基于GSM短信功能的测温系统设计
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第３２卷第７期 四川兵工学报 ２０１１年７月
【自动化技术】
基于ＧＳＭ短信功能 的测温系
吕利青
（中北大学信息与通信工程学院，太原０３００５１） 统设计
摘要：针对无人值守远程测温的需求背景，分析了不同的无线传输方式，结合单片机设计出了基于ＧＳＭ短信模块的
包含不同测温需求以及存储、报警等功能的无线测温系统。结果表明，该系统运行可靠，为无线测温应用又提出了
一种新方法。
关键词：ＧＳＭ；ＰＤＵ；１８Ｂ２０；ＡＴ指令；ＴＣ３５ｉ
中图分类号：ＴＮ８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６～０７０７（２０１１）０７—０１０２—０３
近年来，无线测温的应用范围越来越大，如在发电厂、采
油厂、钻井施工等许多不宜进行有线测温的场合。
目前常采用近距离无线通信模块进行无线测温，比如通
过ｎＲＦｇ０５、ｎＲＦ２４ＬＯ１等模块将温度数据发送出来。但是，
这种方式最大的缺点是通信距离有限、信号容易受到障碍物
的阻碍。而通过应用手机ＧＳＭ模块的方式则可有效避免上
述缺点，实现报警时接收短信以及通过实时查询方式来检测
温度的功能…。
１ ＧＳＭ及ＴＣ３５ｉ简介
１．１ ＧＳＭ简介
ＧＳＭ全名为￣ｏｂａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆ０ｒ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，中
文名为全球移动通讯系统，是一种起源于欧洲的移动通信技
术标准，由电信运营商和制造商组成的标准化委员会设计出
来，他在蜂窝系统的基础上发展而成，属于第２代数字移动
通信系统。ＧＳＭ模块通常都提供ＵＡＲＴ串行接口，因此很容
易和单片机在物理层上互联。由于短消息具有内容直观，传
送距离远，用户无需建造信号中转站，成本相对低廉的优点，
因此在控制领域具有广泛的应用价值。
目前，国内开始采用的ＧＳＭ模块有Ｆａｌｃｏｍ的Ａ２Ｄ系
列、Ｗａｖｅｃｏｍｅ的ＷＭＯ２系列、ＳＩＥＭＥＮＳ的ＴＣ３５／ＴＣ３５ｉ系
列、爱立信的ＤＭＩＯ／ＤＭ２０系列、中兴的ＺＸＧＭ１８系列等。
本系统采用德国ＳＩＥＭＥＮＳ公司的ＴＣ３５ｉ模块。ＴＣ３５／ＴＣ３５ｉ
模块是一款双频９００／１８００ＭＨｚ高度集成的ＧＳＭ模块。他具
有体积小、重量轻、功耗低、便于集成等优点，支持数据、语
音、短消息和传真，采用ＡＴ指令集控制，可方便用户的应用
开发与设计。
１．２ ＴＣ３５ｉ模块接口
ＴＣ３５ｉ模块有４０个引脚，通过一个ＺＩＦ（ｚｅｒｏ ｉｎｓｅ￣ｉｏｎ ｆｏｒｃｅ，零阻力插座）连接器引出。这４０个引脚可以划分为５
类：电源、数据输入／输出、ＳＩＭ卡、音频接口和控制。 单片机通过２根Ｉ／Ｏ口控制ＴＣ３５的开关机、复位等，通
过串口与ＴＣ３５进行数据通信。本项目通信速率为９６００ｂｏｓ，
采用８位异步通讯方式，１位起始位，８位数据位，１位停
止位。 ＴＣ３５模块输入输出的１ｔｒＬ正电平逻辑不是＋５ Ｖ，而是
＋２．９ Ｖ，凶此必要时需加端口保护 。ＴＣ３５ｉ的接口如图１ 所示
收稿日期：２０１１—０５—２１ 作者简介：吕利青（１９７９一），女，主要从事电气工程及自动化研究。 图１ ＴＣ３５ｉ接１３＇
连接 吕利青：基于ＧＳＭ短信功能的测温系统设计 １０３
２ ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器
Ｄａｌｌａｓ半导体公司的数字化温度传感器ＤＳ１８２０是世界 上第１片支持“单总线（１一Ｗｉｒｅ）”接口的温度传感器。单总
线独特而经济的特点，可使用户轻松地组建传感器网络，为
测量系统的构建引入了全新概念。
ＤＳ１８Ｂ２０支持“单总线”接口，测量温度范围为一５５～
＋１２５℃，在一１Ｏ～＋８５℃范围内，精度为±０．５℃。ＤＳ１８２２
的精度较差，为±２℃。现场温度直接以“单总线”的数字方
式传输，大大提高了系统的抗干扰能力。
ＤＳ１８Ｂ２０可以由程序设定９～１２位的分辨率，精度为
±０．５ｑｃ；可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。设定 的分辨率及用户设定的报警温度存储在ＥＥＰＲＯＭ中，掉电
后依然保存。ＤＳ１８Ｂ２０的性能是新一代产品中最好的，性价
比也非常出色 。
３硬件电路连接
３．１ 单片机与ＤＳ１８Ｂ２０的连接 ＤＳ１８Ｂ２０的现场温度直接以单总线的数字方式传输，大
大提高了系统的抗干扰性能。ＤＳ１８Ｂ２０只需ｌ根端口线便 能与多个ＤＳ１８Ｂ２０通信，占用单片机的端口较少，能节省大
量的引线和逻辑电路。此外，将单片机的一个Ｉ／Ｏ端口直接
与ＤＳ１８Ｂ２０的数据端ＤＱ相连即可实现温度转换。ＤＳ１８Ｂ２０ 采用外接电源方式，其ＶＤＤ端采用３～５ Ｖ电源供电。连接
方式如图２所示。
图２单片机与ＤＳ１８Ｂ２０连接
３．２单片机与ＧＳＭ模块的连接
ＴＣ３５ｉ的数据输入／输出接口实际上是一个串行异步收
发器，符合ＩＴＵ—Ｔ ＲＳ２３２接口标准。他有固定的参数：８位
数据位和１位停止位，无校验位，波特率在３００～１１５ｋｂｐｓ之
问町选。ＴＣ３５ｉＲＸＤ和ＴＣ３５ｉＴＸＤ为１１’Ｌ的串口通讯引脚， 通过ＭＡＸ２３２电平转换后的ＰＣＲＸＤ和ＰＣＴＸＤ可以直接和 单片机的串口通信。系统的电路实物连接图如图３所示。 ４软件与程序 图３ 系统电路
４．１ ＡＴ指令 本系统主要的任务是监测被控对象的温度，然后通过
ＴＣ３５ｉ发送到手机。系统软件设计的重点在于单片机的编
程，通过单片机自动向ＴＣ３５ｉ写入不同的ＡＴ指令完成多种
功能。单片机对ＴＣ３５ｉ所有的控制都是通过串口发送ＡＴ指
令进行的，ＴＣ３５ｉ的每一个动作都对应了一个ＡＴ指令。
４．１．１ 常用ＡＴ指令 １）ＡＴ＋ＣＭＧＦ（选择短消息格式）：选择发送或接受短
消息为ＴＥＸＴ或ＰＤＵ格式。 ２）ＡＴ＋ＣＮＭＩ（显示新收到的短信息）：命令格式为
ＡＴ＋ＣＮＭＩ：＜ｍｏｄｅ＞，＜ｌｉｌｔ＞，＜ｂｍ＞，＜ｄｓ＞，＜ｂｆｒ＞。 ３）ＡＴ＋ＣＭＧＲ（读取短消息）。 ４）ＡＴ＋ＣＭＧＤ（删除短消息）。 ５）ＡＴ＋ＣＭＧＳ（发送短消息）。Ｌ ４
４．２程序说明
系统主要完成温度读取，且在温度超过限定值时报警和
在接收到询问短信时自动回复短信的功能。其工作流程如
图４所示。
图４ 系统主程序工作流程 １０４ 四川兵工学报 ｈｔｔｐ：／／ｓｃｂｇ．ｊｏｕｒｓｅｒｖ．ｃｏｒｎ／
５实验结臬
程序编译好后烧录到单片机中，上电后单片机初始化完
毕后便开始读取温度，并通过数码管显示出来。 １）单片机自动进行回复
收到短信时，单片机控制ＧＳＭ模块读取短信内容。当
确认短信为温度查询短信（短信内容为“ＣＸＷＤ”）时，单片机 采集温度数据，并由ＧＳＭ模块向指定手机回复温度数据短
信。发送完毕后单片机进入待机循环，继续读取温度，并检
测是否有新的查询短信。
图５手机收到回复的温度短信
２）温度超标时自动报警
上电后单片机会不断读取温度，当温度超过限定值（比
如３Ｏ℃）时，单片机自动控制ＧＳＭ模块向指定手机发送短
信，并点亮单片机上的红色ＬＥＤ灯，实现报警功能。一次报
警后，单片机隔一段时问（如１０ ｓ）再次进行温度读取和判
断，如果仍然超标，则继续报警；如果温度回归正常，则进入
待机循环 。
６结束语 图６报警短信内容
本文介绍了ＧＳＭ模块，通过分析ＧＳＭ模块ＴＣ３５ｉ的ＡＴ 指令设计出了相应的远程测温系统。经验证表明，该系统可
以满足远程测温的要求。同时，本文也为远程无线测量系统
的研究提供了一个新的思路。
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