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基于GSM远程监控系统的设计技术分类：工业电子| 2008-08-21:邓振杰齐建玲李志1 引言在现代信息技术飞速发展的今天，报警系统已进入一个高科技、智能化的时代。
短消息是目前利用最广泛的通信方案之一，它利用信令信道传输，直接把要发的信息加上目的地址发送到短信息服务中心，再由服务中心发给最终的信宿，具有实现简单、通信成本低、频谱利用率高、保密性好等特点。
本文提出一种基于GSM短消息的新型远程监控系统，该系统充分利用了GSM无线移动通信网络平台，可以实时、自动、方便、可靠地实现水源井的远程通信报警和监控，同时也适合于其他远程数据传输和无人值守的场合。
2 远程监控系统结构及工作原理远程监控系统包括监控中心和现场信号采集控制系统两大部分，其中监控中心由一台微机及MC35通信模块组成，而现场监控系统主要由PIC单片机、MC35模块及外围采集控制电路组成，其原理框图如图1所示。
系统中的数据指令的接收和发送都是通过发送或接收短信来实现的，无论是监控中心的MC35模块，还是现场监控系统的MC35模块或者是值班人员手机，发送短信时都是向短信中心发送，接收时也都是接收来自短信中心的信息。
系统中的数据采集部分（传感器）负责实时采集现场信号，因为采集的信号是模拟的，必须经过A/D电路转换为数字信号，才能被单片机程序使用。
PIC取得相应的数值后经主程序分析与设定值比较，控制输出电路各端口的电平，以驱动外围的控制电路动作；同时判断各监测值是否满足发送条件，若满足条件即通过通信模块向控制中心发送数据信息或向值班人员的手机发送报警信息。
平常现场正常时，则每隔一段时间向控制中心发送采集的信号数值，定期存入服务器数据库；另外，PIC单片机也通过MC35模块接收发自控制中心或手机的短信指令，经主程序分析处理后向外围电路发出控制信号或回复确认短信来完成指令任务。
图1 远程监控系统原理图监控中心负责接收各监测现场正常数据或异常报警数据信号，并对每次数据进行分析判断，显示各检测现场的状态，若接收到异常状态数据，服务器提供报警显示，值班人员可在服务器端向监测现场发送控制短信，以改变现场工作状态。
摘要在21世纪的今天，人们生活质量大大提高，物质生活日渐丰富，人们更看重生活的质量，更懂得享受生活，智能家居就应运而生了，而家用安防系统是智能家居领域中人们尤为关注的一块，于是各种安防系统也就有了市场。
系统主要基于单片机与GSM通信技术，单片机不断读取外部传感器信号量，通过串口向GSM Modem发送相应的AT指令，控制GSM Modem TC35i做出相应的动作，发送短信息向房主汇报家里实况该系统以单片STC89C52RC为核心作为控制模块，由GSM无线通信模块、传感器数据信息采集模块、液晶显示模块和报警模块组成。
通过传感器模块中光电传感器和温度传感器采集相关信号，经A/D转换模块转换成单片机可处理的数字信号，经过语音报警模块发出相关报警信号，将该信号通过GSM短信模块，借助GSM移动网络，以中文短消息，直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。
该系统具有安全保密性高，又不需要组建专用网络和维护网络，网络覆盖面广，因此与传统的监控系统相比有着其独特的优势。
关键词：STC89C52RC单片机；GSM网络；传感器；报警系统；ABSTRACTOn this day in twenty-first Century, people will greatly improve the quality of life is abundant, the material life personal property problems will gradually be more people's attention, and various security systems have a market.This system mainly based on SCM and GSM communication technology, the microcontroller continuously reading outside of sensor signals, through a serial port to GSM Modem send corresponding instruction, control the GSM Modem mig-at make corresponding action, sending short messages to the ownerThe system is MCU STC89C52RC the core as a control module, which is consist of the GSM wireless communication module, sensor data acquisition module, LCD module and alarm module. Photoelectric sensor module through the sensor and temperature sensor acquisition-related signals，through the A / D converter module into digital signals which a single chip can handle, after issuing the relevant alarm voice alarm module signals，the signal is through the GSM SMS module，with GSM mobile network, through Chinese short message, directly to the alarm location is reflected to your mobile phone screen.The theory is very simple and has high security, and there is no need to set up special networks and to maintain them, moreover the area of GSM networks covering is very wide, so this method has many particular advantages over conventional monitoring system.Key Words：STC89C52RC single chip microcomputer;GSM networks ；Sensor；Alarm system目录摘要 (1)ABSTRACT (2)前言 (3)第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2应用现状 (1)1.3发展前景 (2)1.4设计任务 (2)第二章系统总体设计 (3)2.1方案比较 (3)2.1.1 方案一——基于8031单片机的防盗报警监控系统设计 . 32.1.2 方案二——基于GSM网络的家居远程监控系统设计 (3)2.2 核心控制单元STC89C52RC模块——闪电存储型器件 (4)第三章系统模块及工作原理 (10)3.1 GSM无线通信——GPRS模块 (10)3.1.1 AT指令说明 (12)3.1.2 PDU编码规则 (13)3.1.3 RS-232串行接口 (14)3.2温度传感器 (19)3.2.1 DS18B20温度传感器 (19)3.2.2 LM75A-数字温度传感器模块 (25)3.3 DHT11湿度传感器 (26)3.4 光敏电阻 (28)3.4.1 工作原理 (29)3.5 显示模块 (30)3.5.1 方案1——采用LED液晶显示屏 (30)3.5.2 方案2——采用1602液晶显示器 (30)3.6 报警模块 (32)3.6.1 蜂鸣器方案选择 (32)第四章系统软件流程 (34)4.1系统程序的设计 (34)4.1.1 主程序流程图 (34)4.1.2 温度传感器流程 (35)4.1.3 液晶显示流程 (36)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)附图：设计总图 (42)前言为实现环境状态的自动、实时监测，无线传感网络由于其技术可靠、低功耗、成本低廉、开发周期短而得到了广泛的应用，但短距离通信这一特点一直制约着这一技术的广泛应用。
基于GSM网络的远程监控系统设计院系计算机学院专业计算机科学与技术班级学号姓名指导教师负责教师沈阳航空航天大学2012年6月摘要该设计是采用STC89C52单片机实现的基于GSM网络SMS短消息功能的家庭防火报警系统。
该系统主要由单片机STC89C52、TC35模块、DS18B20温度传感器、蜂鸣器报警器、数码显示管，其它基本外围电路组成。
借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，以最直观的短消息，直接把报警地点的情况反映到所设定的手机屏幕上。
该系统通过传感器检测家庭安全隐患，把检测结果送入单片机，通过单片机控制GSM Modem向预先设定好的手机号码发送报警信号。
同时配备蜂鸣报警器发出警报声，以及数码显示管显示现场当前的温度。
该设计融合了通信技术、计算机技术、测试技术、家庭安防技术等多个学科。
是一个涉及电子、通信、计算机软硬件的综合应用系统。
设计的系统运行稳定，性能良好，具有一定的应用前景。
关键词：GSM通信；远程监控；报警；STC89C52AbstractThe design using MCU STC89C52 is a family fire alarm system which is based on the GSM network SMS messaging function. The system mainly consists of MCU STC89C52, module of TC35, DS18B20 temperature sensor, buzzer alarm, digital display tubes and other basic peripheral circuit. With the most reliable, most mature GSM mobile network and the most intuitive message, it reflects the situation of the alarm location to set on the phone screen directly.The system detects the home security risks through sensor, puts the test results into the MCU and controls the GSM Modem through the MCU to send alarm signals to the predefined phone number. At the same time, it is equipped with a buzzer alarm warning sound, and digital display tube displays current temperature.The design combines communications technology, computer technology, testing technology, home security technology disciplines involved in electronics, and it is a comprehensive applications system which involve communications, computer hardware and software, the design of the system is running stable, good performance and with a certain application prospects .Keywords: GSM Communication; Remote monitoring; Alarm; STC89C52目录1 绪论 (1)1.1 开发背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 内容概述 (2)2 方案选择和论证 (3)2.1 方案1—基于8031单片机的防盗报警监控系统设计 (3)2.2 方案2—基于GSM网络的远程监控设计 (4)2.3 系统设计工具 (5)2.4 技术经济分析 (5)2.4.1 技术性分析 (6)2.4.2 经济性分析 (6)3 硬件系统设计 (7)3.1 核心单元STC89C52模块 (7)3.1.1 STC89C52单片机概述 (8)3.1.2 STC89C52单片机特性 (8)3.1.3 STC89C52引脚和封装 (9)3.2 GSM无线通信模块—TC35 (10)3.2.1 TC35使用技巧 (10)3.2.2 AT指令说明 (11)3.2.3 SIM卡 (11)3.2.4 RS232-串行接口 (12)3.3 温度采集模块 (14)3.4 数码管显示模块 (17)3.5 蜂鸣器报警模块 (17)4 软件系统实现 (19)4.1 主程序流程图 (19)4.2 温度子程序设计 (20)4.3 短信发送流程图 (21)4.4 短信接收流程图 (22)4.5 数码管显示子程序 (23)5 系统调试 (24)5.1 硬件测试 (24)5.1.1 静态调试 (24)5.1.2 联机调试 (24)5.2 软件测试 (25)5.3 系统调试 (25)6 测试结果 (26)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1 绪论1.1开发背景及意义随着我国经济的高速增长，人们对安防的要求也越来越高，有需求就有市场，安全已成为一个重要的课题，随着这个课题的出现，人们提出了多种多样的解决方案，在这么多种方案中，我认为，GSM技术的运用成为了不可或缺的因素，虽然我国地域辽阔，但是GSM网络却相当发达，稳定可靠，在安防中加入GSM 技术可大大提高响应速度，成本极低，又突破了传统安防受到地域时空的限制，成为了现代安防技术的发展方向，随着科学技术的不断发展，家庭安防技术已经成为家庭生活重要的一环，快速的响应，低成本，成为未来的一个重要的研究重点。
1.2国内外研究现状智能家庭己经成为一个重要的发展方向，国内外的许多学者在这个领域已经进行了深入的研究。
智能家居的范围很广，例如智能节能领域，可以根据人数的多少，智能调节温度的高低，光线的明暗，在生活应用领域，比如智能抄水表，电表的功能，冰箱的温度调节，甚至可以控制家中的智能机器人，吸尘器等家庭常用电器。
智能家居的模型已经渐渐形成。
在中国国内，物联网概念已经开始进入人们的视线，而智能家居为该领域的重要应用，未来，家庭的所有电器可能都能接入互联网，实现智能的远程监控及控制。
智能家居能让人们的生活更加方便，实现远在千里之外的实时掌控。
人们将进入一个智能和全面互联网的时代。
在世界范围，智能家居也得到广泛的应用和发展，在欧美一些发达国家，HSPA+甚至是LTE通信网络的无缝覆盖，使实时远程视频监控成为可能。
同时，远程监控终端不再局限于手机，普通PC，只要是能接入互联网，带有通信模块的任何类PC硬件都能实现监控，例如苹果的IPAD，或者安卓平板电脑。
在世界移动通信的迅猛发展下，智能家居的概念已经是模型走入了现实，将来为千千万万的普通用户所利用。
1.3内容概述传统的家庭报警系统，采集信号的传感器需要布线，由于集成在一个板子上，不仅有干扰，还限制了报警信号采集覆盖面，家中没人时报警无法及时通知事主。
随着全球移动通信系统(GSM)及移动通信网络的迅速普及，GSM的短信息系统以其快捷方便而且廉价的特点拥有广泛的用户。
本设计是基于GSM短信的远程报警系统，通过手机终端接收报警短信，利用温度传感器对可能出现的温度异常情况进行报警，通过短信发送特定的报警信息于预先设定好的手机号码，通知事主作出相应措施。
通过GSM网络，及时远在千里之外也能对家中发生的情况了如指掌使生活更安全更智能。
GSM技术是一项很成熟的通讯技术，GSM技术在我们的生活中无孔不入，与我们的生活息息相关，我们的手机就是以GSM模块为核心，实现通话和短信上网的功能，GSM技术成熟稳定，在家庭预防中占据重要的一环，随着3G技术的不断发展，将来有可能会出现视频远程监控技术，但是在现在来说，GSM 技术无疑是最合理，最理想的远程通信技术，本文中还采用了温度传感器，用来对现场进行温度的采集。
2 方案选择和论证2.1方案1—基于8031单片机的防盗报警监控系统设计系统可由单片机最小系统、报警信号输入和检测、驱动电路和声报警、移位寄存器和数码管等组成。
图2.1 方案1原理框图8031最小系统由8031、74LS373、EPROM2764组成。
报警信号的输入使用P1口的P1.0---P1.7接8位开关，分别表示8个不同的报警位置。
输出驱动和声报警电路由P3口的P3.5经同相放大器75451和蜂鸣器组成。
数码管显示电路使用8031的串行口经一个串入并出的移位寄存器扩展为并行输出口，控制一个七段数码管。
其功能是输入P1口的开关状态，检测是否有开关合上，若没有则继续检测；若有则检测是哪个开关合上了，然后去控制报警、显示，使数码管显示相应的号码，同时报警。
用8031单片机控制一个检测报警系统，与以往用数字逻辑电路组成的控制系统相比，用单片机组成的检测报警系统，应具有更大的灵活性，功能也更强，但是现如今的防盗监控系统需要与时俱进，这种传统的家庭报警系统，采集信号的传感器需要布线，由于集成在一个板子上，不仅有干扰，还限制了报警信号采集覆盖面，同时远程监控系统功能差，当家中没人时报警无法及时通知事主。
2.2方案2—基于GSM网络的远程监控设计根据要求，本方案采用了STC89C52单片机为核心，控制着其他模块的运转，其他模块包括GSM通信模块，温度传感器模块，蜂鸣器模块，数码显示管模块，简单的功能概述就是，单片机运转不断的采集现场的温度，如果温度一旦超过设定值，或者低于一定的设定值，那么单片机会指挥GSM通信模块向事先设置好的电话号码中发送短信提醒用户，起到预警的作用，为用户下一步要采取措施之前打好基础，本方案只是抛砖引玉，如果在往下发展，单片机不仅仅可以集成温度传感器模块，还可以是光线感应模块，或者是探测煤气值得模块，都可以把报警信息很快的传递到用户手中，同时发出警报，以本文为例，这只是智能家居的一个小模型而已，再者，本文也可以有这样的应用，如果现场采集到温度过高，那么单片机就可以控制窗户上的电机，启动电机打开窗户降温，或者是打开电风扇或者是空调开始降温，这样能起到环保节能的作用，形成一个有机的环境，大大的节约能源，为建设和谐社会做出贡献，同时也是低碳环保的一种生活态度。
如果本方案的温度传感器换成探测煤气值的模块，那也是相当有意义的一件事，比方说可以应用在家庭中，如果家中的煤气罐没有关紧或者天然气泄漏，那么单片机可以驱动窗户上的电机，打开窗户通风，同时打开排气扇，把煤气排除房屋，同时发出警报到用户的手机上，让用户及时知道，立即采取有效的措施阻止事态的进一步恶化，本方案用极小的代价，完成了预警的工作，不失为一种可靠的解决方案，再者，本方案还有这样的应用，如果单片机集成光线传感器，那么还可以预防有人进入房间或者保险柜里的光线有变化，都可以让用户及时的知道，方便用户采取下一步的措施，对用户的生命财产安全有一定的保障。
