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GSM移動通信系統(tǒng)中單片機技術(shù)的運用論文
摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人民生活水平的快速提高, 手機的普及和功能越來越廣泛。移動電話不僅可以作為信息交流的工具, 而且在工程建設(shè)中也得到了廣泛的應(yīng)用。單片機和GSM移動通信的應(yīng)用已經(jīng)成為最熱門的研究內(nèi)容之一。本文對集成單片機技術(shù)、GSM通信技術(shù)和需求控制繼電器進行了研究工作。
關(guān)鍵詞：單片機; GSM移動網(wǎng)絡(luò); 繼電器;
1 系統(tǒng)的概述
隨著移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展, 基于無線技術(shù)的各種增值業(yè)務(wù)也在慢慢改變著我們的生活環(huán)境和生活方式。無線技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為我們生活中不可缺少的一部分。本文利用數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò), 結(jié)合西門子的無線通信模塊和單片機技術(shù), 利用移動通信網(wǎng)絡(luò)中的短消息服務(wù), 對對象的信息進行傳輸和控制, 實現(xiàn)對繼電器的監(jiān)控。這樣, 人們就可以隨時隨地使用手機對遠程目標(biāo)進行監(jiān)控, 給人們的生活、工作和工業(yè)生產(chǎn)帶來極大的方便。
2 相關(guān)技術(shù)
(1) 單片機相關(guān)技術(shù)。單片機作為一種單芯片集成電路芯片來完成一定的邏輯功能, 還包括微系統(tǒng), 分別是中央處理器 (CPU) 、隨機存取存儲器 (RAM) , 只讀存儲器 (ROM) 和輸入/輸出端口 (I/O) 作為計算機部件的主要功能集成在微型計算機電路芯片。在本文中我們將采用STC系列89C51單片機。
STC89C51采用40管腳雙列直插DIP-40封裝, 其引腳圖如圖1所示:
圖1 STC89C51引腳圖
STC系列單片機的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器在物理結(jié)構(gòu)上是相互獨立的。當(dāng)系統(tǒng)擴展外部程序存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器的范圍可以達到最大64kb。該系統(tǒng)是用一個特殊的外部引腳RST復(fù)位。
(2) GSM移動通信相關(guān)技術(shù)。GSM移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由三部分組成:移動臺 (MS) 、基站子系統(tǒng) (BSS) 和交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) (NSS) , 該接口連接公共交換電話網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。
移動通信系統(tǒng)采用的是頻分多址 (FDMA) 和時分多址 (TDMA) 的混合多址技術(shù), 并采用跳頻方式。GSM信道分為物理信道和邏輯信道。一個物理信道為一個時隙, 通常被定義為給定TDMA幀上的固定位置上的時隙 (TS) 。邏輯信道是根據(jù)BTS和MS之間傳遞的消息種類不同而定義不同邏輯信道。
移動通信系統(tǒng)采用時分多址 (TDMA) 和頻分多址 (FDMA) 接入混合多址技術(shù), 并采用跳頻模式。GSM信道分為物理信道和邏輯信道。每個物理信道是一個時隙, 它通常被定義為在給定的TDMA幀上的固定位置上的時隙 (TS) 。根據(jù)BTS和MS之間傳輸?shù)牟煌愋偷南? 邏輯信道被定義為不同的邏輯信道。
3 硬件組成電路
本系統(tǒng)主要由電源電路模塊、單片機模塊、移動通信模塊以及繼電器模塊組成。其中主控芯片采用的STC89C51單片機, 使用者短信 (SMS) 發(fā)送后會由移動通信模塊作為介質(zhì)經(jīng)服務(wù)中心 (SMSC) 到達MCU里, 參照收到的指令, MCU控制繼電器模塊, 以達到控制要求。另外紅外發(fā)射和接收模塊用于輔助控制。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
單片機與移動通信模塊的軟件接口是通過與移動通信模塊有關(guān)的AT指令來控制移動電話。每個響應(yīng)指令需要移動通信模塊和單片機在過程中執(zhí)行完成, 并為每個數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)量有嚴格的規(guī)定, 移動通信模塊和單片機的雙方必須依照本條例的規(guī)定來執(zhí)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換, 否則, 就是失敗的通信。
系統(tǒng)軟件通過連接SIM卡TC35i無線通信模塊與計算機的串行端口實現(xiàn)遠程信息傳輸。隨著C語言的發(fā)展, 數(shù)據(jù)的分析、傳輸和打印都可以完成了。PC機發(fā)送AT指令, 操作指令和目的號碼發(fā)送給TC35i模塊。TC35i模塊將信息發(fā)送到短消息中心, 然后將信息發(fā)送到終端的TC35i模塊的短消息中心。終端設(shè)備讀取自己的TC35i模塊的數(shù)據(jù), 分析命令, 完成相應(yīng)的操作。
5 系統(tǒng)調(diào)試
當(dāng)所有工作完成后, 可對調(diào)試系統(tǒng)帶電進行調(diào)試, 首先要檢查所有的模塊之間的通信線連接正確, 然后連接到5V和12V直流電源, 與直流電源連接, 電壓不應(yīng)該是錯誤的, 但是不可以不知道正面和負面的權(quán)力, 否則系統(tǒng)無法正常運行的現(xiàn)象。
在所有的連接都正確連接, 對TC35i模塊的紅燈會亮接通電源時。紅燈顯示電源穩(wěn)定, 所有模塊正常工作。該模塊已通過當(dāng)前。紅黃燈將出現(xiàn)在明亮的陽光下, 交替出現(xiàn), 滯后時間也很接近, TC35i模塊搜索GSM移動網(wǎng)絡(luò)信號, 沒多久, 就看到黃色的燈光照耀下再次走出約2秒, 然后說TC35i模塊已成功注冊到GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)。注冊成功后, 黃色信號應(yīng)該保持閃爍。可以進行以下功能測試。在測試模塊的功能流程, 系統(tǒng)選用的波特率應(yīng)9600bps。
6 小結(jié)
本文通過建立移動通信網(wǎng)絡(luò)和單片機技術(shù), 實現(xiàn)了對設(shè)備的控制, 實現(xiàn)了遠程控制系統(tǒng)。短消息模塊主要用于接收和發(fā)送短消息給用戶的手機。無線通信技術(shù)在主控模塊和子功能模塊之間的通信中起著關(guān)鍵的作用。由于短消息在生活中的日常通信中起著非常重要的作用, 所以在移動通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遠程控制方案易于實現(xiàn), 且實時性要求不高, 在家居控制方面更為方便, 具有成本低、效率高的明顯優(yōu)勢。
參考文獻
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