基于GSM的远程家电控制系统论文

1、摘要短消息遵循GSM的标准AT指令集，这里着重介绍了和本课题相关的几条AT指令，同时采用了支持中文的PDU编码方式。本课题完全实现了标准的PDU编码和解码功能。具体实现将在软件设计部分进行详细的描述。本课题的任务是实现一个控制组件，用户可以通过手机发送短信对家用电器进行远程ONOFF控制。控制组件主要由GSM模块TC35、单片机atmegal6及固态继电器LR32053组成。硬件设计部分中，对TC35、STC89C54及其外围电路进行了详细的描述。关键词：短消息 家电遥控 串口 单片机ABSTRACTSMS makes USe of standard AT command set of GSM

2、Here we are interested iIl several AT commands of SMS used访the programThis paper completely implements the standard PDU encoding and decoding functions，and will give a detailed description later about thatThe purpose of this paper is to design a component，which call turn on and turn off the househol

3、d appliance by SMS from the hostS mobile phoneThe hardware of the component consists of a GSM module named TC35 i，a MCU named STC89C54，and a SSR named LR3 2053These obj ections are given a detailed description mthe hardware designationKey Words：SMS Remote Control UART MCU第一章 绪论11远程家电控制的前景以及重要性进入20世纪

4、90年代后期以来，数字化技术取得了更加迅猛的发展，随着Internet网向普通家庭生活不断扩展，消费电子、计算机、通讯一体化趋势日趋明显，传统的家用电器行业也带来了新的革命，网络家电悄然进入到人们的生活中。网络家电是指可以使用远程终端(例如手机、个人电脑等)对连接在家庭网络上的家电进行遥控。网络家电可以互联组成家庭内部网络，同时又能与外部互联网连接。用户可以通过电脑、手机等远程终端操控家中所有电器运作。比如，下班前通过电脑或手机操控家中电热水器、空调、电饭煲的启动等。可以预见，网络家电的普及将极大地提高人们的生活质量。国内外的网络家电控制终端基本上都是专用的遥控终端或是个人电脑，而随着移动通讯

5、的快速发展，其中GSM(Global System for Mobile communication)系统是目前基于时分多址技术的移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最广泛的一种系统。SMS(Short Message Service)短信息服务是GSM系统中提供的一种GSM终端(手机)之间，通过服务中心(Service Center)进行文本信息收发的应用服务，其中服务中心完成信息的存储和转发功能。短信息服务作为GSM网络的一种基本业务，它具有传输速度快，费用低，不占用语音通信通道等优点，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视，所以具有实时传输数据功能的短消息应用得到了迅速普及，以GSM

6、网络作为数据无线传输网络，可以开发出多种前景极其乐观的各类应用，如无线数据的双向传送、无线远程检测和控制等。利用GSM短信息系统进行无线通信，性能稳定，为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。随着手机用户的不断增多，手机作为一种贴身物品，可供开发的潜力几乎是无限的，因此，通过手机远程控制家电成为家电行业近期的主要动向，国内外各大家电行业也相继推出了相关产品。12研究背景据Allied Business Intelligence(ABI)发布的调查和预测报告显示，目前数字家庭网络虽然尚未普及，但该市场的前景十分看好。全球销售量将在最近几年获得较大幅度的增长，2002年全球网络家电

7、产品销售量达6080万台；2003年将达8750万台；2004年将达1178亿台；2005年将达1480亿台；2006年将达1744亿台。这份报告表明网络家电具有巨大的市场潜力。广大的普通收入的消费者，同样有对网络家电所带来的便捷与实用的消费需求。但就中国家庭目前的状况来看，一方面家庭里已经存在大量传统家电，并且数量还在持续增长；另一方面目前国内各厂商生产的网络家电的标准还不完全统一，要想使网络家电产品在中国普及，除必须考虑低价格、使用方便等要素之外，还要兼顾考虑到目前家庭里已经大量存在的传统家电这一实际。目前已建成的覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网，是我国公众移动通信网的主要方式。由于GS

8、M网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，用户无需另外组网，在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵建网费用和维护费用。同时，它对用户的数量也没有限制，克服了传统的专网通信系统投资成本大，维护费用高，且网络监控的覆盖范围和用户数量有限的缺陷。比起传统的集群系统在无线网络覆盖上具有无法比拟的优势，加上GSM的SMS本身具备的数据传送功能，因此，短消息业务在远程智能控制系统中得到了广泛的应用，基于GSM短消息的远程家电控制系统，克服了电话远程家电控制系统电话费用高，控制时间长等的缺点，具有良好可扩展性和实用价值。鉴于中国目前一般家庭的现状，中国拥有庞大的手机和家电用户。根据信息

9、产业部的数据，截至2005年，中国手机用户接近4亿，而仅仅电视机数量就超过5亿台，显然，一旦家电市场和手机市场能够融合，将为运营商和家电企业带来更为巨大的利润受益，短消息通信是一种崭新的通信方式，它具有开发方便、费用低、免维护、可靠性高等特点，因此，针对现阶段，我们可以在传统家电的基础上，利用普及极广的手机的短信息业务并用廉价的成本开发家电远程控制系统，用以来实现一些简单、实用的远程控制功能以满足人们的日常需要。13本文的研究内容针对在近阶段，无论是国内还是国外的网络电器，其价格昂贵这一点，我们设想：利用GSM的短消息业务，设计一个低价位的控制组件，使用该组件实现对住宅内原有的传感器、家用电器

10、，用不同的终端经网络对住宅状况及原家用电器实行监测与控制，实现对家用电器的远程控制。基于GSM短消息的远程家电控制系统，其系统原理如图1l所示：图11 远程家电控制系统原理框图用户端(手机或个人电脑)不需要使用任何应用程序，对机种和操作系统也无任何要求。将该控制组件作为与其它电器的接口，由用户端(手机或个人电脑)向控制组件发送短消息，控制组件接收并读取短信内容，并对其进行解码，并根据短信内容对家用电器的oNoFF实现控制。本设计方案具有如下特点：1、操作方便，通过手机短信控制家电在很多时候比其它手段更加方便。2、对现有家电兼容性较强。3、低成本方案，可定制性强，有利于实现商品化。第二章 短消息

11、简介21无线通信实现方式的选择无线通信的设计相对而言比较简单，有许多现成的产品和通信系统可以利用，重点只是在于如何从多种实现方式中做出最优的选择。常用的实现方式有：利用现有的通信网络(GSMGPRS，CDMA移动网等)和相应的无线通信产品，通过无线收发设备，如无线Modem，无线网桥等专门的无线局域网。现有的通信网络较多，按业务建网是3G以前通信网络的特点，无线网络也不例外。设计无线远程监控系统可以借用的无线网络主要有：全球数字移动电话系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、采用码分多址(CDMA)技术的移动网、蜂窝式数字分组数据(CDPD)系统。GSM(Global System fo

12、r Mobile cornmunication)是全球最主要的2G标准，能够在低服务成本、低终端成本条件下提供较高的通信质量。就其业务而言，GSM是一个能够提供多种业务的移动ISDN(Integrated Services Digital Network，综合业务数字网络)。GPRS(General Packet Radio Service)在现有的GSM网络基础上增加一些硬件设备和软件升级，形成一个新的网络逻辑实体。它以分组交换技术为基础，采用IP数据网络协议，提高了现有的GSM网的数据业务传输速率，最高可达170kbs。GPRS把分组交换技术引入现有GSM系统，使得移动通信和数据网络合二为

13、一，具有“极速传送"、“永远在线"、“价格实惠一等特点。CDMA(Code Division Multiple Access)网络采用扩展频谱技术，使用多种分集接收方式，使其具有容量大、通信质量好、保密性高和抗干扰能力强等特点。CDPD(Cellular Digital Data)无线移动数据通信基于数字分组数据通信技术，以蜂窝移动通信为组网形式。通信方式基于TCPIP，系统结构为开放式，提供同层网络无缝连接和多协议网络服务。CDPD网络具有速度快、数据安全性高等特点，可与公用有线数据网络互联互通，非常适合传输实时、突发性和在线数据。对于特定的无线网络需要用相应的接入设备。

14、这类设备市面上有现成的产品可供选择。接入GSMGPRS网络的通信模块有西门子的TC35MC35i模块，接入CDMA网络的有华立HIlO CDMA模块，遵循CDPD方式的无线调制解调器有OmniSky和NovatelMinstrel。本课题主要实现对家电的远程控制，具有传输的信息量小、对传输速度要求不高和通信要求简单可靠的特点，使用GSM网络的短消息服务功能不必考虑信道的可靠性等因素，就可以很好的满足本课题中对于家电远程控制的功能要求。GSM系统是目前基于时分多址技术的移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最广泛的一种系统。其网络覆盖范围广，布线成本低，是我国目前主要使用的蜂窝数字移动通信系统，也是

15、目前唯一的具有最大搜盖范围和通信可靠性的无线通信网。在我国GSM蜂窝数字移动通信系统已经遍布全国各地，目前己经覆盖全国98以上的城市和广大农村地区16J。GSM能提供语音功能，数据传输服务(提供给固定(有线)用户和ISDN用户的大部份服务GSM都提供，包括分组交换资料网所提供的服务。)和短消息服务。使用GSM的系统具有如下特点：l、由于GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，用户无需另外组网，在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵的建网费用和维护费用。2、GSM网络对用户的数量也没有限制，克服了传统的专网通信系统投资成本大，维护费用高，并且网络监控的覆盖范围和用户数

16、量有限的缺陷。3、使用GSM网络可使系统的安装工作量大大降低，有效的缩短系统建设周期。同时，由于免去了对通信系统的维护，也使得系统维护量也大为降低。4、GSM没有同频干扰、保密性好、通信速率高、运行费用低，使用期间每则短消息只需O1元，每次可以发送140个字节，基本能满足一般的实用要求。22 SMS短消息服务简介SMS(Short Message Service)短信息服务是GSM系统中提供的一种GSM终端(手机)之间，通过服务中心(Service Center)进行文本信息收发的应用服务，其中服务中心完成信息的存储和转发功能r71。以GSM网络作为数据无线传输网络，可以开发出多种前景极其乐观

17、的应用系统，基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来，如无线数据的双向传送、无线远程检测和控制等。GSM短信息服务的双向数据传输功能性能稳定，为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。23 GSM规定的AT指令集AT命令短消息收发有关的规范主要包括GSM 0338、GSM 0340和GSM 0707。前二者着重描述SMS的技术实现(含编码方式)，后者则规定了SMS的DTEDCE接口标准(AT命令集)。AT命令即Attention，AT命令集是由诺基亚、爱立信、摩托罗拉和HP等厂家共同为GSM系统研制的DTE-DCE接口标准，是从终端设备TE(TerminalEquipment)或数据

18、终端设备DTE(Data Terminal Equipment)向终端适配器TA(Terminal Adapter)或数据电路终接设备DCE(Data Circuit TerminatingEquipment)发送的。通过TA，TE发送AT命令来控制移动台MS(Mobile Station)的功能，与GsM网络业务进行交互。AT命令包括一般命令，呼叫控制命令，网络业务命令，安全性命令，电话本命令，短消息(SMS)命令，补充业务命令，数据命令，传真命令和串口命令。本设计主要用的是短消息命令，对GSM中的短消息业务进行操作。短消息收发规范GSM0707规定了短消息命令，表2-1中列出与SMS相关的

19、主要命令：表21 TC35的SMS常用的AT指令AT+CSMS选择消息服务。支持的服务有GSM-MO、SMS-MT、SMS-CB。AT+CNMA新信息确认应答。AT+CPMS优先信息存储。这个命令定义用来读写信息的存储区域。AT+CMGF优先信息格式。执行格式有TEXT方式和PDU方式。AT+CSAS保存设置。保存+CSAS和+CSMP的参数。AT+CRES恢复设置。AT+CSDH显示文本方式的参数。AT+CNMI新信息指示。这个命令选择如何从网络上接收短信息。AT+CMGR读短信。信息从+CPMS命令设定的存储器读取。AT+CMGL列出存储的信息。AT+CMGS发送信息。AT+CMGW写短信

20、息并存储。AT+CMSS从存储器中发送信息。AT+CSMP设置文本模式的参数。AT+CMGD删除短信息。删除一个或多个短信息。AT+CSCA短信服务中心地址。AT+CSCB选择单元广播信息类型。AT+WCBM单元广播信息标识。AT+WMSC信息状态（是否读过、是否发送等等）修正。AT+WMGO信息覆盖写入。AT+WUSS不改变SMS状态。在执行+CMGR或+CMGL后仍保持UNREAD。24 SMS短消息的编码方式SMS短消息的编码方式主要有Block Mode、Text Mode和PDU Mode三种模式。l、最初的Block Mode九十年代初，AT指令仅被用于Modem的操作。由于没有控

21、制移动电话消息文本的先例，因此开发了一种叫做SMS Block Mode的协议，通过移动终端TE(Terminal Equipment)或PC来完全控制SMs。使用Block模式需要模块生产厂家提供驱动支持，目前很少被使用到。2、基于AT命令的Text ModeText Mode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，主要用于欧美地区。Text模式的短信息发送和接收实现比较简单，但不适合做自定义的数据传输，而且只能发送ASCII码信息，如不需要传送中文则最好采用Text模式发送和接收短信息。采用Text模式发送接收短信息的步骤分为初始化GSM

22、模块、发送文本短信息和接收短信息。Text模式下在设置了模式后，短消息可以直接发送(对方手机号+SMS内容)而不需要进行编码，相应的程序设计也比较简单。对于GSMGPRS模块之间的英文短信数传，Text模式是一个很好的选择。但缺点是不能处理中文信息，手机的支持范围小。3、基于AT命令的PDU ModePDU模式是发送或接收手机SMS信息的一种方法，PDU串表面上是一串ASCII码，由O9、AF这些数字和字母组成。它们是8位字节的十六进制数，或者BCD码十进制数。PDU串不仅包含可显示的消息本身，还包含很多其它信息，如SMS服务中心号码、目标号码、回复号码、编码方式和服务时间等。短信息正文经过十

23、六进制编码后被传送出去。PDU Mode被所有手机支持，可以使用任何字符集，它也是手机短消息默认的编码方式。基本上全国所有的电信局都提供支持PDU Mode的短消息业务。如果需要发送中文或者中英文混合信息，就必须使用PDU模式。PDU相当于一个数据包，它由构成消息(SMS)的信息组成。作为一种数据单一元，它必须包含源目的地址、保护(有效)时间、数据格式、协议类型和正文，正文长度可达140字节，它们都以十六进制表示。PDU结构根据短消息由移动终端发起或以移动终端为目的而不同。这里我们主要的是介绍手机PDU编码方式：PDU 相当于一个数据包，它由构成消息（SMS）的信息组成。作为一种数据单元，它必

24、须包含源/目的地址、保护（有效）时间、数据格式、协议类型和正文，正文长度可达140字节，它们都以十六进制表示。PDU结构根据短消息由移动终端发起或以移动终端为目的而不同。每条消息可以发送140个字节，由于本系统中最长的数据串没有超过140个字节，因此数据均可以用一条消息来发送。一般的PDU编码由A B C D E F G H I J K L M十三项组成。A：短信息中心地址长度，2位十六进制数(1字节)。B：短信息中心号码类型，2位十六进制数。C：短信息中心号码，B+C的长度将由A中的数据决定。D：文件头字节，2位十六进制数。E：信息类型，2位十六进制数。F：被叫号码长度，2位十六进制数。G：

25、被叫号码类型，2位十六进制数，取值同B。H：被叫号码，长度由F中的数据决定。I：协议标识，2位十六进制数。J：数据编码方案，2位十六进制数。K：有效期，2位十六进制数。L：用户数据长度，2位十六进制数。M：用户数据，其长度由L中的数据决定。J中设定采用UCS2编码，这里是中英文的Unicode字符。PDU编码协议简单说明例1 发送：SMSC号码是+8613800250500，对方号码消息内容是“Hello!”。从手机发出的PDU串可以是08 91 68 31 08 20 05 05 F0 11 00 0D 91 68 31 96 03 29 30 F0 00 00 0

26、0 06 C8 32 9B FD 0E 01对照规范，具体分析：分段 含义 说明08 SMSC地址信息的长度 共8个八位字节(包括91)91 SMSC地址格式(TON/NPI) 用国际格式号码(在前面加+)68 31 08 20 05 05 F0 SMSC地址 8613800250500，补F凑成偶数个11 基本参数(TP-MTI/VFP) 发送，TP-VP用相对格式00 消息基准值(TP-MR) 00D 目标地址数字个数 共13个十进制数(不包括91和F

27、)91 目标地址格式(TON/NPI) 用国际格式号码(在前面加+)68 31 96 03 29 30 F0 目标地址(TP-DA) 8613693092030，补F凑成偶数个00 协议标识(TP-PID) 是普通GSM类型，点到点方式00 用户信息编码方式(TP-DCS) 7-bit编码00 有效期(TP-VP) 5分钟06 用户信息长度(TP-UDL) 实际长度6个字节C8 32 9B FD 0E 01 用户信息(TP-UD) “Hello!”例2 接

28、收：SMSC号码是+8613800250500，对方号码消息内容是“你好!”。手机接收到的PDU串可以是08 91 68 31 08 20 05 05 F0 84 0D 91 68 31 96 03 29 30 F0 00 08 30 30 21 80 63 54 80 06 4F 60 59 7D 00 21对照规范，具体分析：分段 含义 说明08 地址信息的长度 个八位字节(包括91)91 SMSC地址格式(TON/NPI) 用国际格式号码(在前面加+)68 31 08 20 05 05 F0 

29、SMSC地址 8613800250500，补F凑成偶数个84 基本参数(TP-MTI/MMS/RP) 接收，无更多消息，有回复地址0D 回复地址数字个数 共13个十进制数(不包括91和F)91 回复地址格式(TON/NPI) 用国际格式号码(在前面加+)68 31 96 03 29 30 F0 回复地址(TP-RA) 8613693092030，补F凑成偶数个00 协议标识(TP-PID) 是普通GSM类型，点到点方式08 用户信息编码方式(TP-DCS) UCS2

30、编码30 30 21 80 63 54 80 时间戳(TP-SCTS) 2003-3-12 08:36:45  +8时区06 用户信息长度(TP-UDL) 实际长度6个字节4F 60 59 7D 00 21 用户信息(TP-UD) “你好!”25本章小结本章介绍了本设计中无线通信实现方式的选择，短信的发送与接收的基本原理及其通讯协议等，然后介绍了AT指令的名词术语等概念和本课题相关的几条AT指令，最后在本章中着重介绍了短消息的编码方式，特别是对PDU数据格式作了详细的介绍。第三章系统硬件设计31家电控制器的总体结构本课题的任

31、务是建立控制组件，它可以监控被连接的家用电器的状态。系统主要功能为：实现中文短消息的收发，根据接收到的短消息控制相应的家电，实现对家用电器的远程控制。图所示：图家电控制结构框图它主要由GSM模块TC35TC35、单片机及固态继电器LR32053组成。整个硬件框图如图所示：图硬件系统框图32 GSM模块TC35 的介绍TC35是西门子为适应各个专业领域对无线数据传输、语音传输及可开发性的需求推出的基于GSM900移动通信网络系统的OEM模块，功能上与TC35兼容，设计紧凑，大大缩小了用户产品的体积。TC35与GSM 22+兼容、双频(GSM900GSMl800)，RS232数据口、符合ETSI标

32、准GSM0707和GSM0705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、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，接口协议公开，方便用户的应用开发及设计。TC35模块主要特性与技术指标包括以下几点：频段为双频GSM900MHz和GSMl800MHz(phase 22+)：支持数据、语音、短消息和传真；高集成度(545mmX 36衄×36m)；质量为99；电源电压为单一电压3348V；可选波特率300bps-115kbps，动波特率48"-115kbps；电流消耗休眠状态为35mA，空闲状态为25mA，发射状态为300

33、mA(平均)，25A峰值：温度范围一一正常操作-20+5513，存放一30+85；SIM电压为3V18V。TC351模块如图3-3所示，从功能上看主要由4部分组成：GSM基带处理器、GSM射频部分、电源ASIC(Application Specific Integrated circuit)、Flash。GSM基带处理器是整个模块的核心，它由一个C166CPU和一个DSP处理器内核控制着模块内各种信号的传输、转换、放大等处理过程。GSM射频部分是一个单片收发器SMARTi，它由一个外差式接收器、上变频调制环路发送器(upconversionmodulation loop transmitter

34、)、一个射频锁相环路和一个全集成中频合成器4个功能块组成，共同完成对射频信号的接收和发送等处理。GSM模块电流变化非常大，空闲时电流小于35mA，而在通话期间电流最大可达23A，这就对供电电路提出了较高的要求。GSM模块电源ASIC部分使用线性电压调节器把外部输入的电源电压Vbatt+进行稳压处理后供GSM基带处理器和GSM射频部分使用，此外它还输出一个29V，170mA的电压供模块外的其他电路使用。GSM射频部分的功率放大器对电源电压要求不高，所以直接使用外部的输入电压Vbatt+，Flash用来存储一些用户配置信息、电话本和其他信息。TC35结构图，如图33所示：图 3-3 TC35系统框

35、图TC35共有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force)连接器引出。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1-14脚为电源部分：其中1-5为电源电压输入端Vbatt+，6一10为电源地GND，11、12充电引脚，13对外输出电压(供外电路使用)，14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻，24-29为SIM卡引脚：分别为CCIN，CCRST，CCIO，CCCLK，CCVCC和CCGND，3340为语音接口用来接电话手柄，30， 31和32脚为控制部分，15为点火线IGT(Ignition)，当TC35通电后必须给IGT一个

36、大于lOOms低电平，模块才启动，30为RTC backup，31为Power down，32为SYNC，16-23为数据输入输出分别为DSRO、RINGO、RxDO、TxDO、CTSO、RTSO、DTRO和DCDO。TC35的数据输入输出接口实际上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l位停止位，无校验位，波特率在300bps-115kbps之间可选，硬件握手信号用RTS0CTS0，软件流量控制用XoNXOFF，CMOS电平，支持标准的AT命令集。通过这一接口可以用AT命令切换操作模式，可以使它处于语音、数据、短消息或传真模式。33 STC89

37、C54单片机简介34 固态继电器继电器是本系统的执行机构，选用LR32053型固态继电器，它是采用固体半导体元件组装而成的一种新颖的无触点开关，具有开关速度快、工作频率高、使用寿命长、噪声低和动作快等优点，得到了广泛的应用。LR32053型继电器输入电流为5-40mA，关断电压15V，额定输出电流50mA，输出电压范围宽为3-240V，满足项目的要求。35系统电路原理图整个系统电路原理图由GSM模块、电源、电平转换、单片机四部分组成。351 GSM模块1、TC35启动模块TC35模块采用AT贺氏指令集。单片机可以通过正确的AT指令对TC35模块进行初始化和通信数据的接收发送。系统上电以后，首先

38、由单片机控制启动TC35。启动电路由开漏极三极管和上电复位电路组成。模块上电lOres后(电池电压须大于3v)，为使之正常工作，必须在15脚加时长至少为lOOms的低电平信号，且该信号下降沿时间小于Ims。启动后，15脚的信号应保持高电平。电路如图34所示：图 34 TC35启动模块2、SIM卡读卡电路SIM卡部分TC35基带处理器集成了一个与ISO 7816-3 IC Card标准兼容的SIM接口。为了适合外部SIM接口，该接口连接到主接口(40PINS ZlF连接器)。在GSMll1l为SIM卡预留5个引脚的基础上，TC35在ZIF连接器上为SIM卡接口预留了6个引脚，所添加的CCNC引脚

39、用来检测SIM卡支架中是否插有SIM卡，当插入SIM卡，该引脚置为高电平时，系统方可进入正常工作。SIM卡读卡电路如图3-5所示：图 3-5 SIM卡读卡电路352 电源部分电源采用单片机系统和TC35模块分别供电的方式。从而可以避免两部分相互干扰。单片机系统部分采用33V供电。所用单片机为ATmegal6，支持2755供电，高性能、低功耗的AVR8位微处理器，在33V工作时，电流不超过15 mA，选用LMI7805为其供电，LM7805可以提供1A的电流，可以为单片机系统提供足够的电流。TC35模块则需要33V-一48V供电，参阅资料该典型电压是42V，故用SPX29302芯片进行分压可得到

40、接近42V的41V， 在本系统中选择41V。其中可以提供2A电流的稳压芯片SPX29302，该芯片与MIC29302完全兼容，实际使用中发现稳压效果非常好，系统工作稳定。在这里注意470uF电容一定要使用钽电容，对电源的稳定非常重要。钽电容器体积小、容量大、漏电流低、使用寿命长、综合性能优异，能够很好的稳压和滤波。电路设计如图3-6所示：图 3-6 电源电路353电平转换部分该部分由电平转换电路、串口调试接口电路组成。1、电平转换电路与PC的串口通信需要一个电平转换芯片，来匹配电平。因为Pc串口的信号是负逻辑，而且单片机系统使用的是33V供电，故要选择支持33V与Pc串口电平转换的芯片MAX3

41、232。电路设计如图3-7所示：图 3-7 电平转换电路354单片机部分单片机部分是提供单片机工作的基本电路，主要由MCU、复位电路、晶振电路组成。1、 单片机复位电路部分图3-8 单片机复位电路2、 单片机时钟电路部分图3-9 单片机时钟电路36本章小结本章主要介绍了硬件系统的组成，并对家电远程控制系统中TC35、STC8C54及其外围电路进行了详细的描述，电路原理图经过电气检测无误后完成了制板。第四章 系统软件设计41控制终端实现方式家电控制器处于家庭工作现场，通常只完成数据的采集、处理和控制，任务相对单一、固定，无须使用功能强大的台式机来完成：考虑到节能和安装方便，控制器多为嵌入式系统。

42、根据整个无线远程家电控制系统所要实现的功能，和对数据处理与对家电控制能力的要求，控制器设计的复杂程度和采用的具体技术是不一样的，可以选用多种设计方式。在本课题中，只是对家用电器进行远程控制，不需要很强的实时功能，对数据处理要求不高，运算量也不大。所以选择了基于单片机的实现方式，以降低成本和控制功耗。42控制系统软件设计421前台软件设计本系统软件采用了前后台的设计方式，前台系统是主程序，后台是由所有的中断服务程序，如串口接收中断服务程序，定时器中断服务程序等功能模块组成。在程序设计过程中主要有2个开发重点：(1)单片机部分串口数据的接收。(2)短信部分PDU格式编解码。主程序流程图如4-1所示

43、，在main函数中实现。图4-1 主程序流程图主程序完成系统初始化，并负责处理来fl TC35的数据信息。l、Io初始化(1)并口设置，使能输出，引脚初始电平为低，使继电器处于断开状态。(2)串口设置，波特率：115200bpS，校验位：无，流控：无，数据位：8位，停止位：1位。(3)定时器设置，使能定时器，中断周期：10毫秒。2、变量初始化(1)清空缓冲区本软件为串口设置了专用的数据接收缓冲区，大小为200字节。足以满足功能的需要。这里所作的工作很简单，就是把缓冲区的状态置为writeonly(只写)，允许串口将所接收到的数据存入缓冲区。(2)继电器状态系统启动以后，继电器必须处于断开状态，

44、所以继电器状态被置为0(断开)。3、 TC35初始化(1)检测TC35是否就绪发送命令”ATrn给TC35，等待返回”0K。如果TC35在20秒内有返回，则说明模块就绪，可以进行其它的操作。如果模块在20秒内没有返回，则说明模块没有正常启动。此时复位模块继续上面的检测。(2)设置短消息工作参数发送AT+CIWI=2，2，0，0，lrn，设置为短消息直接输出。(3)从SIM卡中读取短信中心号码发送”AT+CSCA?rn读取短信中心号码，并存储在系统参数SysParaServerCenter中。4、短信处理这一部分对来自TC35的数据进行判断和处理，当为短信数据时，提取短信内容，并根据短信中的命令进行相应的操作。操作的步骤如图4-2所示：图4-2 短信处理流程图422串口数据的接收单片机部分串口数据的接收主要有串口接收中断和定时器中断服务程序，其中串口数据的接收采用中断方式，并配合定时器来实现，共同完成串口数据的接收。l、单片机部分串口数据的接收原理介绍由于TC35的数据包的长度不一，并且结束标志不固定，所以没有采用固定字符作为包的结束字符。同时为了保持数据接收的独立性，数据接收采用定时器来判断一包数据是否应该结束接收。当串口中断收到一个字节时，复位定时器，定时器每10毫秒中断一次，并置当前缓冲区为只读(readonly)，如果在10毫秒内没有收到下一字节，就说明接收完毕。每接收一