基于TC-35的智能家居遠程遙感系統(tǒng)的設計-科技論文發(fā)表

摘要：本文主要介紹運用AVR單片機以C語言來開發(fā)一套以無線模塊（內部含有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、硬件及設計過程，以及當前無線控制的發(fā)展趨勢，與目前無線通信的緊密連接。該系統(tǒng)基于GSM 原理利用手機通信的遠程信息檢視系統(tǒng)．該系統(tǒng)利用了手機短信的遠距離收發(fā)與單片機的有效結合，最大特點是可實現(xiàn)安全遠距離實時監(jiān)控，并記錄監(jiān)控結果，由于利用了TC35模塊，所以硬件相對簡單，主要有無線模塊、PC機、TC35模塊、AVR單片機以及它們之間的串行接口，并進行編程來控制。PC機與TC35模塊之間的通信協(xié)議采GSM通用通信協(xié)議，利用MSCOMM控件實現(xiàn)兩者之間的通信，AVR單片機部分采用了無線模塊，使檢測和檢控在不同的地點，確保全面檢測。并且可以接收到

關鍵詞：C語言  DS18B20測溫模塊  AVR單片機  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)狀及應用領域
隨著計算機通信技術的發(fā)展，計算機網絡監(jiān)控已成為各種重要現(xiàn)場監(jiān)控的必要技術手段，對于遠程監(jiān)控使用無線遠程監(jiān)控已經成為控制領域的發(fā)展趨勢。GSM網絡由于其覆蓋范圍廣、信號較穩(wěn)定、無同頻干擾、保密性好、可處理大量的短消息、數(shù)據和傳真?zhèn)魉偷葮I(yè)務功能，而GSM短消息具有隨時在線（Always Online）﹑不需撥號﹑價格便宜﹑覆蓋范圍廣等特點，特別適合于需傳送小流量數(shù)據的應用，而，廣泛應用于油田、氣象、港監(jiān)、水網水文、環(huán)保監(jiān)測、車輛船舶、移動作業(yè)等場所。以往這些領域往往采用集群通訊﹑CDPD網或有線MODEM來進行通訊，但這些技術大多存在通訊范圍有限﹑費用高﹑每次通訊需先撥號等缺點。使用無線MODEM，這些問題便迎刃而解。
（2）無線MODEM的發(fā)展趨勢
隨著無線數(shù)據業(yè)務的快速發(fā)展，許多從來沒有的應用從理想變成了現(xiàn)實，如車輛導航﹑遠程監(jiān)控﹑無線上網﹑無線POS﹑物流控制、社區(qū)安防等，越來越多的設備開始要求具備無線通訊能力。
2 無線MODEM設計的方案
（1）無線MODEM硬件電路的總體思路
此次設計研究的是——無線MODEM工作原理與工程實現(xiàn)短信息收發(fā)功能的信息系統(tǒng)，此設計硬件電路：基于單片機實現(xiàn)數(shù)據傳輸系統(tǒng)?；驹恚翰捎肨C35模塊與單片機通過串口進行連接，再串口使PC機與單片機進行通信。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設計軟件工程實現(xiàn)的總體思路
整個軟件系統(tǒng)主要實現(xiàn)數(shù)據的傳輸。C語言系列是E－TECH717E的AT指令控制數(shù)據的發(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
整個信息接收系統(tǒng)是基于MSComm控件，利用收發(fā)AT指令進行數(shù)據交互，具體的實現(xiàn)是通過編碼和解碼的數(shù)據緩沖區(qū)來實現(xiàn)。
3.短信通信服務
（1）短信中心服務
GSM(Global System for Mobile Communication)網絡除了提供話音服務外，還提供面向字符的短信服務(SMS，Short Message Service)。SMS占用信道的時間短、費用小，可使得兩個GSM用戶方便地進行點對點通信。由于因特網開發(fā)的時間較長，而且已經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廠商幾乎都與國際因特網相結合而形成統(tǒng)一的短信服務中心。如圖3-1是中國移動通信集團短信網絡的結構。
 
圖3-1 中國移動通信短信息服務網絡
（2）基于串行口的單機短信通信
GSM/GPRS/CDMA是目前商業(yè)化的移動通信網絡，屬于2.5G通信產品，都提供標準的短信服務。但由于其短信中心服務只授權給運營商，科研單位要想開展基于短信的應用研究，目前只能通過移動設備提供的與PC串行通信口來實現(xiàn)。其結構和原理如圖3-2所示。
 
圖3-2 通信結構原理圖
(3) 基于串行口的短信通信
通過短信可實現(xiàn)有限字符的通信，也可實現(xiàn)用戶與因特網服務器之間的有限字符傳送。利用這一特點可實現(xiàn)用戶通過無線移動網絡與因特網之間的通信，進而實現(xiàn)遠程控制的目的。這樣的控制不受時間、地點和場所的限制。
4基于短信息的遠程控制系統(tǒng)
 
圖3-3 基于短信的油田控制系統(tǒng)結構
 最終達到的結果 
本次設計成功的運用AVR單片機以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)報警功能的信息系統(tǒng)，能夠通過手機接收和發(fā)送短信。達到了預期的結果。
主要實現(xiàn)的功能如下：
（1） 能夠以無線模塊作為室內溫度智能監(jiān)控，實時監(jiān)控室內溫度。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） 無線模塊可自動檢測周圍環(huán)境溫度當檢測值超過設定值時能夠自動啟動發(fā)送數(shù)據給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） 單片機控制TC35發(fā)送報警短信息到指定號碼。
（6） TC35接收到手機號碼傳來的指令后傳給AVR單片機。
（7） 單片機接收到指令后執(zhí)行相應的行為。
 總結與感悟
本次設計是針對高度自動化進行控制系統(tǒng)的一小部分進行了設計，此產品廣泛應用于自動控制的各個領域，實現(xiàn)了遠距離無線控制。此次設計基本上達到了預期的目的，實現(xiàn)了其基本的功能。另外由于此次設計實現(xiàn)的功能簡單，還有許多功能可以進行在此基礎上進行擴展。經過此次設計，使我們對無線通信和無線自動控制方面的知識有了很深的理解。
參考文獻
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[4]《C語言程序設計（第三版）》. 譚浩強 編著. 清華大學出版社