。虽然现在短信技术给我们带来了很多的方便，但也还有一些不足，需要进一步的完善。希望能不断拓展短信技术，将短信控制技术运用到更多的领域参考文献[1]霍志璞,王兰忠,尚艳丽.手机短信远程监控系统的应用[J].机电一体化,2006年01期:63～64.[2]朱文进.基于短信业务的激光越境监控系统的设计与实现[D].浙江大学硕士学位论文,2006.11.01:2～3.[3]李健,洪岩,基于Webservice的短信发送平台的设计与实现[J].信息技术与信息化,2010年第2期:43～44.[4]朱文进,林斌,曹向群.基于短信业务的激光越境监控系统的设计与实现[J].-控制工程2008,15(5):39～40..[5]刘慧,张军.基于Internet的移动短信互通设计方案[D].北京航空航天大学,2007,43（31:6～7.[6]娄辉，黄海远程测控中GSMModem短信开发[J],电子器件，2006年3月第29卷第1期：235~236[7]曹军.基于SMS的远程系统在汽车防盗中的应用[D].合肥工业大学硕士学位论文,2008.03.01.[8]王泽贤.手机短消息在图书馆的应用及其实现的关键技术[J].现代情报,2004年8月第8期:198～200.[9]C.Peersman,S.Cvetkovic,P.Griffiths.theGlobalSystemformobileCommunicationsShortMessageService[J].PersonalCommunications,2000,7(3):15～23.[10]王丽,黎英,廖育梅.利用手机短信控制多种家电及接受报警[J].昆明理工大学学报,2005年10月第30卷第5A期.[11]P.Boait.ControlingEmbeddedGeneratorsUsingSMS[J],PowerEngineer.2003,17(2):31～33. 38 38本科毕业设计（20届）基于短信控制的设施农业自动卷毡的软件设计 38摘要本文从分析无线监控领域现状和短信业务在测控领域中的应用前景出发，利用单片机控制GSM模块TC35i，设计一个利用该模块传输短信的远程越境监控系统。中心站系统主要采用了PC机与TC35i模块通信，通过串口利用AT指令控制短信收发；终端监测由标准的GSM模块和单片机构成，单片机通过串口发送AT指令控制GSM模块，采集参数和发送数据，接收监控中心的控制指令，完成参数的设置。论文还概述了GSM体系结构和单片机AT89C52对用户短信数据编码方式和AT指令的格式及使用作了较详细阐述。分析并给出了软硬件设计过程以及编程实现；重点描述了系统各部分的主要技术方案和电路设计；利用KEIL编译软件完成了简单实用的短信收发软件；借助现有的越界监控系统做了参数测试实验最后，论文总结了该设计的现实意义和应用前景，指出了设计中存在的不足和进一步工作的方向。关键词：GSM；C35i；AT89C52；AT指令；PDU编码监控系统 38AbstractAfterdescribingtheactualityaboutwirelessmonitoringandtheprospectoftheapplicationsaboutSMS(shortmessageservice)inmeasureandcontrolsystem，ControltheGSMmoduleTC35iusingSCM,Thendesignedasystemapplledtolong—distancecrossing—bordermonitoring．CenterstationbasedonPCandTC35imodule,couldtransmitorreceiveshortmessagebyCOMcommunication.TerminalmonitorconsistsofGSMmoduleandthemicrocontroller,MicrocontrollerthroughtheserialporttosendATcommandscontroltheGSMmodule,Andsendthedataacquisitionparameters,Monitoringcenterreceivesthecontrolinstruction,Completeparameterset.ThispapersummarizedtheGSMsystemandCMOSchipAT89C52．AlsothecodingprinciplesofmessagedataandATstatementsareintroducedindetail．weendeavoredtoprovideacomprehensivecircumstanceofhardwareandsoftwareandthentrytoprograming.Thecircuitriesaredepicteddetailedly.AsimplebutappliedprogramisaccomplishedusingVC++.Andanexperimentaboutamademonitoringsystemiscarriedout.Finally，thesignificanceisbriefedofthisproject,andthedeficienciesarepointedoutwhichisexpectedtobehurdledinsuccedentjob.detailedlyandthecircuitryboardofthecentersysytemisexperimented．KeyWords：GSM;TC35i;AT89C52;ATstatement;PDUcoding 38目录第一章概述-1-1.1短信控制技术的发展状况-1-1.2自动卷毡系统的发展状况-2-1.3课题的研究目标及主要工作-2-第二章短信控制自动卷毡系统的硬件设计-4-2.1自动卷毡系统的总体设计-4-2.2课题模块设计-4-2.2.1GSM模块的选择-4-2.2.2TC35i模块结构-6-2.2.3TC35i模块对外接口-7-2.3单片机的选择-9-2.4终端控制器硬件设计-9-第三章软件设计-10-3.1单片机89C52工作状态的设定-10-3.2TC35i通信软件设计-11-3.2.1主要AT命令详解-11-3.2.2PDU编码介绍-14-3.3单片机系统程序设计-15-3.4单片机控制TC35i模块发送短信程序选段-17-3.4.1控制主程序-18-3.4.2TC35i模块通信发送-18-3.4.3TC35i模块通信接收-19-3.4.4串口初始化-19-3.4.5处理子程序-20-第四章总结与展望-22-致谢-23-参考文献-24-附录1-26-附录2-27- 38第一章概述1.1短信控制技术的发展状况进入21世纪，移动通信技术以惊人的速度迅猛发展。无论是CDMA、2.5G还是3G，移动通信的发展目标都是在更好的语音通信之外，向用户提供更加丰富多彩的高速无线数据应用。移动通信技术的进步使得高速的无线数据应用成为可能。可以预见，高速的无线数据应用的发展也将使新的移动通信技术更具吸引力。随着3G网络的逐渐成熟，基于无线数据应用的各项服务展现出其独特的魅力。短消息业务(SMS)作为GSM(GlobalSystemforMobilecommunication)网络的一种基本业务，以其连接简单、费用低廉、覆盖范围广、实现方便等优点得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视，基于短消息业务的各种应用也蓬勃发展起来。短消息业务与语音及传真是GSM网络提供的主要电信业务，它通过无线控制信道进行传输，经短消息中心完成存储和转发功能，每条短消息的信息量为140bit。在短消息的可靠传递基础上，GSM专业调制解调器的出现给GSM的发展注入了新的活力，它改变了传统的以语音为主要的通信手段，使GSM网络数据通信得到广泛的应用。目前市场上提供的GSM调制解调器和模块提供了RS232标准数据接口，采用AT指令控制，符合ETSI标准GSM0707和GSM0705。基于这种技术，以GSM网络作为无线传输平台可以开发出多种应用领域。利用可编程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算数运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。”随着手机的普及，以手机为控制器，以手机短信(SMS)的形式借助GSM网络来搭建与可编程控制器的远程交互平台显得很有意义，具有易携带、实用简单方便、网络覆盖面广、资费低廉等突出优点。将手机短信(SMS)无线传输数据的优点与可编程控制器强大的控制功能相结合，建立一个基于短信控制的远程监控系统，在经济高速发展的今天将会有广阔的应用前景。本系统将可编程控制器控制与手机短信相结合，实现了手机对可编程控制器的远程控制、状态查询、信息采集及可编程控制器 38给手机的信息发送、触发报告等功能，关键是搭建了一套远程交互系统。可以根据具体情况很方便的实现功能的扩展。本系统主要有两个特点：一是利用了手机短信作为媒介，不受作业现场条件限制，可广泛应用于工业控制、据传输和系统环境如温度、压力等物理量的监测。二是搭建的是一个以单片机这一通用控制装置为基础的系统平台，控制核心技术成熟、质量安全可靠。1.2自动卷毡系统的发展状况在传统的无线检测与控制系统中，几乎都是利用电台来完成数据和控制指令的发送与接收。由于数传电台自身固有的弱点如传输距离短(最多30～50km)、调试与维护复杂、运营费用高、频道资源短缺、长期运行的稳定性、可靠性、通用性不能保证等等，制约了无线测控系统在工程中的应用范围和应用的灵活性。因此，目前的监控系统中，普遍面临着监控范围难以满足要求、信号传送和处理要求高、造价昂贵等诸多困难[1]。然而手机短信远程监控技术出现，对于偏僻地区、远距离、大范围一类的越界报警得以实现。当前该技术市场前景广阔。在标准化大棚基地里安装了一套具有传感器数据无线采集、设备控制无线联动、平台数据集中管理与控制等应用特性先进的现代化设备。将3G手机的号码编入程序，通过视频传感器点对点远程查看大棚内的视频图像，发布指令、实时指挥、调度和日后分析。在采集数据的同时，系统通过无线控制单元与原有设备对接，可远程控制大棚内的风机、天窗、遮阳布、外遮阳、水帘、灌溉等设施。不仅可根据预先的设定自动开启和关闭，亦可以由科研生产人员根据作物及棚内环境随时进行远程干预控制。1.3课题的研究目标及主要工作研究目标：由TC35i模块和PC机为核心组成中心站系统，由TC35i模块和AT89C52单片机组成监控站系统，利用GSM公网的短信息业务，实现中心站和监控站之间的远程通讯，最终开发出一套性能稳定、功能完善远程控制系统。系统模型图如图1-1所示 38N手机终端用户端无线网络SIM卡通信模块TC35iAT指令令单片机89C52串口通信信号给定信息采集单片机89C52远程控制电机端图1-1系统模型图论文分为五个部分：第一部分介绍短信技术发展状况。第二部分介绍了短信控制自动卷毡系统的硬件设计。第三部分介绍自动卷毡系统软件设计；第四部分为仿真部分；第五部分是总结与展望；课题的核心内容是系统各部分的软件分析和设计。最后对论文作了总结，指出了文中存在的不足之处。 38第二章短信控制自动卷毡系统的硬件设计2.1自动卷毡系统的总体设计终端监测系统由5l系列单片机控制GSM模块实现。GSM模块采用标准的移动通信模块(如SieIIleIlsTC35)，它支持语音AUDIO、短信SMS、传真FAX、数据DATA功能,提供标准的AT指令，也可以收发短信。单片机通过串口向GSM模块发送AT指令来控制模块的工作方式，以及读取采集的网络参数，按照设计的协议，将数据打成格式化的数据包，再交给GSM模块发送数据。每个GSM模块中有一张SIM卡，监控中心通过每个监测仪的SIM卡号，对它们进行分类管理和控制。监测仪使用130-280V的外供交流电，同时有lO小时以上的可充电后备电池。2.2课题模块设计2.2.1GSM模块的选择目前，国内常用的GSM模块有Falcom的A2D系列，Wavecome的WM02系列，西门子的TC35系列，爱立信的DMIO/DM20系列，中兴的ZXGMl8系列等，这些模块的功能、用法差别不大。其中西门子的TC35系列模块性价比很高，并且已经有国内的无线电设备入网证。所以本设计选用西门子TC35系列的TC35i。这是德国西门子(SIEMENS)公司新推出的无线模块，用来更新前期的TC35模块。功能上与TC35兼容，设计紧凑，能大大缩小用户产品的体积。TC35i与GSM2/2+兼容、双频(EGsM900/GSMl800)、RS232数据口、符合ETSI标准GSM07．07和GSM07．05，且易于升级为GPRS模块；该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口，为数据、语音、短信和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。TC35i主要特性与技术指标[1]有：(1)支持双频：GSM900/GSMl800MHZ；(2)符合ETSIGSMPhase2/Phase2+标准；(3)发射功率：2W(在Class4GSM900MHz时)、IW(在ClasslGSMl800MHz时)：(4)支持语音AUDIO、短信SMS、传真FAX、数据DATA功能； 38(5)SMS支持PDU(协议数据单元)和TEXT(文本)模式，GSM07.05标准；(6)AT命令控制，符合GSM07.07、GSM07.05、V.250标准；(7)RS232接口界面：指令和数据的双向传送(cMos电平：高电平2.65V)；(8)音频接口：模拟信号(麦克风，耳麦，免提手柄)；(9)接收灵敏度：～105dBmw；(10)可由电源或电池供电(充电电压6V、500mA：电源电压3.3-4.8V)(开机时不得低于3V)；(11)高集成度，外形尺寸：54.5mmX36rmX3.6ml；重量：9g；(12)波特率：可选波特率范围300bps～230400bps，自适应波特率1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、18400bps、57600bps、115200bps、230400bps；(13)电流消耗：休眠状态：3.5mA：空闲状态：25mA；通话状态：平均300mA，峰值2A；(14)温度范围：正常操作-20℃～+55℃，存放-30℃～+85℃；(15)SIM卡供电电压：3V/1.8V：(16)其他功能：电话薄功能、复位功能、定时器功能、软件下载功能、实时时钟。 382.2.2TC35i模块结构TC35iGSM模块耳机/2机内麦克风/2扬声器/2外接麦克风/2SIM卡/6R6232接口/8同步/1电池温度/1电源/5充电器/5地/5开机/1关机/1备用/12.9V/1天线连接器FLASH储存器GSM基带处理器RF模块芯连接ZIF40电源模块图2-1TC35i的结构框图上图主要由GSM基带处理器、射频天线RF模块、FLASH存储器和匹配电源模块四部分组成。核心部件GSM基带处理器是一个单芯片的混合信号基带IC。它的作用相当于一个协议处理器，包含了移动电话所有的模拟和数字信号处理功能，支持FR、HR和EFR语音编码。其核心部分是内部集成的C166MCU和DSP。其主要功能有：可编程PLL、串行方式的RF控制、SIM卡的读写、语音信号的A/D和D/A转换(包含基带滤波)、电池电压和温度的测量、GMSK调制、A51/A52密码单元、静态和动态电源管理、RS232控制界面等。射频天线部分主要实现信号的调制与解调，实现外部射频信号与内部基带处理器之间的信号转换。RF模块的核心是收发芯片SMARTi。它包含了外差式的接收器，上变频调制发射器，RF 38PLL和全集成的IF合成器。接收器的主要特点有：两个低噪声RF混频器用于不同的频段。可编程增益控制，IF正交解调，差分I、Q输出；发射器的主要特点有：差分I、Q输入，IF正交调制，集成中频滤波器。电源模块为处理器以及射频部分提供所需的电源，使用线性电压调整器。稳定GSM基带处理器和RF模块的工作电压。另外还提供了一路高质量的2．9V/70mA电源供外部电路使用。2.2.3TC35i模块对外接口如图3．2所示，TC35i通过40针的ZIF(ZeroInsertionForce即零插拔力插座)接口对外联系。这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。第l—14脚为电源部分，其中1—5为电源正电压输入端BATT+，提供3．3～4．8V峰值2A的直流电源：6—10为电源地GND，11、12充电引脚(5．5～8V)，13对外输出2．9V/70mR电压(供外电路使用)，14为BA丌TEMP接负温度系数的热敏电阻。第24—29为SIM卡引脚，分别为CCIN、CCRST、CCIO、CCGLK、CCVCC和CCGND。TC35i模块基带处理器集成了一个与ISO7816-3ICCard标准兼容的SIM接口。为了适合外部的SIM接口，该接口连接到主接口(ZIF连接器)。在GSMII．Ii为SIM卡预留5个引脚的基础上，TC35i在ZIF连接器上为SIM卡接口预留了6个引脚。所添加的CClN引脚用来检测SIM卡支架中是否插有SIM卡。只有当引脚置为高电平，模块才认为正确安装了SIM卡，系统方可进入正常工作。由于目前国内常用SIM卡座均只有6引脚(其中有一个引脚未定义)，而且没有用来检测SIM是否到位的第7、第8脚，所以在使用中直接将CCIN接到CCVCC。SIM卡各引脚功能如表2-1。图2-2TC35i模块对外接口 38表2-1SIM卡引脚描述信号线描述CCINSIM卡插入指示，如有卡插入，则为高电平CRST复位信号，外部需接1nf电容相连CCIO数据输入、输出端CCCLK时钟信号端CCVCC电压信号端，电压范围：2.84～2.96VCCGND接地端第33—40为语音接口用来接电话手柄。第15、30、31和32脚为控制部分，15为点火线IGT(Ignition)，可以通过软件启动模块；30为VDDLP：31为EMERGOFF紧急关机引脚；32为SYNC状态指示灯，有两种工作模式，可用AT命令AT--SSYNC进行切换，一种是指示发射状态时的功率增长情况，另一种是指示TC35i的工作状态：当未插入SIM卡或40脚的电缆没有接好或者模块正在入网时，指示灯处于闪烁状态，亮暗以600ms间隔；当模块登录网络时，指示灯亮75ms，灭3s。对TC35i模块控制，点火线IGT信号非常重要，只有正确的IGT信号才可以使TC35i模块正常地运行。当TC35i通电后必须给IGT一个大于lOOms的低电平，且下降沿必须小于lms，TC35i才能正常启动工作。第16—23为RS232串口数据输入/输出部分，分别为DSRO、RINGO、RXDO、TXDO、CTSO、RTSO、DTRO和DCDO(与九线的RS232接口比较，没有公共信号地SG)。PC机或单片机与TC35i之间通过串口进行通讯。TC35i的数据输入/输出接口是一个串行异步收发器。它符合ITU—TRS232接口标准，它有固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bps～230400bps之间，硬件握手信号用RTSO/CTSO，软件流量控制用XON/OFF，CMos电平，支持标准的AT命令集。由于TC35i的串行口采用CMOS电平(高电平2．65V)。而PC机或者单片机的串口输出的是RS232电平和1vrL电平，因此需要进行电平转换。TC35i的配件天线如果采用国产的圆形吸顶天线，能覆盖GSM900/1800频段。反射损耗在GSM900频段时为-8～-17dB，在GSMl800频段时为-13～-18dB。实际应用该天线时，在距离GSM基站约3km(有部分遮挡物)时，信号强度可到达一63dBm，而TC35i的灵敏度为-105dBm。根据电磁波的空间传输定律，无线通讯模块与基站的距离在开阔地带能远至数十公里。 382.3单片机的选择与TC35i组成终端系统的常用单片机有ATMEL公司的89C51、89C52、89LV51、89C2051、megal28，Sygnal公司的C8051F020、C8051F018，Philips公司的89C52、89C668、87LPC767，华邦公司的W77E58。Intel公司的80C196KB。最典型和常见的是采用AT89C52作为控制主芯片。AT89C52为ATMEL推出的兼容MCS51的FLASH单片机，是一款低功耗、高性能的单片机，该芯片运用了ATMEL公司先进的高密度非易失性存储技术，具有与51系列单片机完全兼容的指令集和引脚输出。内置8k字节FlashROM，拥有256字节的RAM，32根可编程I/O口线，3个16位定时计数器，6个两级中断源，1个全双工的串行口。由于内置ROM，因此在电路设计上可以省去外接程序存储器，缩小了PCB板的面积，也提高了整个系统的可靠性。外围电路简单，擦写方便，具有较高的性价比。AT89C52能缓存一条SMS信息的用户数据，所以如果不用处理大量的字符串数据，就不需再外扩RAM。如果系统需要处理大量的字符串数据，则片内256字节的RAM就不够用了，可以在片外连接了一块8k字节容量的静态存储器6264。还有一些基本不变或者很少变化的量，比如子机的编号、号码、短信中心号码等，这些数据不可能作为常量直接写入程序的FlashROM中，所以系统必须外接一块掉电非易失的存储器(如24LC65这个芯片)。24LC65是目前容量较大的一种串行E2PROM芯片，具有8k字节的存储容量，体积小，功耗低，可掉电保护。2.4终端控制器硬件设计终端监测系统由5l系列单片机控制GSM模块实现。GSM模块采用标准的移动通信模块(如SieIIleIlsTC35)，它支持语音AUDIO、短信SMS、传真FAX、数据DATA功能,提供标准的AT指令，也可以收发短信。单片机通过串口向GSM模块发送AT指令来控制模块的工作方式，以及读取采集的网络参数，按照设计的协议，将数据打成格式化的数据包，再交给GSM模块发送数据。每个GSM模块中有一张SIM卡，监控中心通过每个监测仪的SIM卡号，对它们进行分类管理和控制。监测仪使用130-280V的外供交流电，同时有lO小时以上的可充电后备电池。 38第三章软件设计3.1单片机89C52工作状态的设定图3-1描绘了单片机和TC35i模块的接口细节。VCC1K1KTC35i模块Vbatter3904GND3904740774071K1KVLVCCSIM卡P1.0P1.1AT89C52单片机RXDTXDCCINCCVCCCCRSTCCIOCCCLKCCGND1…56…1021(RTSO)22(DTRO)15(IGT)31(PD)18(RxDO)19(TxDO)242825262729其他管脚悬空图3-1AT89C52与TC35i的接口电路AT89C52的P1．0、P1．1口分别通过开集电极三极管3904驱动后分别控制TC35i的开机、关机信号线。3904射极接地，在控制信号有效时三极管导通，使集电极下拉为地电平：在工作状态时保持为高电平。 38AT89C52与TC35i串口相连时，只需连接TxD和RxD两个管脚就够了，TC35i其他的串口管脚DSRO、RINGO、CTSO及DCDO悬空，RTSO和DTRO接地，表示外部设备(单片机)永远处于准备好状态。需要注意的是TC35i模块是作为数据通信设备(DCE)来连接的，而不是像一般调制解调器作为数据终端设备(DTE)进行连接。它们之间电平转换由OC门来实现，将AT89C52的TxD脚输出的5V高电平转换为TC35i脚TxDO的2．65V安全电平，而将TC35iRxDO输出的高电平2．65V转换为AT89C52RxD的5V电平。3.2TC35i通信软件设计短信息服务(SMS)协议是在20世纪80年代提出的，但直到20世纪90年代才开始市场化运行。目前SMS协议的最新版本是GSM07系列协议，它规定了短消息传送的信道分配、编码规则、标准AT指令集等内容。短消息业务与话音传输及传真～样同为GSM数字蜂窝移动通信网络提供的主要电信业务，在GSM07协议中规定它通过无线控制信道进行传输，经短消息业务中心完成存储和前转功能，每个短消息的信息量限制为140个八位组(7比特编码，160个字符)。GSM引擎模块提供的命令接口符合GSM07．05和GSM07．07规范。GSM07．07中定义的ATCommand接口提供了一种移动平台与数据终端设备之间的通用接13，GSM07．05对短消息作了详细的规定[23]。在短消息模块收到网络发来的短消息时，能够通过串口发送指示消息，数据终端设备可以向GSM模块发送各种命令。GSM07．05协议中定义了短消息发送的3个模式，用于移动台和终端设备之间通过异步接口传送SMS短消息，即块模式(BlockMode)，文本模式(TextMode)和PDU模式(PDUMode)。3.2.1主要AT命令详解与SMS有关的GSMAT指令[5]如表3--1所示。表3-1SMS有关的GSMAT指令AT指令功能AT+CMGC发出一条短信命令AT+CMGD删除SIM卡内存的短消息AT+CMGF选择短消息信息格式AT+CMGR读短消息AT+CMGS送短消息AT+CMGW向SIM内存中写入待发的短消息AT+CMSS从SIM内存中发送短消息AT+CPMS选择短消息内存AT+CSCA短消息中心地址) 38一般来讲，每条AT指令都有3种调用形式，即设置、读取和查询[8]。下面以CMGF为例说明这3种调用形式：[参数]+CMGF=[]+04GF?返回：+CMGF：+CMGF=?返回：+CMGF：(列出所有支持的模式)设置调用形式一般为：AT+命令名十参数，如：AT+CMGF=l用来设置当前短消息格式为Text模式。读取调用形式一般为：AT+命令名?，如：AT+CMGF?，如果当前短消息格式为Text返回+CMGFl，如果是PDU模式，则返回+CMGF0。查询调用形式一般为：AT十命令名=?，如：AT+CMGF=?，返回+CMGF(O，1)，表示当前模块以及网络支持Pdu和Text两种模式。下面对几个常用的AT指令进行详细介绍。(1)设置短信中心号码CSCA[参数]+CSCA=[，][说明]用来设置或读取当前所使用的短消息中心号码。一般不用调用此命令，用默认的即可，只有当需要重新指定短消息中心号码时，才需要调用此命令。[响应]成功返回OK，失败返回ERROR。[详解][IN]：AT+CSCA=“+8613800280500”[OUT]：OK[IN]AT+CSCA?[OUT]：+GSCA：“+8613800280500”，145(2)设置短消息模式CMGF[参数]+CMGF=[][说明]用来设定或读取当前的短消息模式：0表示PDU模式，1表示TEXT模式。[响应]成功返回0K，失败返回ERROR。[详解][IN]：AT+CMGF=1 38[OUT]：0K[IN]：AT+CMGF?[OUT]：CMGF：1[OUT]：OK[IN]：AT+CMGF=?[OUT]：AT+CMGF：(0，1)OK(3)发送短消息CMGS[参数]iftextmode(+CMGF=1)：+CMGS=[，]>此处放发送内容[说明]只有在TEXT模式下才这样使用，写完信息内容后以Ctrl+Z标识结束并发送。PDU模式下发送比较复杂，需要先进行编码，详见“PDU编码介绍”一节。[响应]成功，返回一个消息号；失败，返回ERROR。[详解][IN]：AT+CMGF=1[0UT]：OK[IN]：AT+CMGS=“+8613*********”[IN]：>HELLO[OUT]：+CMGS：2[0UT]：OK(4)读取短消息CMGR[参数]+CMGR=voidInitCom（）{SCON=0x50；//串口方式1，允许接收TMOD=0x20；//定时器1定时方式2 38TCON=0x40；//设定时器1开始计数THI=0xFD；//设定19200波特率TLI=0xFD；RI=0；//清收发标志TI=0；TRI=l；//启动定时器}3.4.5处理子程序（1）查看大棚状况图3-5判断大棚状况子函数发送短信check检查大棚的状况，返回thestateisopen，表示卷帘打开；返回thestateisclose，表示卷帘关闭（2）发送短信操作并回复 38图3-6大棚操作子函数此函数为对大棚的操作，短信发送过来先判断是不是合法的短信，检测到不合法，则删除并反馈；合法则对大棚进行短信内容的操作。 38第四章总结与展望本文提出的硬件设计和软件设计实现了远程信息AT指令的传输,并通过短消息的发送与接收实现了远程控制的预定义功能。利用这一功能,该系统可以通过控制开关,实现远程控制机械设备的开启与关闭。实验验证,本系统工作稳定,性能良好,基本符合设计要求。由于本远程控制系统是建立在GSM现有网络上,能以最少的成本实现远距离设备监控,同时具有相当好的抗干扰性、稳定性和实时性,具有广阔的推广前景,可以广泛的应用于家电控制,工业控制等多方面。由于个人水平的限制和时间的不足，文中存在错误和不足在所难免。首先系统功能设计并不完善，与无人值守的大范围监控现场对设备工作的高稳定性要求是不相同的；电路设计方面，特别是监控站系统中，还有待进一步细化和实验检验；系统的各种功能都依赖于软件的编程实现，丰富和完善软件功能和程序稳定性还需要大量细致工作。以上种种，使本文的设计离实际应用尚有较大距离，要使系统具备实用上功能和价值还有许多工作要做。短信业务作为GSM网络的一种基本业务，已得到越来越广泛的运用；分析认为，将短信业务应用于越境监控领域是切实可行的，而且这种方式克服了当今一些监控系统不足和缺陷，具有一定的实用价值和应用前景。随着GPRS、CDMA等技术的推广，用成熟的公用网络进行无线数据传输的开发和应用将会有巨大的市场和商机。 38参考文献[1]朱文进,林斌,曹向群.基于短信业务的激光越境监控系统的设计与实现[J].-控制工程2008,15(5):39～40.[2]聂晶.基于PLC的手机短信远程监控[D].新疆大学机械电子工程硕士学位论文，2007.[3]李健,洪岩,基于Webservice的短信发送平台的设计与实现[J].信息技术与信息化,2010年第2期:43～44.[4]刘慧,张军.基于Internet的移动短信互通设计方案[D].北京航空航天大学,2007,43（31:6～7.[5]罗成石：基于TC35i和89c51的无线监控系统；台州学院学报；2005．6：1～4[6]娄辉,黄海.远程测控中GSMModem短信开发[J].电子器件,2006年3月第29卷第1期:235～236.[7]霍志璞,王兰忠,尚艳丽.手机短信远程监控系统的应用[J].机电一体化,2006年01期:63～64.[8]赵大成，贾海燕．手机短信收发的AT指令控制．信息工程大学学报，2004，6第5卷，第2期：90—92[9]C.Peersman,S.Cvetkovic,P.Griffiths.theGlobalSystemformobileCommunicationsShortMessageService[J].PersonalCommunications,2000,7(3):15～23.[10]TC35iSiemensCellularEugine；Version：03．Ol：2005．9.[11]宣彩平，王皓，邹国良．利用GSM无线模块发送短消息．计算机应用，2004，5第24卷，第5期：148—150.[12]邢建春，方虎生，王平，刘广，文江；基于GSM通信技术的无线测控系统设计；计算机测量与控制；2004．12：1～4[13]叶丹霞，王家礼：GSM模块TC35及在远程监控系统中的应用；现代电子技术：2005．5：l～4.[14] 38黄天健，梁志坤，郑誉煌，刘洪志；基于GSM模块TC35T的无线远程监控；应用天地；2004．10：l～2.[15]王正军：VisualC++6．0从入门到精通；人民邮电出版社；2006．1.[16]TC35iATCommandSet;Version:03.01：2005．9. 38附录1 38附录2一、作品名称基于短信控制的设施农业自动卷毡系统二、作品功能当大棚需要打开或关闭时，不需要手动的去操作，只要用手机发短信来远程控制。三、运行环境硬件环境：以89C52单片机系统与TC35i通信模块为主组成的硬件系统。软件环境：KEIL编译软件。四、操作步骤1、手机发送短信‘check’时，返回短信‘thestateison'/'thestateisoff'。2、手机发送短信‘offk’时，返回短信‘'offsuccess'。3、手机发送短信‘on’时，返回短信'onsuccess'。五、注意事项1、短息可能会有延时。2、当手机欠费时不可以用，此外要注意系统端SIM卡是否欠费，欠费亦不可用。