基于GSM模块的智能控制系统*

邓彬伟，余世安

(1.湖北理工学院电气与电子信息工程学院，湖北黄石435003;2.诺亚舟教育控股有限公司，广东 深圳518112)

目前的家用电器远程控制系统一般是通过互联网或公共交换电话网来实现远程控制的。然而，随着手机日益普及，使得利用GSM短信息实现家居环境和家电的远程监控成为可能。它相对于电话远程控制而言，摆脱了电话线对设备的束缚;相对于电脑远程控制而言，降低了设备和使用成本。利用GSM网络来实现家居安防、温室、路灯、自动售货机等监控的研究已很多，这些研究大都是通过使用GSM网络远程控制继电器而实现的［1-3］。而本文设计的基于GSM模块的智能控制系统主要是针对目前许多带有红外遥控器的家用电器(如热水器、空调、电视、机顶盒等)，通过GSM网络和对家用电器遥控器的复制来实现家用电器的控制。

1 89C52单片机简介

89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS－51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合［4］。

89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线。89C52可以按照常规方法进行编程，但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC三种封装形式，以适应不同产品的需求［4］。

2 TC35i模块简介及其工作原理

TC35i从功能上看主要由四部分构成:GSM基带处理器、GSM射频部分、电源部分和FLASH存储器。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，它由一个外差式的接收器、上变频调制环路发送器、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3.5 mA，而在通话期间电流最大可达2.3 A，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2.9 V/70 mA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［5，6］。

3 系统设计

3.1 系统介绍

系统包含TC35i模块电路，温度传感器电路，红外接收及发射电路，声音报警电路，键盘及显示器电路六个部分。系统结构如图1所示:

图1 系统结构整体框图

基于GSM模块的智能控制系统主要以AT89C52单片机为智能控制中心，4×4键盘和1602LCD显示器作为人机交互设备。GSM通信模块选用TC35i，DSl820温度传感器用于温度采集;通过HS0038B红外接收头接收红外信号，完成红外信号的解调与放大;同时，利用AT89S52单片机P1.0口的方波发生器功能构成了红外信号的调制装置。并使用红外LED作为红外发射装置。

3.2 硬件电路的设计

系统硬件电路主要根据系统功能模块的需求来设计。在设计中需要注意以下几点。

(1)对于TC35i的模块控制，IGT信号非常的重要，只有正确的IGT信号才可以使得TC35i模块正常的运行。启动电路由开漏极三极管和上电复位电路组成。模块上电10 ms后(电池电压须大于3 V)，为保证整个系统正常启动，要求在电源加电时IGT必须保持大于100 ms的低电平信号后且该信号下降沿时间小于1 ms。启动后，15脚的信号应保持高电平。

电源通电后，+5 V电源通过电阻R对C充电，使电容正极上的电压慢慢上升，大约经过100 ms达到高电位使施密特触发器翻转、使系统被复位。硬件电路设计如图2所示。

图2 MSP430与SCA103T通信端口连接图

(2)GSM模块与PC机通讯时需注意串口电平，也就是需要MAX232进行电平转换后通讯。而GSM模块与单片机通讯时则要摘去MAX232，防止MAX232对串口进行干扰。

(3)显示部分采用封装尺寸较小的LCD1602，在调试电路时要注意使用电位器调好LCD的对比度，可通过3号脚进行调节。

3.3 软件设计

系统的主程序流程图如图3所示:

图3 主程序框图

这里对主程序发短信部分进行详细说明。这里串口RXD、TXD与TC35i模块直接相连，不需要进行电平转换。进入主程序先进行串口初始化，然后与TC35i模块联机，也就是发送AT指令。若返回OK则表明联机成功。然后再设定发送短信的模式及短信长度。

4 小结

GSM作为公用陆地移动通信网，具有其他通信方式所不可比拟的优越性，它通信范围广、传输数据可靠性高、短消息业务经济实惠，是远程无线数据传输系统比较好的一种数据传输方式。基于GSM模块的智能控制系统，充分利用了现有的GSM网和相关的成熟技术，由单片机、GSM模块TC35i、红外接收装置和温度传感器等构成的移动终端，可以很好地完成短信息的收发;适合远程控制带有红外遥控器的家用电器，并可及时报告家中的火警信息。

［1］薛栋梁.单片机原理与应用［M］.北京:水利水电出版社，2001:1－200.

［2］李鸿.用单片机控制手机收发短信息［J］.电子技术应用，2003，29(1):24 －26.

［3］Siemens AG.SMS with the SMS PDU Mode［M/CD］.Version 1.2IC.tom.

［4］陈明荧.8051单片机课程设计［M］.北京:清华大学出版社，2004:50－140.

［5］马潮.嵌入式GSM短信息接口的软硬件设计［J］.单片机及嵌入式系统应用，2003(7):21－24.

［6］刘红娟，徐菲，沈大伟，等.基于GSM模块的远程监测系统［J］.电子测试，2011(8):72－74.