基于GSM和MCU的遠程家電控制系統

短消息業務（sms）作為gsm的一種增值服務，在遠程智能控制系統中得到了廣泛的應用，基于gsm短消息的遠程家電控制系統，克服了電話遠程家電控制系統電話費用高，控制時間長等的缺點，具有良好可擴展性和實用價值。

近年來，短消息業務（sms）作為gsm的一種增值服務，隨著gsm網絡覆蓋范圍的不斷擴大，得到了迅速發展，它具有傳輸速度快，費用低，不占用語音通信通道等優點，因而在遠程智能控制系統中得到了廣泛的應用，如：基于gsm和gps的車輛跟蹤監視系統，基于gsm的遠程led信息發布系統等，筆者結合具體項目，設計了一套基于gsm短消息的遠程家電控制系統，克服了電話遠程家電控制系統電話費用高，控制時間長等缺點，取得了較好的效果。

系統組成

系統組成如圖1所示：由gsm模塊tc35、單片機89c52、驅動三極管9013及固態繼電器jgx-50f組成。

gsm模塊

gsm模塊選用tc35，它是西門子公司最新推出的無線通訊模塊，可以快速安全的實現數據、語音等的傳輸，短信息服務sms和傳真，可以工作在gsm 900khz和1800khz兩個頻段，rs232數據口符合etsi標準gsm0707 和gsm0705，且易于升級為gprs 模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標準的at 命令接口，為數據、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應用開發及設計。

tc35的構成框圖如圖2所示，從功能上看主要由四部分構成，gsm基帶處理器、gsm射頻部分、電源部分和flash存儲器構成。gsm基帶處理器是整個模塊的核心，它由一個c166cpu和一個dsp處理器內核控制模塊內各種信號的傳輸、轉換、放大等處理過程。射頻天線部分主要實現信號的調制與解調，實現外部射頻信號與內部基帶處理器之間的信號轉換，匹配電源為處理器以及射頻部分提供所需的電源，40芯的zif插座為用戶提供包括電源、數據輸入輸出、sim卡音頻接口和控制等的接口。

mcu

單片機作為主控單元，在系統中起著核心作用，本系統選用atmel公司的at89c52，它是一款低功耗、高性能的單片機，內部有8k字節的flash memory，該芯片運用了atmel公司先進的高密度非易失性存儲技術，具有與51系列單片機完全兼容的指令集和引腳輸出，89c52內部有256字節的ram，32根可編程i/o口線，3個16位定時計數器，6個兩級中斷源，1個全雙工的串行口。

固態繼電器ssr

繼電器是本系統的執行機構，選用jgx-50f型固態繼電器，它是采用固體半導體元件組裝而成的一種新穎的無觸點開關，具有開關速度快、工作頻率高、使用壽命長、噪聲低和動作快等優點，得到了廣泛的應用。jgx-50f型繼電器輸入電流為5-40ma，關斷電壓1.5v，額定輸出電流50ma，輸出電壓范圍寬為20-220v，滿足項目的要求。

硬件設計

gsm與mcu接口電路設計

單片機通過p1.0和p1.1控制tc35的開關機、復位等，通過串口與tc35進行數據通信，通信速率為9600kbps，采用8位異步通訊方式，1位起始位，8位數據位，1位停止位。圖3顯示了單片機和tc35接口的關鍵部分：

1)tc35模塊輸入輸出的ttl正電平邏輯不是+5v，而是+2.9v，因此，必須對該輸入電平進行邏輯轉換，系統通過在集電極開路緩沖器7407的輸出端加上拉電阻完成電路邏輯的轉換。

2)系統加電后，為使tc35進入工作狀態，必須給igt加一延時大于100ms的低脈沖，電平下降持續時間不可超過1ms。啟動后，igt應保持高電平(3.3v)。驅動igt時tc35供電電壓不能低于3.3v，否則tc35不能激活。

3) zif連接座的ccin引腳用來檢測sim卡是否插好，如果連接正確，則ccin引腳輸出高電平，否則為低電平。

mcu與ssr接口電路設計

單片機與固態繼電器的接口如圖4所示，由于單片機的灌電流僅為20ma，不足以驅動繼電器，同時也為提高其驅動能力和抗干擾能力，系統增加了驅動電路，由三極管t與電阻r組成的放大電路構成，二極管d構成泄放回路，用以在系統斷電時迅速將繼電器自感電動勢迅速拉低，起到保護作用。

軟件設計及系統工作原理

mcu對gsm模塊控制的實現

tc35模塊采用at賀氏指令，單片機可以通過正確的at指令對tc35模塊進行初始化和短消息的接收，對短消息的控制共有三種模式:block模式、pdu模式和text模式。使用block模式需要手機生產廠家提供驅動支持，目前，pdu模式已取代block模式，而text模式不支持中文，因此本系統使用pdu模式進行短消息接收。系統上電以后首先對tc35進行初始化，內容主要包括：

1)設置短消息中心號碼at+csca=“+8613010761500”。(該號碼因地區不同而設置不同)。

2)設置短消息格式at+cmgf=0 (0代表pdu格式)。

3)設置短消息存放的位置at+cpms="sm"。(sm表示將短消息存放在sim卡中)。

4)設置短信到達通知at+cnmi=1，1，0，0，1。此命令可使模塊在短消息到達后向單片機發送指?lt;cr>+cmti：“sm”，index(信息存儲位置)。

另外，在系統操作過程中還用到了讀取短消息指令at+cmgr=index及刪除短消息指令at+cmgd=index及sim卡狀態查詢命令at^scks。

系統工作原理

系統上電以后，首先由單片機控制igt啟動tc35，然后用at^scks?查詢sim卡狀態，若sim卡正確安裝，則模塊返回指令^scks:<1>，<1>ok，再由單片機控制tc35完成模塊的初始化，單片機進入睡眠狀態。當有新短消息到達時，由tc35模塊向單片機發送指令將其喚醒，單片機讀取短信內容，并對其進行解碼，并根據短信內容控制i/o口輸出高低電平，控制繼電器動作，完成對家用電器開啟與關閉的控制，處理完畢后用at+cmgd=index指令將其從sim卡中刪除，然后重復上述過程。

結束語

本設計方案充分借助于gsm網絡的短消息業務，為遠程家電的控制提供了一種靈活、方便的方法，具有良好可擴展性和實用價值。