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基于GSM的远程报警系统的设计.doc
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基于GSM的远程报警系统的设计.doc
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基于 GSM 的远程报警系统的设计
I
基于 GSM 的远程报警系统的设计
内容提要:GSM(G10bal System for Mobile Communication)网络是基于时分多址技术和
频分多址技术的通信网络体系,属于第二代通信技术(2G)。随着 GSM 网络的迅速普及和移
动通信技术的飞速发展,新技术和新业务的开发和应用己提到十分重要的位置。利用 GSM
网络作为无线智能监控系统的信息传输平台是一种很有效的方法,其原理简单,安全保密
性高,又不需要组建专用网络和维护网络,加上 GSM 网络覆盖面广,因此与传统的监控系
统相比有着其独特的优势。
利用综合移动通信技术、计算机技术和自动控制技术成功实现了基于 GSM 网络的智能
监控模块的设计。该模块硬件是由两部分构成,一部分是监控主板,主要由单片机 16F877A
和外围电路部分、LCD 部分和外围电路部分以及主动式热释电红外 感应器和外围电路部分
构成,主要完成对外界信息量的采集、监测、显示功能,并在需要报警的时候发送预先存
储在芯片中的信息;另一部分是无线 MODEM,由 GSM 引擎 TC35i 及其外围电路以及串行通信
和其外围电路构成,主要完成短信息的发送和接收,以及在紧急情况下的短信报警功能。
本论文围绕“单片机控制 GSM 模块收发短信”这一热点课题,阐述了相应的 GSM 无线
终端的设计方案、开发方法和开发过程,在设计中利用 Microchip 公司的 8 位 PIC16F877A
单片机和 Siemens 公司的最新一代 GSM 模块 TC35i 实现了一款具有短信收发功能的 GSM
Mode 二原型。利用此 Modem 原型,可以在应用系统之间以此 Modem 和 GSM 网络为纽带,实
现远地数据的传输。
关键词:GSM 智能监控 GSM 网络 TC35i PIC16F877A SMS AT 命令
II
Based on the GSM module long_range warning system
Abstract:Because quick universality and ambulation of GSM network correspond by
letter to technically fly to soon develop, new technique with new development and
application of the business have been a very important position.Using GSM network as
wireless intelligence supervision system of information's delivering platform be a kind of
very valid method, it uses simpler principle is simple, safer confidentiality, and then don't
need the set to set up an appropriation network and support a network, plus a GSM
network to overlay noodles widely, so compare with traditional supervision system to
have its special advantage.
Comprehensive move a correspondence technique, calculator technique and
automatically control a technique, the author successfully carried out to supervise and
control a mold piece according to the intelligence of the GSM network of design.The
mold's piece hardware constitutes to two parts, a part is to supervise and control main
plank, mainly constitute to the CPU and the outer circle part, LCD part and outer circle
electric circuit, the monitor of main quantity and numerical quantity of the completion
emulation, and display monitor appearance on the LCD in time, and at the time of
needing to be report to the police send out in advance saving in the information in the
chip;Another part is a wireless MODEM, constitute to the GSM- powered TC35i and its
outer circle electric circuit, main completion send out of message and receive, and at
urgently under the circumstance of the message report to the police function.
This thesis circumambience a hot topic in "single slice machine control the
GSM mold piece receive and dispatch a message", elaborated a homologous
GSM wireless terminal of design project, development method and development
process, made use of 8 bit AT89S51s of Atmel company a single slice machine
and Siemens company most the new generation GSM mold piece TC35i to carry
out a GSM Mode which has a message to receive and dispatch function in the
design is two prototypes.Make use of this Modem prototype, can take this
Modem and GSM network as bridge to take between the applied system, carry
out far a deliver of data.
Key words: the intelligence supervise and control GSM TC35i SMS
III
目 录
一、引言 ...............................................................................................................................................................1
(一)本课题的背景 ...................................................................................................................................1
(二)本课题的目的和意义 .......................................................................................................................3
(三)国内外的研究现状及发展趋势 .......................................................................................................5
(四)研究的内容和方法 ...........................................................................................................................7
(五)论文主要完成的工作 .......................................................................................................................8
二、总体方案设计 ...............................................................................................................................................9
三、硬件部分设计 .............................................................................................................................................10
(一)单片机 16F877A 基本电路设计 .....................................................................................................10
(二)单片机与 LCD 显示电路的设计 .....................................................................................................13
(三)单片机与红外传感电路的设计 .....................................................................................................14
(四)单片机与 MXA232 串行通信电路的设计 .......................................................................................14
(五)接收电路中的报警电路设计 .........................................................................................................15
(六)发射电路的控制按键设计 .............................................................................................................16
(七) TC35i 通信模块 ............................................................................................................................16
1. GSM 概述 ........................................................................................................................................16
(1)GSM 的涵义 ................................................................................................................................16
(2)GSM 的特点 ................................................................................................................................17
(3)GSM 的发展现状 ........................................................................................................................17
(4)GSM 的技术资料 ........................................................................................................................19
(5)GSM 通信系统的组成 ................................................................................................................23
2.GSM 模块 TC35i 介绍 ......................................................................................................................24
3.TC35i 外围应用电路 ......................................................................................................................26
四、系统软件设计 .............................................................................................................................................30
(一)TC35i 模块的初始化 ......................................................................................................................30
1. 系统通讯协议 ...............................................................................................................................31
2. 系统模块程序设计 .......................................................................................................................31
(二)LCD 模块的软件设计 ......................................................................................................................33
(四)串行通行模块程序设计 .................................................................................................................33
五、结论及展望 .................................................................................................................................................34
致 谢 ...................................................................................................................................................................34
附 录 ...........................................................................................................................................................35
附录一 16F877A 控制 GSM 程序.....................................................................................................35
附录二 16F877A 控制 LCD 模块程序 .............................................................................................36
附录三 16F877A 控制信息采集程序 ................................................................................................37
附录四 串行通信程序 .......................................................................................................................42
附录五 16F877A 控制按键程序 ........................................................................................................43
附录六 主控程序 ...............................................................................................................................44
参考文献 .....................................................................................................................................................46
1
一 、 引 言
(一)本课题的背景
20 世纪 80 年代中期,当模拟蜂窝移动通信系统刚投放市场时,世界上的发达国家就
在研制第二代移动通信系统。其中最有代表性和比较成熟的制式有泛欧 GSM ,美国的
ADC(D-AMPS)和日本的 JDC(现在改名为 PDC)等数字移动通信系统。在这些数字系统中,GSM
的发展最引人注目。1991 年 GSM 系统正式在欧洲问世,网络开通运行。GSM 系列主要有
GSM900、DCS1800 和 PCS1900 三部分,三者之间的主要区别是工作频段的差异。蜂窝移动
通信的出现可以说是移动通信的一次革命。其频率复用大大提高了频率利用率并增大系统
容量,网络的智能化实现了越区转接和漫游功能,扩大了客户的服务范围,但上述模拟系
统有四大缺点:各系统间没有公共接口;很难开展数据承载业务;频谱利用率低无法适应
大容量的需求;安全保密性差,易被窃听,易做“假机”。尤其是在欧洲系统间没有公共
接口,相互之间不能漫游,对客户造成很大的不便。GSM 数字移动通信系统源于欧洲。早
在 1982 年,欧洲已有几大模拟蜂窝移动系统在运营,例如北欧多国的 NMT(北欧移动电话)
和英国的 TACS(全接入通信系统),西欧其它各国也提供移动业务。当时这些系统是国内系
统,不可能在国外使用。为了方便全欧洲统一使用移动电话,需要一种公共的系统,1982
年,北欧国家向 CEPT(欧洲邮电行政大会)提交了一份建议书,要求制定 900MHz 频段的公
共欧洲电信业务规范。在这次大会上就成立了一个在欧洲电信标准学会(ETSI)技术委员会
下的“移动特别小组(Group Special Mobile)”,简称“GSM”,来制定有关的标准和建议
书。
我国自从 1992 年在嘉兴建立和开通第一个 GSM 演示系统,并于 1993 年 9 月正式开放
业务以来,全国各地的移动通信系统中大多采用 GSM 系统,使得 GSM 系统成为目前我国最
成熟和市场占有量最大得一种数字蜂窝系统。截至 2002 年 11 月,中国手机用户 2 亿,比
2001 年年底新增 5509.2 万。GSM 系统有几项重要特点:防盗拷能力佳、网络容量大、手
机号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量
低。目前我国主要的两大 GSM 系统为 GSM 900 及 GSM1800,由于采用了不同频率,因此适
用的手机也不尽相同。不过目前大多数手机基本是双频手机,可以自由在这两个频段间切
换。欧洲国家普遍采用的系统除 GSM900 和 GSM1800 另外加入了 GSM1900,手机为三频手机。
在 我 国 随 着 手 机 市 场 的 进 一 步 发 展 , 现 也 已 出 现 了 三 频 手 机 , 即 可 在
GSM900\GSM1800\GSM1900 三种频段内自由切换的手机,真正做到了一部手机可以畅游全世
界。
早期来看,GSM900 发展的时间较早,使用的较多,反之 GSM1800 发展的时间较晚。物
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