基于TC-35的智能家居遠程遙感系統的設計-科技論文發表

摘要：本文主要介紹運用AVR單片機以C語言來開發一套以無線模塊（內部含有DS18B20測溫模塊）為溫度監控器觸發主控芯片控制短信息收發報警執行短信指定功能的智能家居系統，并給出了短信息發送系統的軟、硬件及設計過程，以及當前無線控制的發展趨勢，與目前無線通信的緊密連接。該系統基于GSM 原理利用手機通信的遠程信息檢視系統．該系統利用了手機短信的遠距離收發與單片機的有效結合，最大特點是可實現安全遠距離實時監控，并記錄監控結果，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模塊之間的通信協議采GSM通用通信協議，利用MSCOMM控件實現兩者之間的通信，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 TC35模塊  GSM  MSCOMM控件  無線模塊
 
1 緒論
（1） 無線MODEM的現狀及應用領域
隨著計算機通信技術的發展，計算機網絡監控已成為各種重要現場監控的必要技術手段，對于遠程監控使用無線遠程監控已經成為控制領域的發展趨勢。GSM網絡由于其覆蓋范圍廣、信號較穩定、無同頻干擾、保密性好、可處理大量的短消息、數據和傳真傳送等業務功能，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據的應用，而，廣泛應用于油田、氣象、港監、水網水文、環保監測、車輛船舶、移動作業等場所。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的發展趨勢
隨著無線數據業務的快速發展，許多從來沒有的應用從理想變成了現實，如車輛導航﹑遠程監控﹑無線上網﹑無線POS﹑物流控制、社區安防等，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短信息收發功能的信息系統，此設計硬件電路：基于單片機實現數據傳輸系統。基本原理：采用TC35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。其系統原理框圖如圖2-1所示。
 
圖2-1 系統原理框圖
（2）無線MODEM設計軟件工程實現的總體思路
整個軟件系統主要實現數據的傳輸。C語言系列是E－TECH717E的AT指令控制數據的發送與接收。發送流程圖如圖2-2所示。
 
圖2-2 發送流程圖
接收短信息流程圖如圖2-3所示。
 
圖2-3 接收系統流程圖
整個信息接收系統是基于MSComm控件，利用收發AT指令進行數據交互，具體的實現是通過編碼和解碼的數據緩沖區來實現。
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。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
通過短信可實現有限字符的通信，也可實現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用戶通過無線移動網絡與因特網之間的通信，進而實現遠程控制的目的。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
 
圖3-3 基于短信的油田控制系統結構
 最終達到的結果 
本次設計成功的運用AVR單片機以C語言來開發一套以無線系統為溫度監控器觸發主控芯片控制短信息收發報警功能的信息系統，能夠通過手機接收和發送短信。達到了預期的結果。
主要實現的功能如下：
（1） 能夠以無線模塊作為室內溫度智能監控，實時監控室內溫度。解決了有線監控器到處拉線的麻煩，使監控系統更加人性化、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境溫度當檢測值超過設定值時能夠自動啟動發送數據給AVR主控芯片。
（3） AVR主控芯片正常接收無線模塊發來的信號并處理。
（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，實現了其基本的功能。另外由于此次設計實現的功能簡單，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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