基于TC-35的智能家居远程遥感系统的设计-科技论文发表

摘要：本文主要介绍运用AVR单片机以C语言来开发一套以无线模块（内部含有DS18B20测温模块）为温度监控器触发主控芯片控制短信息收发报警执行短信指定功能的智能家居系统，并给出了短信息发送系统的软、硬件及设计过程，以及当前无线控制的发展趋势，与目前无线通信的紧密连接。该系统基于GSM 原理利用手机通信的远程信息检视系统．该系统利用了手机短信的远距离收发与单片机的有效结合，最大特点是可实现安全远距离实时监控，并记录监控结果，由于利用了TC35模块，所以硬件相对简单，主要有无线模块、PC机、TC35模块、AVR单片机以及它们之间的串行接口，并进行编程来控制。PC机与TC35模块之间的通信协议采GSM通用通信协议，利用MSCOMM控件实现两者之间的通信，AVR单片机部分采用了无线模块，使检测和检控在不同的地点，确保全面检测。并且可以接收到

关键词：C语言  DS18B20测温模块  AVR单片机  串口通信  短信息收发 TC35模块  GSM  MSCOMM控件  无线模块
 
1 绪论
（1） 无线MODEM的现状及应用领域
随着计算机通信技术的发展，计算机网络监控已成为各种重要现场监控的必要技术手段，对于远程监控使用无线远程监控已经成为控制领域的发展趋势。GSM网络由于其覆盖范围广、信号较稳定、无同频干扰、保密性好、可处理大量的短消息、数据和传真传送等业务功能，而GSM短消息具有随时在线（Always Online）﹑不需拨号﹑价格便宜﹑覆盖范围广等特点，特别适合于需传送小流量数据的应用，而，广泛应用于油田、气象、港监、水网水文、环保监测、车辆船舶、移动作业等场所。以往这些领域往往采用集群通讯﹑CDPD网或有线MODEM来进行通讯，但这些技术大多存在通讯范围有限﹑费用高﹑每次通讯需先拨号等缺点。使用无线MODEM，这些问题便迎刃而解。
（2）无线MODEM的发展趋势
随着无线数据业务的快速发展，许多从来没有的应用从理想变成了现实，如车辆导航﹑远程监控﹑无线上网﹑无线POS﹑物流控制、社区安防等，越来越多的设备开始要求具备无线通讯能力。
2 无线MODEM设计的方案
（1）无线MODEM硬件电路的总体思路
此次设计研究的是——无线MODEM工作原理与工程实现短信息收发功能的信息系统，此设计硬件电路：基于单片机实现数据传输系统。基本原理：采用TC35模块与单片机通过串口进行连接，再串口使PC机与单片机进行通信。其系统原理框图如图2-1所示。
 
图2-1 系统原理框图
（2）无线MODEM设计软件工程实现的总体思路
整个软件系统主要实现数据的传输。C语言系列是E－TECH717E的AT指令控制数据的发送与接收。发送流程图如图2-2所示。
 
图2-2 发送流程图
接收短信息流程图如图2-3所示。
 
图2-3 接收系统流程图
整个信息接收系统是基于MSComm控件，利用收发AT指令进行数据交互，具体的实现是通过编码和解码的数据缓冲区来实现。
3.短信通信服务
（1）短信中心服务
GSM(Global System for Mobile Communication)网络除了提供话音服务外，还提供面向字符的短信服务(SMS，Short Message Service)。SMS占用信道的时间短、费用小，可使得两个GSM用户方便地进行点对点通信。由于因特网开发的时间较长，而且已经具有大量的支持软件，并形成了丰富的资源，因此目前众多的短信服务厂商几乎都与国际因特网相结合而形成统一的短信服务中心。如图3-1是中国移动通信集团短信网络的结构。
 
图3-1 中国移动通信短信息服务网络
（2）基于串行口的单机短信通信
GSM/GPRS/CDMA是目前商业化的移动通信网络，属于2.5G通信产品，都提供标准的短信服务。但由于其短信中心服务只授权给运营商，科研单位要想开展基于短信的应用研究，目前只能通过移动设备提供的与PC串行通信口来实现。其结构和原理如图3-2所示。
 
图3-2 通信结构原理图
(3) 基于串行口的短信通信
通过短信可实现有限字符的通信，也可实现用户与因特网服务器之间的有限字符传送。利用这一特点可实现用户通过无线移动网络与因特网之间的通信，进而实现远程控制的目的。这样的控制不受时间、地点和场所的限制。
4基于短信息的远程控制系统
 
图3-3 基于短信的油田控制系统结构
 最终达到的结果 
本次设计成功的运用AVR单片机以C语言来开发一套以无线系统为温度监控器触发主控芯片控制短信息收发报警功能的信息系统，能够通过手机接收和发送短信。达到了预期的结果。
主要实现的功能如下：
（1） 能够以无线模块作为室内温度智能监控，实时监控室内温度。解决了有线监控器到处拉线的麻烦，使监控系统更加人性化、智能化。（无线模块功能可任意拓展）
（2） 无线模块可自动检测周围环境温度当检测值超过设定值时能够自动启动发送数据给AVR主控芯片。
（3） AVR主控芯片正常接收无线模块发来的信号并处理。
（4） AVR主控芯片能够与TC35模块建立正常通信。
（5） 单片机控制TC35发送报警短信息到指定号码。
（6） TC35接收到手机号码传来的指令后传给AVR单片机。
（7） 单片机接收到指令后执行相应的行为。
 总结与感悟
本次设计是针对高度自动化进行控制系统的一小部分进行了设计，此产品广泛应用于自动控制的各个领域，实现了远距离无线控制。此次设计基本上达到了预期的目的，实现了其基本的功能。另外由于此次设计实现的功能简单，还有许多功能可以进行在此基础上进行扩展。经过此次设计，使我们对无线通信和无线自动控制方面的知识有了很深的理解。
参考文献
[1]《基于PROTEUS的AVR单片机设计与仿真》. 周润景，张丽娜 编著. 北京航空航天大学出版社
[2]《全国大学生电子设计竞赛单片机应用技能精解》. 蓝和惠 宁武 闫晓金 编著. 电子工业出版社
[3]《全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解》. 陈永真 韩梅 陈之勃 编著. 电子工业出版社
[4]《C语言程序设计（第三版）》. 谭浩强 编著. 清华大学出版社