1、 1 “毕 昇 杯”全国电子创新设计竞赛 设计 论文 设计题目： 基于 GSM 的 DTMF 超远程智能物联网控制系统 参赛学校：山东电子职业技术学院 专业：电子信息工程技术 参赛学生： 刘洪站 刘庆钊 刘祥熙 指导教师： 宫月月 2 摘 要 本系统主要由 STC89C52RC 单片机、 GSM 模块、 DTMF解码 电路 、语音播放 电路、功率控制电路 组成 的超远程智能物联网控制系统。 系统 基于 无线 GSM 网络 和 DTMF 解码技术 实现 。 用户 呼 入时 ， 系统自动接听 电话， 播报提示音让用户进行按键 ， 用户的 按键信息通过移动 网络 被传输至本 系统， 在 DTMF 音
2、频解码电路中 解码 ， 系统根据按键码输出控制信号， 实现手机 和固话 按键信息 实时控制 远程用电器以及状态查询。 【关键字】 GSM 模块 DTMF 解码 超远程控制 智能物联网 Abstract This system mainly by the STC89C52RC microcontroller, GSM module, DTMF decoder circuit, speech broadcast circuit, the power control circuit composed of ultra long-haul intelligent thing networking co
3、ntrol system. System based on wireless GSM network and DTMF decoder technology realization. Users invasive, the system automatically call phone, prompt let users broadcast buttons, the users key information through the mobile network is transmitted to the system, in decoding circuits DTMF audio deco
4、ding, system according to the output 3 control signal, key code realization mobile phones and fixed-line key information real-time control remote appliances and status query. 【 key words 】 GSM module、 DTMF decoder、 Super remote control、 Intelligence content network. 目录 一、引言 4 二、 系统简介 5 （一）系统结构 5 2.1
5、.1 控制原理图 5 2.1.2 结构框图 6 （二）系统主要功能的实现 错误 !未定义书签。 （三）系统方案 6 （四）硬件组成 7 2.4.1 主控部分 7 2.4.2 GSM 模块 8 2.4.3 DTMF 解码部分 9 2.4.4 语音播放模块 12 2.4.5 功率控制电路 14 三、软件设计 16 3.1系统软件流程图 16 4 3.2软件实现原理 17 四、 总结 18 五、附录 19 5.1整 体电路路图 ： 19 5.2软件程序部分代码： 20 5.3参考文献 25 一、引言 时代在进步，科技在 发展。伟大的中华民族用智慧创造了灿烂的文明。 在古代 ， 烽火狼烟、飞鸽传书，都
6、被用于 实现远程 控制的信息传递。随着通讯事业的发展，通过移动网络进行远程控制 越来越常见。在当代，以 GSM的短信功能被用于远程控制技术。然而，短信控制存 在很大弊端，因为短信存在着信道堵塞问题，经常因为信道堵塞而延迟发送时间，造成了时间的误差，在对于实时 性要求较强的受控系统有极 大的局限性。 以电话线的 DTMF 解码控制虽然信号较为稳定，但是系统装置的可移动性差。 针对 以上种种 的缺点，我们设计了以 STC89C52RC 单片机 作为控制核心 ， GSM通信、 DTMF解码技术和语音播放电路、功率控制电路等组成的 实时语音 超远程无线物联网控制系统 。该 控制系统采用 GSM通信，在
7、全球任意 GSM网络覆盖或5 固定电话网络 地域 ，即 可实现通过任意移动手机或固定电话进行实时工业控制、家用 电器控制、信息获取等。本系统以家庭物联网为例，进行家用电器控制以及 居室内环境数据（温度、门窗状态等）的控制和获取来演示系统的即时性和人性化。 二、 系统简介 （一）系统结构 2.1.1 控制原理图 6 2.1.2 结构框图 （二）系统主要功能的实现 以 STC89C52RC 单片机作为控制核心， GSM 通信、 DTMF解码技术和语音播放电路、功率控制电路等组成 的实时语音超远程无线物联网控制系统。该控制系统采用 GSM通信，在全球任意 GSM网络覆盖或固定电话网络地域，即可实现通
8、过任意移动手机或固定电话进行实时工业控制、家用电器控制、信息获取等。 （三） 系统方案 选择 方案一：利用 GSM 短信 功能进行 远程控制 因为短信存在 信道堵塞问题， 在短信发送高峰期 容易延迟发送时间，造成时间上的误差，在实现对于 实时性要求很强的受控系统有很大的局限性。 7 方案二：利用 有线电话线路 进行远程控制 固定电话具有线路无法移动的缺点，因此在远程控制过程中很容易受地域限制。在上班或外出时无法及时实现 对家用电器的控制。 方案三：利用手机 GSM 通话 、 DTMF解码进行超远程控制 该方案集合了前两方案的优点，又解决了前两方案的弊端 。 该系统通用性强，可靠性高，操作简单、
9、方便。可广泛用于各种场合的远程监测、控制系统。 因此我们选定此方案。 （四）硬件组成 2.4.1 主控 部分 主控制芯片采用宏晶公司生产的高抗干扰、加密性强 、高速高可靠 的 STC89C52RC 作为主控核心芯片，对于系统的安全性能有可靠的保障。 8 2.4.2 GSM 模块 GSM 模块具有发送 SMS 短信，语音通话等基于 GSM 网络进行通信的所有基本功能。 设 计中我们使用了 北京精仪达盛科技有限公司的 GSM 模块，方便快捷，利于系统的开发。 该部分是本系统进行通讯的基础，系统借助此模块 通过GSM 网络实现 远程按键信息的获取和本地语音提示的发送。BENQ GSM MODEM 介
10、绍 ： 由于 BENQ GSM Modem 内嵌高可靠性的 GSM 引擎（ GSM Cellular Engine）和 51 单片机系统（ MCS51），标准串行接口和精简的软件接口协议将用户从繁杂的 GSM 通信标准解析和调试中解脱出来，使用方便，而且公网的数据传输具有通信范围广（ GSM 网络基本覆盖全球 ），传输 稳定、可靠等特点。因此本设计选用 BENQ GSM Modem来进行通信。 此部分与主控部分通讯采用了串口通讯。功能操作简单，主控对此模块主要进行接挂电话的操作。命令简单。 9 2.4.3 DTMF 解码部分 DTMF解码部分我们采用了 MT8888。 MT8888 芯片是 M
11、ITEL公司采用 CMOS工艺生产的一种低功耗、高集成度的 DTMF信号收、发芯片，它可以方便地与微机接口。 双音多频信号（ DTMF）是由一组低音频信号和一组高音频信号以一定方式的组合构成，每组音频信号各有 4 个音频信号，而每种组合有一个高音频信号和一 个低音频信号，共 16 种组合。过去主要用于电话拨号信息传输，具有很强的抗干扰能力。目前市场上销售的 DTMF 专用芯片集编解码于一体， MT8880与 MT8888具有收发功能。 MT8888 是采用 CMOS 工艺生产的 DTMF信号收发一体集成电路，它的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式 D A 变换器，可发出 16 种
12、双音多频 DTMF 信号。接收部分用于完成 DTMF 信号的接收、分离和译码，并以 4位并行二进制码的方式输出。 MT8888芯片集成度高、功耗低，可调整双音频模式的占空比，能自动抑制拨号音和调整信号增益，还 带有标准的数据总线，可与 TTL电平兼容，并可方便地进行编程控制。 10 MT8888 芯片的引脚排列如图所示 : 各引脚的功能如下： IN：运放同相输入端； IN：运放反相输入端； GS： 运放输出端； VREF：基准电压输出端，电压值为 VDD 2； Vss： 接地端； OSC1：振荡器输入端； OSC2：振荡器输出端； (3.579545MHz) TONE： DTMF信号输出端； /WR： 写控制端，低电平有效，与 TTL兼容； /CS: 片选端，低电平有效； RSO： 存储器选择输入端， 与 TTL兼容； /RD:：读控制端，低电平有效，与 TTL兼容； /IRQ 或 CP:中断信号请求端；（ Interrrupt ReQuest 或者Call Progress） ; D0 D3:数据总线，在 /CS=1或 /WR=1 时，外于高阻状态，与
