1、 1 毕业论文文献综述 电子信息工程 基于短信控制的各种应用 摘要： SMS 是短消息服务 (Short Message Service)的简称，是通过手机发送和接收有限长度的文本信息的功能。 短信息服务作为 GSM 网络的一种基本业务，它不管监管人员身处何处，不用拨号建立连接，不用铺设数据专线，直接把要发的信息加上目的地址发送到短消息服务中心，由短消息服务中心再发给最终的信宿。基于短消息服务的各种应用很多，我介绍几种应用的原理及系统结构。 关键词： 短消息服务、农业、灌溉、电气开关、智能家居。 引言 随着 通信技术 的飞速发展， 手机作为一种便捷的通讯工具，正日益进入人们的生活当中 。 起初
2、基本的手机通讯功能如通话、上网、收发短信现已满足不了我们对手机功能的应用。现在很多的时候我们把手机作为一个控制者去控制应用，如控制灌溉阀门、电气设备的开关、远程检测农业环境更能应用在智能家居远程监控中。例： 近年来，新疆哈密部分棉田安装了综合自动化控制管理系统。棉农通过手机短信就能向控制服务器发送相应指令，从而完成棉田的浇水、施肥、病虫害防治等工作 1。 正文 基于短信控制的应用很多，这里我就介绍几种典型的应用。 一 、基于短信控制灌溉阀门 随着节 水灌溉技术的逐步推广和农业灌溉技术的不断进步，灌溉自动控制技术逐渐得到应用 2。但目前应用的灌溉控制系统主要来自国外，开发一种适合我国实际的基于
3、GSM 短信平台智能灌溉控制器，该控制器通过短信可以接收 PC 上位机或一般手机下传的控制命令，并通过无线射频通信控制灌溉阀门。控制器可以依据采集的环境参数或预先制定的程序进行灌溉，并具备数据查询功能。GSM 短信平台的智能灌溉控制器根据工作地点可以分为主端控制器和终端阀门控制器（图 1）。 2 图 1 控制器结构图 主端控制器 3 由微处理器单元、短信收发模块以及无线射频 发射模块组成，可以通过手机短信方式直接接收并执行中央监控服务器或普通手机发出的命令。终端控制器由无线射频接收模块、省电控制电路和继电器组成，通过无线射频通信接收主端控制器发来的控制命令，并通过继电器直接控制水泵或灌溉管道的
4、阀门。主端控制器选用 3.3V 供电的 ATMEL 增强型微处理器 Atmega32，片内集成 8 路 10 位模数转换器。时钟芯片采用 DS1302.，可通过三线直接控制。具体硬件模块图 2所示。软件主要完成手机或中央 PC 监控平台发来的短信命令解析，并通过无线发射模块控制终端控制器 4。 图 2 中间控制器硬件结构 二、基于短信控制电气设备开关 电力系统中经常要对设备进行开关操作，准确无误的操作是保证电力系统安全运行的重要的一环。随着通信技术的发展，短信息服务作为 GSM 网络的一种基本业务。已得到越来越广泛的应用它不管监管人员身处何处，不用拨号建立连接，不用铺设数据专线，直 接把要发的
5、信息加上目的地址发送到短消息服务中心，由短消息服务中心再发给最终的信宿 5。本设计以 GSM 网络作为数据无线传输网络，开发了基于短信服务的电气设备的无线远程启动和关闭控制系统。选用 GSM 模块 TC35i，并给出了其与单片 机 AT89C51 组成的系统硬件结构图及实现短信收发的软件框图。 3 图 3 系统结构框图 系统的原理结构图如图 3 所示。采用 Atmel 公司的 AT89c51 单片机进行控制，单片机的串口同TC35i 模块的串口相连，单片机的 P1 0 口外接 TILll7 光电耦合器件，该器件和三极管 9013 的基极相连，继电器的常闭触点与要控制的设备相连，继电器的常开触点
6、与单片机的 PI 2 口相连。单片机根据 TC35i 模块接收到的指令，改变 P1 0 口的电位，就可以控制光电耦合器件的导通和截止，通过 9013 的放大作用。就可以控制继电器线圈的得电和 失电使常闭触点和常开触点动作，从而可以实现电气设备的闭合以及关断。由于常开触点动作，导致与其相接的单片机 P1 2 口的电位发生变化，则可以通过查询单片机 P1 2 口的电位的变化，确认系统是否进行了期望的操作。 TC35i 模块 6有 AT 命令集接口支持文本和 PDU 模式的短消息。为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的双向传输。 TC35i 有 40 个引脚通过一个 ZIF （ Zero
7、Insertion Force，零阻力插座 )连接器引出，以实现电源、 SIM 卡、模块控制口和串口等功能口的引接以及数据、短消息的 传输。在 TC35i 模块收到手机发来的短消息时，能够通过串口向单片机发送指示消息，单片机也可以向 GSM 模块发送各种命令。通过对 GSM AT 指令的操作，实现单片机与 TC35i 模块的通信功能 ， 表 1 所示为与短消息有关的 AT 指令。 表 1 与 SMS 有关的 AT 指令 AT 指令 功能 AT+CMGS 发送短消息 AT+CMGD 删除 SIM 卡内存消息 AT+CMGF 选择短消息信息格式： 0-PDU， 1-文本 AT +CMGL 列出 S
8、IM 卡中短信息信息格式： 0-未读， 1-已读， 2-待发， 3-已发， 4-全部短信 4 AT+CMGR 读短消息 AT+CMGW 向 SIM 卡内存中写入待发的短消息 AT+CMSS 从 SIM 卡内存中发送短消息 AT +CNMI 显示新收到的短消息 AT+CPMS 选择短消息内存 AT +CSCA 短消息中心地址 AT +CSMS 选择短消息服务 AT+CSCB 选择蜂窝广播消息 AT +CSMP 选择短消息文本模式参数 发送短消息常用 Text 和 PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元 )模式。使用 Text 模式收发短信代码简单，但最大的缺点是不能收发中文短
9、信；而 PDU 模式不仅支 持中文短信，也能发送英文短信。PDU 模式收发短信可以使用 3 种编码： 7 一 bit、 8-bit 和 UCS2 编码。 7-bit 编码用于发送普通的 ASCII字符， 8_bit 编码通常用于发送数据消息， UCS2 编码用于发送 Unicode 字符。这里采用 UCS2 编码实现中英文字符的发送和接收，消息正文经过十六进制编码后进行传送。由于发送和接收 Unicode字符采用的是 PDU 模式，发送和接收短消息的格式如下所示。 发送短消息格式： 089168+短消息中心地址 (PDU码 )+11000D91+目的手机号码 (PDU码 )+000800+短信
10、长度 +发送信息。 接收短消息格式： 089168+短消息中心地址 (PDU 码 )+ 040D9168+发送手机号码 +00+08+短消息发送时间 +数据长度 +正文数据。 软件实现： 编程采用单片机 C 语言，首先在程序中先把指定的手机号码、所用的指令信息与相应的 unicode编码都以数组的形式存储起来， TC35i 模块接收到短消息后。单片机通过对串行口缓冲寄存器 SBUF的操作，就可以得到指定的手机号码和指令信息的 Unicode 编码。接收短信息后要及时删除 SIM 卡中的短消息，以便 SIM 卡上有足够的空间接收新的短消息。 然后把指令信息的 Unicode 编码通过与程序中存储
11、的编码进行比较就可以得到相应的中文指令。在程序中，首先要提取发送手机号和指令信息，然后比较所得到的手机号是否为指定的手机号，如果不是，则认为是乱码，单片机不作任何操作；如果是，则判断所收到的信息是否为有效指令，只有在手机号码和指令都正确的前提下，单片机通过软件改变 P1 0 口的电平，由硬件电路控制继电器线圈的通断，从而实现电气设备的开5 关操作。 三、基于短信的智能家居远程监控 图 4 系统结构框图 如今手机已经十分普及，如何让普通百姓只需要增加少量投入便可以通 过手机远程遥控自己家中的电器设备，远程查看设备或安防系统状况 7。同时，一旦家中发生煤气泄露、火灾、被盗等安全事故时能够立即获知警
12、报，及时处理 8。本文所设计的智能家居远程监控系统由 C P U 模块、短信收发模块、电源模块、时钟模块、 L CD 显示模块、键盘模块、驱动模块、无线收发模块、检测模块等模块组成，如图 4 所示。系统的工作原理如下：用户通过手机将控制或查询命令以短信的形式通过 GSM 网发送到短信收发模块， CPU 再通过串口将短信读入内存，然后对命令分析处理后作出响应，控制相应电器的开通或关断，实现了家电的 远程控制。 总结 当前短消息服务越来越广基于短信控制的各种应用系统，基本都具有实用性强、操作简单、成本低、性价比高的优点。软件设计其实最重要的流程图要写正确、条理清晰，硬件设计时选择哪个零件要仔细，要
13、结合系统需要实现的功能等因素来选择。 参考文献 1http:/ 2 纪晓华 .汤方平 灌区灌溉自动化监控系统的设计与研究 J-灌溉排水 ， 2002(04)。 3 李锐 .袁军 .谷海颖 单片机实现自动灌溉及施肥系统 J-计算机应用 ， 2001,21(08):219 221。 4 杨耿煌 ， 郭开荣 ， 李亚伟 基于 GSM 短信平台的灌溉自动控制器的开发 J-沈阳农业大学学报，2005-12， 36： 753 755。 5 苗敬莉，朱庆，张宴速，兰娜，褚江川 基于短消息服务的电气设备开关控制系统 J-微计算机信息， 2006 年第 22 卷第 8-2 期。 6 6张小梅 .陆俊 .彭冰 嵌入式智能家居监控系统的设计与实现 J-微计算机信息， 2007(02)。 7宋绍剑 , 方 鹏，黄如叠，薛春伟 一种基于 SMS 的智能家居远程监控系统 J,自动化技术与应用 ,2009,28(9)。 8樊祥现，袁平 nRF240 1 无线通信数据传输可靠性技术应用 J-自动化技术与应用， 2008， 27(7)：71 73。
