GSM網絡技術在網絡家電中的應用

1前言

　　隨著經濟的迅猛發展及生活質量的不斷提高，人們對居住環境的舒適度、安全性以及操作的便捷性等要求也越來越高。比如在炎熱的酷暑，希望一上班就能享受到空調帶來的涼爽；人們旅游在外時，希望能將家中的燈、電視機打開一段時間再關閉以造成有人在家的假象，提高家居的安全性；當小偷破壞車主的汽車防盜報警系統時，能觸發另一系統自動給正在外地辦事的車主手機或當地警察報警；還有半小時就下班了，現在就將家中電熱器打開燒水等等。再比如，現在很多商用空調（如電信基站用的空調）安裝在遙遠、偏僻、荒蕪人煙的場合，這些地方的氣候條件非常惡劣，且終年無人職守，要確保里面的設備能正常穩定運行，就必須時刻監控機房中的環境溫度、濕度、空調運行狀況，當遇到空調發生故障時應能及時、自動向控制中心或值班人員手機報警等。

　　在這些應用中，通過有線網絡（如有線Internet網絡和PSTN網絡）需要專用網線，實現起來不經濟也不方便。由于GSM網絡覆蓋范圍廣，用戶無需另外組網，且用戶數量無限制，因此比起傳統的有線集群系統具有無法比擬的優勢，加上GSM的SMS功能不受時間、地點的局限，使得利用GSM網絡構筑的網絡家電的應用前景越來越廣。為此，公司于2004年立項并成功開發出基于GSM網絡的網絡家電 - GSM網絡空調系統。

　　2 系統簡介

　　系統示意如圖1。

　　圖中系統可分為4部分；(1) PC（包括一個通過串口連接的無線調制調解器）或手機，通過GSM網絡發送或接收數據；(2)GSM網絡；(3) GSM網關，是PC和家電通訊的橋梁；(4) 網絡家電，可以是網絡空調、冰箱、電熱器具、電動窗簾等（下以空調為例）。

　　在該系統中，1臺PC可帶任意多個網關，通訊時根據網關的電話號碼（SIM卡號）來識別；1個網關可帶128臺（受485總線限制）網絡家電，根據網絡家電的地址來識別。網絡家電的高位地址表示家電的類別，如空調為1、熱水器為2等，而低位地址是由網關根據各類家電已登陸注冊的臺數按順序自動分配的。

　　網關是整個系統的技術關鍵，因此下面介紹GSM網關的設計。

　　3 GSM網關硬件設計

　　圖2是GSM網關原理圖。其中D101為89C58單片機；D106、D107一起組成外擴RAM，主要用于存貯網關下所有空調的即時狀態信息；GP101的型號為TC35模塊，與單片機通過RS232（D102）連接。該模塊是西門子為嵌入式設備設計的GSM雙頻通訊核心模塊，支持語音通訊、數據通訊和短信功能，具有GSM07.05定義的標準AT命令接口；D105為EEPROM，用于存儲通訊密碼、電話號碼、空調信息碼等，同時起到外部Watchdog作用；X102通過485總線（D101）接網絡空調。

　　由于GSM模塊在撥號及收發短信時有較強的射頻干擾，因此在設計PCB時應注意抗干擾問題。