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信息技术 基于ＧＳＭ短信的家电远程控制系统 余红珍何顶新 （华中科技大学控制科学与工程系） 摘要：为了给家庭用户创造一个智能、舒适的生活环境，设计了一个基于ＧＳＭ网络的小型家电远程控制系 统，该系统通过ＧＳＭ网以短消息的方式对远端家电设备进行监控。探讨系统的工作原理，并给出了系统的硬件 和软件的设计。 关键词：ＧＳＭ；远程控制；ＳＭＳ短信；ＡＴ命令 １引言 二十世纪九十年代以来，计算机、信息、电子、 控制、通信等技术得到迅速发展，现代家庭更加注重 生活品质，健康、安全、舒适、便捷成为人们的迫切 需要。智能家电控制系统为智能家居的一个重要组成 部分，为人们提供方便、安全、智能化、舒适的数字 化生活提供解决方案。现有的家电远程监控控制方式 主要是以下两种：英特网和固定电话网，两种远程监 控控制方式存在不足，前者必须在能上网的前提下才 能实现对家电的远程监控，而后者通过固定电话远程 监控时又存在剪线的安全隐患，因此它们在简洁、方 便、灵活、适时等方面难以满足要求。 ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ） 短信息数字通信平俞利用ＧＳＭ短消息进行远程无线 通信，它具有通讯成本低， 受通信线路及地区、 保密性高、可靠性高、抗干扰能力强，使用方便、灵 活，通讯快捷等特点。利用ＧＳＭ短信息系统进行无 线通信还具有双向数据传输功能，性能稳定，为远程 数据传送和监控设备的通信提供一强大的支持平台， 本文所介绍的远程监控系统就是基于此开发完成的。 ２系统结构 该系统由ＳＭＣ短信控制器、ＧＳＭ网络、用户手 机和家电设备构成，系统结构如图Ｉ所示。它具有数 据采集、控制、无线通信功能。通过ＧＳＭ网络和用 户手机进行双向的信息传输。将采集到的家电设备数 据信息以短信形式传送到用户手机，同时接收用户手 ２４ 机的控制命令，对 ｌ Ｓ 用 Ｊ一 家 Ｍ 户 家电设备实施相 电 Ｃ 誊 ＝： 手 应的控制。如对自 设 短 机 己家庭安装的电 备 信 控 器设备进行开机、 √ 制 停机、设温等操 器 作。 图１系统结构图 ２．１ ＳＭＣ短信控制器 ＳＭＣ短信控制器为整个监控系统的核心部分， 由四部分构成：ＧＳＭ通信模块、微处理器模块、温 度传感器 和输出控 制器，ＳＭＣ 短信控制 器的硬件 组成如图２ 爵 微处理器模块 一 — Ｇ通模Ｓ块Ｍ讯 ．、ｒ 图２ ＳＭＣ短信控制器的硬件组成 所示。 ２．２ ＧＳＭ通信模块 本设计选用的是ＳＩＥＭＥＮＳ ＴＣ３５系列的ＴＣ３５ｉ。 它是西门子推出的最新无线模块，功能上与ＴＣ３５兼 容，ＴＣ３５ｉ ＧＳＭ无线通讯模块性能十分可靠，可提 供短消息发送验证功能，当监控网络中心需要检查远 程的无线终端信息采集是否工作正常，可以发送检查 （ｋｅｅｐ ａｌｉｖｅ）短信，如远程终端出现故障，会显示发 送不成功。本模块设计紧凑，有效地缩小了控制器的 体积，它提供标准的ＵＡＲＴ串行接口，支持ＧＳＭ ０７．０５ 所定义的ＡＴ命令集的指令，为数据、语音、短消息 维普资讯 http://www.cqvip.com
和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应 用开发及设计。 ２．３微处理器模块 本系统采用８９Ｃ５ １单片机，它对整个系统起总体 控制作用，它采用的是ＣＭＯＳ工艺，功耗低。温度 传感器采用ＤＳ１８２０，采用独特１－ＷＩＲＥ总线协议， 它仅有３个引脚，只需一根口线即实现与ＭＣＵ单片 机的双向通讯，具有连接简单，高精度，高可靠性等 特点，并且大大减少了对单片机Ｉ／Ｏ口的占用。输出 控制器由继电器驱动电路组成，单片机的Ｉ／Ｏ通过继 电器驱动电路控制家电设备的电源的开关。 ３系统的工作原理 微处理器与ＧＳＭ模块采用串行异步通讯接口， 用ＲＳ２３２电缆方式连接，通过串行接口集成电路和电 平转换电路与ＴＣ３５ｉ模块连接，微处理器通过串行接 口直接向ＧＳＭ模块下发ＡＴ命令完成对ＴＣ３５ｉ模块 的初始化和基于ＧＳＭ业务的数据收发功能。表１列 出了与ＳＭＳ相关的一些常用的ＧＳＭ ＡＴ指令。 表１ ＧＳＭＡＴ指令 ＡＴ指令 功能 ＡＴ＋ＣＭＧＣ Ｓｅｎｄ ａｎ ＳＭＳ ｃｏｍｍａｎｄ（发｝｝＿ｊ一条短消息命令） ＡＴ＋ＣＭＧＤ Ｄｅｌｅｔｅ ＳＭＳ ｍｅｓｓａｇｅ（￣Ｏ除ＳＩＭ卡内存的短消息） ＡＴＳｅｌｅｃｔ ＳＭＳ ｍｅｓｓａｇｅ ｆｏｒｍａｔｅ（选择短消息信息格 ＋ＣＭＧＦ 式：０－ＰＤＵ；１－文本） Ｌｉｓｔ ＳＭＳ ｍｅｓｓａｇｅ ｆｒｏｍ ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ ｓｔｏｒｅ（Ｙ０出ＳＩＭ ＡＴ＋ＣＭＧＬ 读卡中的短消息ＰＤＵ／ｔｅｘｔ：０／”ＲＥＣ ＵＮＲＥＡＤ”一未 ，１／”ＲＥＣ ＲＥＡＤ”一已读，２／”ＳＴＯ ＵＮＳＥＮＴ”一 待发，３／”ＳＴＯ ＳＥＮＴ”一已发，４／”ＡＬＬ”一全部的） ＡＴ＋ＣＭＧＲ Ｒｅａｄ ＳＭＳ ｍｅｓｓａｇｅ（读短消息） ＡＴ＋ＣＭＧＳ Ｓｅｎｄ ＳＭＳ ｍｅｓｓａｇｅ（发送短消息） ＡＴ＋ＣＭＧＷ 入待发的短消息）Ｗｒｉｔｅ ＳＭＳ ｍｅｓｓａｇｅ ｔｏ ｍｅｍｏｒｙ（向ＳＩＭ内存中写 ｉＡＴ＋ＣＭＳＳ 中发送短消息）Ｓｅｎｄ ＳＭＳ ｍｅｓ ｓａｇｅ ｆｒｏｍ ｓｔｏｒａｇｅ（从ＳＩＮＩＭ内存 ＡＴ＋ＣＮＭＩ Ｎｅｗ ＳＭＳ ｍｅｓｓａｇｅ ｉ ｃａＪｊｏｎｓ（显示新收到的短消息） ｛ＡＴ＋ＣＰＭＳ Ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ ＳＭＳ ｍｅｓｓａｇｅ ｓｔｏｒａｇｅ（选择短消息内存） ｛ＡＴ＋ＣＳＣＡ ＳＭＳ ｓｅｒｖｉｃｅ ｃｅｎｔｅｒ ａｄｄｒｅｓｓ（短消息中心地址 ｛ＡＴ＋ＣＳＣＢ Ｓｅｌｅｃｔ ｃｅｌｌ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｍｅｓｓａｇｅｓ（选择蜂窝广播消息） ＡＴＳｅｔ ＳＭＳ ｔｅｘｔ ｍｏｄｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（设置短消息文本 ＋ＣＳＭＰ 模式参数） ＡＴ＋ＣＳＭＳ Ｓｅｌｅｃｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ（选择短消息服务） 根据ＧＳＭ ０７．０５的定义，ＳＭＳ短信息的发送和 接收模式共有三种：Ｂｌｏｃｋ模式、基于ＡＴ命令的Ｔｅｘｔ 模式和基于ＡＴ命令的ＰＤＵ模式。使用Ｂｌｏｃｋ模式需 要模块生产厂家提供驱动支持：而用于中英文短信息 传送应使用ＰＤＵ模式，只传送英文短信息（纯文本 格式）使用Ｔｅｘｔ模式。Ｔｅｘｔ模式的短信息发送和接 收比较简单，本系统发送和接收的数据都是基于数字 的温度数据和开关控制命令，因此采用Ｔｅｘｔ模式发 送和接收短信息。 用户用手机按格式编辑短信息发送到ＧＳＭ通讯 模块，ＧＳＭ通讯模块将所接收的数据进行解包校验 并将完整的命令通过ＲＳ２３２接口下传到微处理器，微 处理器对收到的短信进行过滤，检查是否是已设号码 的用户所发的符合命令格式的有效短信，单片机会检 测收到的命令码里面的地址是否和本机的地址一致， 地址一致后再根据命令码决定是采集温度数据命令 还是控制电器的开关命令，若是前者，微处理器读取 温度传感器数值，将采集到的温度数据再通过ＲＳ２３２ 送入ＧＳＭ通讯模块，ＧＳＭ通讯模块将数据以短信息 方式传输给用户手机。若是后者微处理器控制继电器 的吸或合以控制电器的开和关。在每一次进行打开或 关闭电器的操作之后，都会进行５秒的延迟以保证电 器的开关频率 一 不会过于频繁 而损坏电器， 之后，单片机 再次回到等待 命令的状态。 ４软件设计 软件流程 如图３所示。 系统程序 流程软件设计 的重点在于单 片机的编程。 （下转第４Ｏ页） ２００６年第２期广东自动化与信息工程２５ 维普资讯 http://www.cqvip.com
真功能，给各项超速试验提供了非常方便的手段。 （４）在低压透平油系统系统中使用国产的低压 电磁阀，比进口电磁阀在抗污染及防卡塞方面更具有 程度也越来越高，这些不同的控制系统势必被一个分 散控制系统所替代。作为大容量汽动调速给水泵的新 技术，ＭＥｉｔ和ＭＥＴＳ的结合应用将会越来越普遍，技术 也会越来越成熟。 优势，提高了保护动作的可靠性。 ６结语 一参考文献 【１】张玉铎，王满稼．热工自动控制系统．北京：水利电力出版 社，１９８５：１８４￣２０７ 【２】李飚．火电机组ＯＰＣ超速保护动作特性分析．电力安全技 术，２００５，７（１２）：２１ ２２ 些老电厂存在很多应用不同的控制系统控制 不同的设备的现象，随着科技水平的提高和分散控制 系统在电厂应用的可靠性的提高，电厂技术的自动化 Ｔｈｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｂｏｉｌｅｒ Ｆｅｅｄ－ｗａｔｅｒ Ｐｕｍｐ Ｔｕｒｂｉｎｅ（Ｂｆｐｔ） Ｌｉ Ｗａｎｈｕａ （Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｙｕｅｈｕａ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｔｄ．） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｔＯ ｏｆ ＢＦＰＴ ｉｎ ｕｎｉｔ ｏｆ Ｈｕａｎｇｐｕ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ．ａｎａｌｙｚｅｓ ｈｅ ｔｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎ ＭＥＨ ａｎｄ ＭＥＴＳ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＭＥＨ：ＭＥＴＳ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｏｖｅｒｓｐｅｅｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｏｖｅｒｓｐｅｅｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＤＰＵ 作者简介： 李婉华，女，１９７２年出生，大学，现从事电力生产过程自动化、电力生产程控保护等方面的工作。 （上接第２５页） 方向。另外，系统通用性强，只要稍加改造就能用到 其它远程控制系统中，无人值守、遥控遥测、数据采 集、车辆安全等领域。 参考文献 【１】秦龙．基于ＧＳＭ网络的环境监控系统的实现［Ｊ］．计算机 工程与设计，２００６，２７（６）：１０３３—１０３５ 首先通过串口对ＴＣ３５ｉ模块进行初始化，初始化的工 作包括设置串口速率、无线网络登陆以及设置短信模 式。接下来，进入循环等待，监控是否有短信到来， 若收到短信，则转入相应子程序进行处理。 ５结语 系统经实验运行，工作稳定可靠，实时性好，可 以广泛地应用于城市社区，符合未来家电智能化发展 【２１宇孟涛．现代通讯新技术【Ｍ１．西安：西安电子科技大学出 版社．２００１：９３—９５ 【３】赵亮，侯国锐．单片机Ｃ语言编程与实例【Ｍ】．北京：人民邮 电出版社，２００３：３２３ ３２６ Ｒｅｍｏｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ａｐｐｌｉａｎｃｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＧＳＭ Ｙｕ Ｈｏｎｇｚｈｅｎ Ｈｅ Ｄｉｎｇｘｉｎ （Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｓｍａｌｌ ｓｃａｌｅｄ ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｄ ｏｎ ＧＳＭ ｉｅｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ａｎ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ ｆａｍｉｌｙ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｉｔ ｃｏｎｔｒｏｌｓ ｒｅｍｏｔｅｌｙ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｐｐｌｉａｎｃｅ ｂｙ ｓｈｏｒｔ ｍｅｓｓａｇｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ＧＳＭ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｎｄｐｒｅｓｅｎｔａｓｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＧＳＭ；Ｒｅｍｏｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＳＭＳ Ｓｈｏｒｔ Ｍｅｓｓａｇｅ；ＡＴ Ｏｒｄｅｒ 作者简介： 余红珍，女，１９７０年生，硕士研究生，研究方向：计算机控制及应用的研究。
