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天津工程师范学院毕业设计（论文）任务书毕业设计开题报告基于GSM网络的远程温度监测系统设计学院：电子工程学院班级：应电0812班学生姓名：熊丽红指导老师：于万霞副教授2012年12月16日毕业设计开题报告研究目的GSM移动通信网络的迅速普及和竞争的日益激烈，使得新技术和新业务的开发和应用提到了一个十分重要的位置。
短消息业务（SMS）作为GSM网络的一种基本业务，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视。
随着工农业生产的发展，对温度环境要求越来越高，使得温度的测量与控制应用更加广泛。
特定场合下由于监测地点比较分散、偏远、环境对工作人员身体健康有害等，采用传统的温度测量方式周期长、成本高，而且工作人员必须到现场进行测量，因此工作效率非常低，且不便于管理。
基于GSM的远程温度控制系统，通过现有的GSM网络将监测结果以短信方式发送至相应监测终端（如手机、PC机），通过控制中心分析处理，进行远程控制。
系统具有结构简单、可靠性高、成本低等特点。
监测分站和监测中心之间通过短消息方式传送数据。
这种方式采用GSM模块就能实现短消息的传送，实现简单，控制方便。
一、研究内容本系统通过数字传感器采集信号，信号被传输到单片机，经单片机分析处理后，与GSM通信模块通讯，通信模块通过GSM网络将单片机处理后的信号传输到与控制中心相互通讯的通讯接受模块，控制中心接受到信息后作出相应的反应，并通过GSM网络将控制命令传输到单片机，实现远程温度监测控制的目的，单片机也可通过GSM与手机终端进行通信，通过手机发送AT指令，达到远程控制的目的，整个过程中，通信模块TC35i进行信号的收发。
该系统集GSM无线通信技术，单片机控制技术，数据采集技术，搭建一种基于GSM短消息的远程监测系统平台，系统分为监测中心站和远程监测分站两个部分；监测中心站主要有AT89C51单片机以及外围电路（LED显示，RS232通讯，温度采集，超上下限报警）和GSM调制解调器（TC35i）组成，监测中心站与远程监测分站之间通过GSM网络实现无线远程通信，实现了基于GSM网络的远程温度监测。
《基于GSM的远程温度控制系统的设计》篇一一、引言随着科技的发展，物联网（IoT）和无线通信技术已经深入到各个领域，特别是在工业自动化和智能家居领域中，远程控制系统的需求日益增长。
本文将探讨基于GSM（Global System for Mobile Communications）的远程温度控制系统的设计，通过这一系统，我们可以实现对环境温度的实时监控和远程控制。
二、系统设计概述基于GSM的远程温度控制系统主要由三部分组成：传感器部分、数据传输部分和控制部分。
传感器部分负责实时监测环境温度；数据传输部分通过GSM模块将数据传输到服务器端；控制部分通过服务器端的指令实现对环境的远程控制。
三、系统硬件设计1. 传感器部分：传感器是系统的基础部分，用于实时监测环境温度。
通常选用具有高精度、高稳定性的数字式温度传感器，如DS18B20等。
这些传感器具有接口简单、安装方便等特点。
2. GSM模块：GSM模块是系统的核心部分，负责数据的传输。
我们选用具有GSM功能的模块，如SIM900A等，这些模块支持语音通话、短信发送和GPRS数据传输等功能。
3. 微控制器：微控制器是系统的核心控制器，负责控制传感器的数据采集和GSM模块的数据传输。
我们通常选用具有高处理速度、低功耗等特点的微控制器，如STM32等。
四、系统软件设计1. 数据采集：微控制器通过与传感器进行通信，实时采集环境温度数据。
这些数据将被存储在微控制器的内存中，以供后续的数据处理和传输。
2. 数据处理：微控制器对采集到的数据进行处理，如去除噪声、计算平均值等，以提高数据的准确性和可靠性。
3. 数据传输：微控制器通过GSM模块将处理后的数据发送到服务器端。
在数据传输过程中，我们采用GPRS技术，实现远程数据的实时传输。
4. 远程控制：服务器端接收到数据后，通过分析处理，生成控制指令并发送给GSM模块。
GSM模块接收到指令后，通过微控制器控制相应的设备进行温度调节，实现远程控制。
基于GSM模块的远程温度监测系统河北大学工商学院2021届本科生毕业论文（设计）基于GSM模块的远程温度监测系统摘要本文实现了一个基于GSM模块的远程温度监测系统。
本设计以单片机为控制核心，利用DS18B20温度传感器对温度进行监测，通过GSM模块实现远程数据发送及短信报警。
此系统具有良好的人机交互界面，可以简单方便的修改报警值。
本课题采用了传统的先硬件电路后软件程序的设计思路。
硬件电路主要包括供电电路、单片机最小系统电路、GSM模块电路、TFT液晶电路、串口通信电路、独立按键电路、蜂鸣器电路、EEPROM电路。
软件程序主要包括主程序、GSM通信程序、上位机程序、按键扫描程序、TFT液晶程序。
软硬件有机组合，实现了一套完善的远程温度监测系统。
本设计可以对环境温度进行实时监测短信报警，还可以将环境温度实时发送到服务器和上位机上以便对数据进行分析。
本系统具有人机交互性好、成本低、可靠性高等优点，可广泛应用于实际当中。
装订线关键词：GSM模块；服务器；短信；上位机；温度河北大学工商学院2021届本科生毕业论文（设计）Remote Temperature Monitoring System Based on GSM ModuleABSTRACTThis article implements a remote temperature monitoring system based on GSM module. This design use of single-chip microcomputer as the control center, using the DS18B20 temperature sensor to monitor thetemperature,using the the GSM module for remote real-time data and SMS alerts. This system has a good user interface, you can simply and easily modify the alarm value. This design uses the traditional design ideas that the hardware circuit first and the software program after. Hardware circuit include power supply circuit, a MCU system circuit, GSM module, TFT LCD circuit, serial communication circuit, independent key, buzzer circuit, EEPROM circuits. Software program that includes the main program, GSM communication programs, computer programs, keystroke scanners, TFT LCD program. Organic combination of hardware and software, implements a complete remote temperature measurement system.This design allows for real-time monitoring of SMS alarm temperature, ambient temperature can also be sent to the server in real time and to analyze your data on the computer as a whole. Remote temperature monitoring system based on GSM module has good human-computer interaction, low cost, high reliability, widely used in practice.Key words：GSM module；server；SMS；Host computer；temperature河北大学工商学院2021届本科生毕业论文（设计）目录1 绪论 ................................................... 1 2 远程温度监控系统的总体方案设计 .. (2)2.1 总体方案的确定 (2)2.2 主要功能模块方案论证 (2)2.3 远程温度监测系统的功能介绍 (3)3 硬件电路设计 (4)3.1 电源电路 (4)3.2 最小系统电路 (5)3.3 GSM通信电路 ................................................ 6 3.4 串口通信电路 ................................................ 7 3.5 DS18B20电路 ................................................ 8 3.6 EEPROM电路 ................................................. 8 3.7 蜂鸣器电路 .................................................. 9 3.8 独立按键电路 (9)4 软件设计 (10)4.1 主程序设计 (10)4.2 GSM通信程序设计 ........................................... 11 4.3 DS18B20温度采集程序 ....................................... 12 4.4 上位机程序设计 ............................................. 13 4.5 按键检测程序设计 . (14)河北大学工商学院2021届本科生毕业论文（设计）4.6 TFT液晶程序设计 ........................................... 16 5 开发及调试 ................................................. 18 5.1 硬件制作 ................................................... 18 5.2 硬件开发工具 ............................................... 19 5.4 软件调试过程 ............................................... 19 5.4 软件开发工具 .. (19)6 结论 .................................................. 21 参考文献 ................................................... 22 致谢 ................................................... 23 附录１ ................................................. 24 附录２ ................................................. 27 附录3 (28)河北大学工商学院2021届本科生毕业论文（设计）1 绪论随着科学技术的飞速发展，以及超大规模集成电路的广泛应用，远程监控设备正在逐步取代人工现场监测。
《基于GSM的远程温度控制系统的设计》篇一一、引言随着物联网（IoT）和无线通信技术的不断发展，远程监控和控制已成为众多行业中的关键应用。
尤其在需要精确监控温度变化以维持环境稳定性的领域，如工业制造、农业种植、智能家庭等，远程温度控制系统显得尤为重要。
本文将详细介绍基于GSM （Global System for Mobile Communications）的远程温度控制系统的设计，包括其系统架构、硬件设计、软件设计以及实际应用中的优势和挑战。
二、系统架构设计基于GSM的远程温度控制系统主要由三部分组成：传感器节点、网关设备和服务器端。
1. 传感器节点：负责实时监测环境温度，并通过无线方式将数据传输给网关设备。
传感器节点通常包括温度传感器、微控制器和无线通信模块等。
2. 网关设备：作为传感器节点与服务器端之间的桥梁，负责接收传感器节点的数据，并将其通过GSM模块发送到服务器端。
网关设备通常包括GSM模块、微控制器和电源模块等。
3. 服务器端：负责接收网关设备发送的数据，进行数据分析和处理，并根据控制策略将指令发送回网关设备，进而控制传感器节点的行为。
服务器端通常包括服务器硬件、操作系统和应用程序等。
三、硬件设计1. 传感器节点硬件设计：传感器节点硬件主要包括温度传感器、微控制器和无线通信模块。
其中，温度传感器用于实时监测环境温度；微控制器负责处理传感器数据和控制无线通信模块；无线通信模块负责将数据传输给网关设备。
2. 网关设备硬件设计：网关设备硬件主要包括GSM模块、微控制器和电源模块。
GSM模块负责与服务器端进行通信；微控制器负责处理传感器节点的数据和控制GSM模块；电源模块为整个设备提供稳定的电源。
四、软件设计1. 传感器节点软件设计：传感器节点软件主要包括数据采集、数据处理和无线通信三个部分。
数据采集负责实时获取环境温度数据；数据处理负责对采集到的数据进行处理和分析；无线通信负责将数据传输给网关设备。
《基于GSM的远程温度控制系统的设计》篇一一、引言随着物联网（IoT）和无线通信技术的飞速发展，远程控制系统的应用越来越广泛。
其中，基于GSM（Global System for Mobile Communications）的远程温度控制系统以其高效、可靠、低成本的特性，被广泛应用于农业、工业、家庭等领域。
本文将详细介绍基于GSM的远程温度控制系统的设计。
二、系统概述基于GSM的远程温度控制系统主要由温度传感器、微控制器、GSM模块、上位机软件等部分组成。
该系统能够实时监测和控制目标环境的温度，通过GSM模块将数据传输到上位机软件，实现远程监控和控制。
三、硬件设计1. 温度传感器：选用高精度的数字温度传感器，能够实时测量环境温度，并将数据传输给微控制器。
2. 微控制器：选用性能稳定、功耗低的微控制器，负责控制温度传感器、GSM模块等设备的工作。
3. GSM模块：选用具有GSM通信功能的模块，实现与上位机软件的通信。
4. 电源模块：为系统提供稳定的电源，保证系统长时间稳定运行。
四、软件设计1. 微控制器程序：负责控制温度传感器、GSM模块等设备的工作，实时采集温度数据，并通过GSM模块将数据发送到上位机软件。
2. 上位机软件：采用C/S或B/S架构，实现远程监控和控制功能。
用户可以通过上位机软件实时查看温度数据、控制加热或制冷设备等操作。
五、系统实现1. 数据采集与传输：微控制器通过温度传感器实时采集环境温度数据，并通过GSM模块将数据发送到上位机软件。
2. 控制指令发送：上位机软件根据用户操作，向微控制器发送控制指令，微控制器根据指令控制加热或制冷设备等操作。
3. 异常处理：系统具有异常处理功能，当温度超出设定范围时，系统会自动启动报警机制，并向用户发送报警信息。
六、系统特点1. 实时性：系统能够实时监测和控制目标环境的温度。
2. 可靠性：采用高精度的数字温度传感器和稳定的微控制器，保证系统长时间稳定运行。
摘要:以AT89C52单片机为微控制器，采用SHT11单片温湿度传感器对环境温湿度数据进行采集、处理和LCD显示器现场显示，同时设置超限报警和通过GSM移动通信模块以短信息的形式将温度数据和湿度数据发送到上位机，实现环境温湿度信息的实时检测及远传的智能温湿度检测系统。
关键词:温湿度检测AT89C52GSM移动通信模块0引言GSM（Global system for Mobile Communication）全球移动通信系统是当前发展最成熟、国内覆盖最广、系统可靠性最高、话机持有量最大的数字移动通信系统。
本设计研究目的在于提高当前环境因素的控制水平、控制精度以及控制稳定性、实时性。
主要研究环境中的温度、湿度的数据采集与分析、监测与控制、数据处理、网络通讯、报警等，并通过人机对话接口实现参数显示和在线参数修改；探讨研究先进控制方法来提高环境因素的控制水平，实现集人-机一体的“人机智能系统”。
1系统硬件设计方案下位机中的温湿度检测部分由微控制器模块、温湿度检测模块、通信模块、人机接口模块组成，主要完成环境温湿度数据的采集与处理、通过GSM移动通信网络进行数据传递、现场显示以及超限报警。
温室温湿度智能检测系统整体结构如图1所示。
图2为智能温湿度检测系统硬件设计总体结构。
以单片机AT89C52作为整个系统的核心，利用单片机现有的接口组织外围硬件模块。
为了减小系统面积，降低系统功耗，选择SHT11单片温湿度传感器实现温湿度的测量、低功耗LCD显示模块、采用GSM 移动通信模块作为通信接口。
温湿度传感器电路温湿度传感器电路温湿度传感器电路微处理器MCU温湿度传感器电路温湿度传感器电路温湿度传感器电路温湿度传感器电路图2系统硬件结构框图1.1温湿度检测模块SHT ll与微处理器的连接相对简单，只需用微处理器的2条通用I/O口线P3.2、P3.3分别作为数据线DA-TA和时钟线SCK，并在DATA端接入1只4.7k的上拉电阻，同时在VDD及GND端接入1只100pf的去耦电容，通过相应的软件设计，即可完成数据的采集与传输。
基于GSM (Global Sy stem Fo r M o bile Commu-nicatio n )短信的智能温度监控系统,依靠覆盖全球的GSM 通信网络,将无线通信技术与温度控制相结合,只要发送简单的SMS 短信息(Short M essagingService ),就能实现远程监控。
可应用于变压器的温度控制。
以下对系统的开发做一介绍。
1系统功能系统实时测量温度,判断设备的工作状态,当发现温度过高时,即启动应对方案。
若在规定时间内温度未下降至安全范围,出现需要人为排除的故障时,系统即按照规定的时间间隔,向控制中心及管理人员发送超温报警短信息,并将故障信息保存在控制中心后台。
管理人员收到报警信息后,向系统发送短信息,调用应急处理模块,进行远程故障处理。
管理人员还可以随时向系统发送短信息,索取实时温度数据,或修改报警温度、报警间隔等系统参数,实现随时、随地的有效监控与管理。
2硬件设计系统硬件组成如图1所示。
控制核心将温度传感器采集到的温度数据发送到L D 模块,若发现超温,即启动应急处理模块,或通过M 3模块向管理人员发送超温报警信息。
采用明基(BenQ )公司的无线通信模块M 23来实现与GSM 网络的连接。
M23模块功能齐全,支持AT 指令集,支持EGSM 900/DCS1800/PCS1900协议,支持GPRS CLASS B ,提供一个上行道和4个下行道。
其内部集成了嵌入式T CP/IP ,可以进行透明与不透明的传输。
M 23模块配备了UART/RS-232接口,通过该接口可以和单片机、个人计算机连接,将它们作为系统的控制核心,方便了控制中心的后台设计。
FUJIAN DIA NLI YU DIAN GONG第26卷第4期2006年12月IS S N 1006-0170CN 35-1174/TM基于GSM 短信息的智能温度监控系统的开发Development for Intelligent Temperature Supervise and ControlSystem Based on GSM Short Mess age傅杰江和(福州大学电气工程与自动化学院,福建福州350002)摘要:介绍了一种以PIC 系列单片机或个人电脑为控制核心的、基于GSM 短信息的温度监控系统的硬件与软件设计。
该系统采用了不同于一般TEXT 或PDU 的短信格式,具有更强的通用性和更好的可识别性。
关键词:温度监控系统;短信息;GSM ;M 23Abstr act :The design fo r hardw are and softw are of a intelligent temperature superv ise and co ntro l sy stem Using a PIC series microchip or personal computer as a control core and based on GSM sho rt message is introdued.Ado pting an uncommo n short messag e format as TEXT o r PDU,this sy stem is mo re universal and more po werful discernment.Key Wor ds :temperature supervise and co ntrol system;short message ;GSM ;M 23,中图分类号:TP216文献标识码:B 文章编号:1006-0170(2006)04-0033-03图1硬件组成框图福建电力与电工33C 2--考虑到扩展的需要,采用M icro chip公司的中端8位处理器PIC16F877作为系统的控制核心。
该公司中、高端处理器均具可向下兼容,能保证系统软件的通用性。
3软件设计3.1软件流程程序流程如图2所示。
3.2短信息模式选择短信息模式一般分为TEXT与PDU,而T EXT 模式又细分为GSM与UCS2。
笔者考察过现行的许多GSM设计,发现设计者们大都偏好PDU模式,然而此模式却有两个缺点。
首先,如果发送的指令是纯英文字符(ASCII码小于127者),则自动对数据进行7-bit编码。
把英文字符的最高位(bit7)省略掉,将众多7-bit的ASCII字符整合为8-bit的数据。
虽然数据量减少了,但是对于接收方,尤其当采用中、低端的单片机作为数据处理时,编制解码程序将会占用过多的程序存储器。
其次,PDU模式下发送的信息没有明确的域标识符,无论是对方号码、短信发送时间等信息,都与短信内容以统一的ASCII数据格式进行传输,这对于接收方的识别是一个障碍。
此外,用户在发送指令时需要反复进行中、英文输入切换,违背了人性化系统的设计理念。
另一方面,T XT模式无法解决中、英文编码兼容问题。
其中的GSM模式只能发送S II码,虽然能够方便地收发英文字符,却无法传输中文字符; UCS2模式是传统的汉字模式,虽然也可以发送英文字符,但是由于每个汉字需要占4个字节表示,造成每4个英文字符的ASCII码可能与某个汉字相同。
如,“5B9E”4个英文字符的ASCII码若用UNI-CODE码来解释,将会代表汉字“实”。
因此,为了区别,在转换为UNICODE编码后,所有的英文字符也都必须转换为每字4字节的格式。
具体转换例子为:用GSM模式发送“ABC”,将收到十六进制数的ASCII码“414243”,共3字节;若用UCS2模式发送“ABC”,收到的十六进制数据则为“303034313030343230303433”,也就是“004100420043”的ASCII码,共12字节。
照此计算,一条140个英文字符的短信将占用4×140=640个字节,数据量大,对于嵌入式单片机,尤其是中、低端单片机的内存容量来说是无法接受的。
有一些设计人员为了兼顾中、英文输入,选择了一种在发送接收时不断切换短信格式的方法,本设计不予采用。
综合以上各因素,笔者选择了一种介于GSM与UCS2之间的短信格式,它不仅可以在正常发送中文的同时,让英文字符保持1字节的长度,而且为短信引入明确的标识符,提高了短信息的可读性。
3.3新消息指示方式使用“AT+CNM I”指令可以设置GSM模块在收到新短信息后的指示方式,具体命令格式为: +CNM I=[<mode>[,<mt>[,<bm>[,<ds>[,<bfr>]]]]]其中,“mode”为设置新信息通知方式,选择参数“2”表示在收到短信息后即通知终端处理器,若此时数据线被占用,就先将短信息缓冲起来,待数据线空闲,再通知终端处理器;“mt”为设置消息储存或直接转发到终端处理器的方式,选择参数“2”表示直接将消息转发到终端处理器;“bm,ds,bfr”的设置与具体的显示格式有关,在本设计中全部设置为“0”。
例如,对M23发送“AT+CNMI=2,2,0,0,0”,就可以使M23在接收到短信息、等待数据线空闲时自动向M CU发送,无需特意查询SIM卡或者M23模块,有效减少了对M23模块及SIM卡的读写次数,延长了系统的使用寿命。
另外,本系统将预存的管理人员手机号码等常用信息也存放于M CU的EEPROM 中,进一步减少对SIM卡的读写,提高了系统的处理速度。
3短信息指令识别由于采用了新消息自动显示模式,因此系统收图2软件流程图3EA C.4 4--4系统可靠性该系统利用软件看门狗、低电压复位等技术,保证了系统工作的可靠性。
该系统能对数据进行及时保存,即使电压跌落至工作电压以下,也不会导致数据错误。
关于短信息阻塞问题,该系统在软件设计上也做了相应的预防。
从温控器系统一方来看首先,利用移动通信网的反馈信息,判断本短信是否发送成功,若不成功,则延时后重发本条短信;其次,若报警信息多次发送不成功,则在继续发送报警信息的同时,启动自动紧急处理措施,防止故障进一步扩大。
为防止垃圾短信骚扰,在接收短信时,系统对接收的数据个数进行校验,避免将大量非法数据存入(下转第8页)图3识别协议流程图到短信后必须转入中断处理,先判断短信的密码、指令、参数等格式,然后才能进行相应处理。
仅从短信收发上来说,单片机收到的返回信息大致有3种:①发送方按照事先规定的格式发送来的有效监控信息;②系统在发送短信息或进行模块设置时,模块所反馈指示信息,如“OK ”或“ERROR ”等;③其他格式错误的非法信息。
出于人性化考虑,为避免在发送时不断转换中英文字输入,指令格式采用全英文。
由于不同国家与地区的手机支持不同类型的中文字符,使用英文这种最通用的语言也能使本系统更具通用性。
在所设置的模式下,接收到的有效监控信息格式举例如下(并非是系统在实际工作时所使用的短信息格式,仅作示例):+CM T:“8613599048015”,“06/07/05,17:02:52+50”,145,4,0,0,“8613800591541”,145,18*XJB01,ABC,123456#各部分数据意义解释如表附1所示。
为了准确识别监控指令,需要制定一个严格的接收协议。
本系统所采用的协议以一个标志位来标识当前短信息的类型,并引导中断接收程序的运行识别协议流程如图3所示。
35:4--(上接第35页)寄存器,影响其它寄存器的工作;在每一阶段接收完毕后,系统都及时清理本阶段的标志位,并安排下一阶段的标志位,严格控制整个流程,防止多条短信同时到达而产生数据溢出错误。
该系统坚持了以人性化与通用性为宗旨的设计原则,所有参数均可通过短信息进行设置与修改。
为了保证系统参数不被人为破坏或误修改,设置了3个权限级别,使低级别的管理人员无法进行高级别的控制操作,在一定程度上提高了系统的使用安全性。
5结束语基于GSM短信的智能温度监控系统,利用公共通信网络,使管理人员可以随时、随地对设备进行监控,提高了工作效率。
将该系统应用于配电变压器,可及时发现并排除变压器故障,对提供配网供电可靠性具有十分积极的意义。
系统通过RS-232接口与个人电脑相连接,可将个人电脑作为控制核心,构成一个管理后台,记录故障的发生和处理情况,为故障排查提供依据。
系统通用性强,只要经过简单修改即可进行不同参数的监控,可应用于电力、化工、医药、食品、养殖等领域的自动控制。
本系统已经在电力部门中得到应用,因其监控准确、运行稳定,得到了用户的好评。
参考文献[1]李德领,马潮.嵌入式系统中短消息实时处理的实现[J].单片机与嵌入式系统应用,2006,(1).(收稿日期:2006-09-23)用被试相加压法,就必须用两台中间隔离升压变压器串接的方法来进行补偿。
