〔大学论文〕基于GSM的门控及SMS报警系统设计与实现(含word文档) .pdf
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1、2002002002009 9 9 9 届本科毕业论文(设计)届本科毕业论文(设计)届本科毕业论文(设计)届本科毕业论文(设计) 论文题目论文题目论文题目论文题目: 基于基于基于基于 GSMGSMGSMGSM 的门控及的门控及的门控及的门控及 SMSSMSSMSSMS 报警系统设计报警系统设计报警系统设计报警系统设计与与与与 实现实现实现实现 摘摘摘摘要要要要 本文详细地叙述了基于西门子公司的 TC35i 型 GSM 手机模块的 门控及 SMS 报警系统的软件设计过程。给出了采用 TC35i 模块和单 片机构成的门控控制及 SMS 报警系统的设计方案,并详细介绍了该 系统的软件的工作流程。 文
2、章重点阐述了单片机和 TC35i 模块的通信 过程、AT 指令的应用、短信 PDU 编解码在单片机上的实现,程序模 块的构成等。 该系统单片机通过标准串口经电平变换与 TC35i 模块相 连,完成对 TC35i 模块的初始化和短消息的数据收发功能,完成单片 机与 TC35i 模块的信息传递,根据传递的信息,去驱动执行机构做出 相应的动作。 关键词:关键词:关键词:关键词:TC35i 模块,SMS 报警,AT 指令,PDU 编解码 GatedGatedGatedGated basedbasedbasedbased onononon thethethethe GSMGSMGSMGSM andand
3、andand SMSSMSSMSSMS alarmalarmalarmalarm systemsystemsystemsystem designdesigndesigndesign AbstractAbstractAbstractAbstract This paper describes the software design process of alarm system based on the Siemens TC35i module type GSM mobile phone and SMS gate in detail. The paper gives the gated singl
4、e-chip control and SMS alarm system design and details of the system software workflow bying use of TC35i modules . The paper focuses on describing the correspond process betweet single-chip interface and TC35i modules, TC35i features and main functions,ATcommand application, the realization of SMS
5、PDU in the single-chip codec , such as program modules. The single-chip of system associated with the TC35i module through a standard serial port to complete the TC35i module initialization and the function of sending and receiving short message,to complete the impression of information betweet sing
6、le-chip and TC35i module, according to the message, the system drive the implementation to do the corresponding action. KeyKeyKeyKey wordswordswordswords: TC35i module, SMS alarm,ATcommands, PDU codec 目目录录 1 引言.1 1.1 课题的背景及意义.1 1.2 课题的应用前景.3 1.3 未来发展方向展望.3 2 方案论证.3 2.1 总体方案选择.3 2.2 无线数据传输模块.4 2.3GSM
7、 Modem 的选择. 5 3 系统总体设计要求.8 4 系统总体设计框图.8 5 端口分配.5 6 软件总体设计.10 6.1 GSM 常用 AT 指令.10 6.2 下位机软件组成.11 6.3 各模块软件设计.13 6.3.1 初始化模块.13 6.4 单片机发送 AT 指令的程序设计. 15 6.5 中文短信息的收发.17 6.5.1 PDU 模式及中文短信息的编码 17 6.5.2 短信报警程序设计 19 2 6.5.3 GSM 模块的接打电话程序设计19 6.5.4 数据传输模块.19 6.6 系统调试软件使用.20 6.6.1 初期阶段的调试.20 6.6.2 程序设计阶段的调试
8、 21 7 系统设计中出现的问题及解决办法 22 7.1 排除调试阶段出现无法监视的方法 22 7.2 排除仿真器总端上出现乱码的方法 22 8 小结.23 致谢.23 参考文献.24 附录 1 系统程序26 1 引言 1.11.11.11.1 课题的背景及意义课题的背景及意义课题的背景及意义课题的背景及意义 随着人们生活水平的提高和安全防范意识的增强, 人们开始关心 自己的生活和工作环境,不但要求周边环境的舒适化和人性化,对居 住工作环境的安全化和智能化也提出了更高的要求。同时,人们的思 想观念、行为方式也发生了很大的变化,家用电器也逐渐从单纯的电 器化向自动化转变, 现在家用的门锁已经从传
9、统的机械锁向电磁锁转 变,随着家用电子设备的普及,传统的机械锁将由电磁锁慢慢代替, 目前,市场上已出现了非接触式 IC 卡控制的门控系统,并且已经得 到了广泛应用, 基于单片机控制的 GSM 门控及 SMS 报警的出现与机 械锁相比,使用特别方便,提高了系统的安全性,且易于增设报警系 统,实现了各种门控和报警信息可视化。 传统的机械式(防盗网、防盗窗)安防系统在实际使用中暴露了 很多隐患,基于单片机控制的GSM门控及SMS报警系统,性能优良, 可以使家庭门控防盗报警变得更加及时、使用更加方便,更加的安全 可靠。它不再依赖有线电话执行报警,而是借助最可靠、最成熟的 GSM移动网络, ,非常适合家
10、庭及其他场所使用。同时,本系统不仅 能实现自动开门,还具备远程的门控和报警提示功能,而有些特殊场 合又必须对这些信息进行记录, 目前市场上常见的防盗报警系统的通 信方式有固定电话拨号、以太网、集群系统等等。但它们有各自的缺 点:固定电话拨号容易被盗贼在入室抢劫前切断电话线或恶意占线, 使其在关键时刻失灵。以太网同样面临着线路被切断的隐患,且不易 2 普及。集群系统功耗很大,网络架设和维护费用很高,而且需要 购 买固定的频点。针对以上通信方式的优、缺点,我们设计了基于单片 机控制的GSM门控及SMS报警系统。 此系统可解决这些隐患, 让家庭 门控和防盗防盗更及时、 使用更方便。 它不再依赖有线电
11、话执行报警, 而是借助最可靠、 最成熟的GSM移动网络, 以最直观的中文短消息或 电话形式,直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。本系统正 是考虑到这方面的要求而设计的。 目前,人们设计的各类DTE设备基础上以微处理器为核心,带有 RS232/RS485等通信接口,在物理层上很容易实现与GSM设置(如手 机等)的连接。但对SMS协议的研究文献却较少,特别是用单片机控 制手机的门控及SMS (Short Message Service) 报警系统收发的研究更 少, 正是在此基础上对怎样用单片机控制手机收发短信息和门控系统 进行了研究。 GSM(Global System for Mobile
12、 Communication,全球移动通讯系 统)是基于时分多址技术的移动通讯系统,是目前发展比较成熟、 完 善、 应用最为广泛的通讯系统。 目前已建成的覆盖全国的GSM数字蜂 窝移动讯网(主要包括中国移动和中国联通两家大型运营商),是我 国公众移动通讯网的主要方式,它主要提供话音、短信息、数据等多 种业务。 其中基于GSM-SMS (Short Message System, 短消息或短信) 功能可以开发出传输各种检测、 监控数据信号和控制命令的数据通讯 系统。 由于GSM网络在全球范围内实现了联网和漫游, 不需组建专用 通讯网络,就可以完成远程数据通讯,而且具有较好的实时性,所以 GSM网
13、络的应用越来越广泛。 本系统就是利用AT89S52单片机对报警 信息进行采集, 再以SMS和打报警电话的方式实现远程自动报警以及 开门功能。 1.21.21.21.2 课题的应用前景课题的应用前景课题的应用前景课题的应用前景 基于单片机控制的GSM门控及SMS报警系统设计将有广泛的应 用前景。它将现代通讯技术与家庭用户门控报警防盗技术结合起来, 充分利用发达的无线通讯网络,是3G(GSM、GPS、GIS)技术在发 短信和打电话中应用的一个重要组成。该系统具有较强的扩展性, 可 以扩展应用实现无线数据传输、接打电话等功能。配合GSM接收器, 就可以实现对门控的远程监测和控制。此外,报警系统只有在
14、报警时 才会发短信,平时不会发生任何费用,所使用的网络是公共无线通讯 网络,与使用手机完全相同,不需额外注册。 1.31.31.31.3 未来发展未来发展未来发展未来发展方向方向方向方向展望展望展望展望 系统的容量只和GSM系统的容量有关,所以它的容量是非常大 的。 现在GSM的覆盖范围是非常广, 随着短消息业务在全国各地的开 通, 装有GSM通讯的设备的系统, 将可以在全国任何地方实现对门控 的远程监测和控制,该系统应用将更广泛,功能上会更完善。 2 2 2 2 方案论证方案论证方案论证方案论证 2.12.12.12.1 总体方案选择总体方案选择总体方案选择总体方案选择 方案一:基于 ARM
15、 的嵌入式系统。这种方案中我们可以使用现 4 有的操作系统(COS-II) ,在系统的基础上进行应用程序的开发。 由 于 ARM 处理器的功能强大,资源丰富,因此使用这种方案可以使系 统功能近乎完美,并且由于使用了操作系统,应用程序的设计会变得 简单可靠。但是这种方案成本较高,同时使用的嵌入式操作系统也会 占用一部分额外的硬件资源,这样会大大的提高开支。目前情况下我 们不考虑这种方案。 方案二:SoC 型单片机与 GSM 模块构成的系统。目前 SoC 型单 片机已非常普遍,基于 51 内核的 SoC 型芯片也有众多供应厂商。例 如,国内宏晶科技的 STC 系列,Cyganl 公司的 C8051
16、 系列。这些单 片机都有丰富的片上资源, 一般都不需要外扩其他器件就可以构成一 个完整的系统。片上系统的优点在于减小了布线的麻烦,提高了系统 的整体性能。因此我们选用这种方案13。 2.22.22.22.2 无线数据传输模块无线数据传输模块无线数据传输模块无线数据传输模块 实现数据无线传输方案主要有以下四种: (1)采用高频无线技术实现无线数据传输 采用高频技术有传输距离远,不受方向性约束的优点,但抗干扰 性能差,易受各干扰源的影响。而且从实用性和普及性的角度看, 高 频技术还有所欠缺。 (2)采用激光技术实现无线数据传输 采用激光技术有传输距离远,速度快,抗干扰能力强等优点。 但 由于激光的
17、强方向性,使其在推广上面受到影响。一般在现阶段, 激 光技术多用于军事领域,对于本次设计的预期目标有点偏离。 (3)采用蓝牙技术实现无线数据传输 蓝牙(Bluetooth)技术是一种开放性的无线数据通信协议,它用 于近距离无线连接。蓝牙的载频选用2.45GHz,为固定与移动设备通 信建立一个短程的连接,使通信和计算机进一步结合,便于不同厂家 生产的设备在无线情况下通用、互操作。但其技术较难,很难在短时 间内把它学通,故不采用。 (4)采用GSMSMS模块实现无线数据传输 GSM模块在用户终端中主要用来传输数据,所谓的GSM模块实 际上就是我们常说的手机模块, 只不过这种模块是在原来的GSM技术
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