基于GSM和MCU的远程家电控制系统

短消息业务（sms）作为gsm的一种增值服务，在远程智能控制系统中得到了广泛的应用，基于gsm短消息的远程家电控制系统，克服了电话远程家电控制系统电话费用高，控制时间长等的缺点，具有良好可扩展性和实用价值。

本文引用地址： 近年来，短消息业务（sms）作为gsm的一种增值服务，随着gsm网络覆盖范围的不断扩大，得到了迅速发展，它具有传输速度快，费用低，不占用语音通信通道等优点，因而在远程智能控制系统中得到了广泛的应用，如：基于gsm和gps的车辆跟踪监视系统，基于gsm的远程led信息发布系统等，笔者结合具体项目，设计了一套基于gsm短消息的远程家电控制系统，克服了电话远程家电控制系统电话费用高，控制时间长等缺点，取得了较好的效果。

系统组成

系统组成如图1所示：由gsm模块tc35、单片机89c52、驱动三极管9013及固态继电器jgx-50f组成。

gsm模块

gsm模块选用tc35，它是西门子公司最新推出的无线通讯模块，可以快速安全的实现数据、语音等的传输，短信息服务sms和传真，可以工作在gsm 900khz和1800khz两个频段，rs232数据口符合etsi标准gsm0707 和gsm0705，且易于升级为gprs 模块。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的at 命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。

tc35的构成框图如图2所示，从功能上看主要由四部分构成，gsm基带处理器、gsm射频部分、电源部分和flash存储器构成。gsm基带处理器是整个模块的核心，它由一个c166cpu和一个dsp处理器内核控制模块内各种信号的传输、转换、放大等处理过程。射频天线部分主要实现信号的调制与解调，实现外部射频信号与内部基带处理器之间的信号转换，匹配电源为处理器以及射频部分提供所需的电源，40芯的zif插座为用户提供包括电源、数据输入输出、sim卡音频接口和控制等的接口。

mcu

单片机作为主控单元，在系统中起着核心作用，本系统选用atmel公司的at89c52，它是一款低功耗、高性能的单片机，内部有8k字节的flash memory，该芯片运用了atmel公司先进的高密度非易失性存储技术，具有与51系列单片机完全兼容的指令集和引脚输出，89c52内部有256字节的ram，32根可编程i/o口线，3个16位定时计数器，6个两级中断源，1个全双工的串行口。

固态继电器ssr

继电器是本系统的执行机构，选用jgx-50f型固态继电器，它是采用固体半导体元件组装而成的一种新颖的无触点开关，具有开关速度快、工作频率高、使用寿命长、噪声低和动作快等优点，得到了广泛的应用。jgx-50f型继电器输入电流为5-40ma，关断电压1.5v，额定输出电流50ma，输出电压范围宽为20-220v，满足项目的要求。

硬件设计

gsm与mcu接口电路设计

单片机通过p1.0和p1.1控制tc35的开关机、复位等，通过串口与tc35进行数据通信，通信速率为9600kbps，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。图3显示了单片机和tc35接口的关键部分：

1)tc35模块输入输出的ttl正电平逻辑不是+5v，而是+2.9v，因此，必须对该输入电平进行逻辑转换，系统通过在集电极开路缓冲器7407的输出端加上拉电阻完成电路逻辑的转换。

2)系统加电后，为使tc35进入工作状态，必须给igt加一延时大于100ms的低脉冲，电平下降持续时间不可超过1ms。启动后，igt应保持高电平(3.3v)。驱动igt时tc35供电电压不能低于3.3v，否则tc35不能激活。

3) zif连接座的ccin引脚用来检测sim卡是否插好，如果连接正确，则ccin引脚输出高电平，否则为低电平。

mcu与ssr接口电路设计

单片机与固态继电器的接口如图4所示，由于单片机的灌电流仅为20ma，不足以驱动继电器，同时也为提高其驱动能力和抗干扰能力，系统增加了驱动电路，由三极管t与电阻r组成的放大电路构成，二极管d构成泄放回路，用以在系统断电时迅速将继电器自感电动势迅速拉低，起到保护作用。

软件设计及系统工作原理

mcu对gsm模块控制的实现

tc35模块采用at贺氏指令，单片机可以通过正确的at指令对tc35模块进行初始化和短消息的接收，对短消息的控制共有三种模式:block模式、pdu模式和text模式。使用block模式需要手机生产厂家提供驱动支持，目前，pdu模式已取代block模式，而text模式不支持中文，因此本系统使用pdu模式进行短消息接收。系统上电以后首先对tc35进行初始化，内容主要包括：

1)设置短消息中心号码at+csca=“+8613010761500”。(该号码因地区不同而设置不同)。

2)设置短消息格式at+cmgf=0 (0代表pdu格式)。

3)设置短消息存放的位置at+cpms="sm"。(sm表示将短消息存放在sim卡中)。

4)设置短信到达通知at+cnmi=1，1，0，0，1。此命令可使模块在短消息到达后向单片机发送指?lt;cr>+cmti：“sm”，index(信息存储位置)。

另外，在系统操作过程中还用到了读取短消息指令at+cmgr=index及删除短消息指令at+cmgd=index及sim卡状态查询命令at^scks。

系统工作原理

系统上电以后，首先由单片机控制igt启动tc35，然后用at^scks?查询sim卡状态，若sim卡正确安装，则模块返回指令^scks:，ok，再由单片机控制tc35完成模块的初始化，单片机进入睡眠状态。当有新短消息到达时，由tc35模块向单片机发送指令将其唤醒，单片机读取短信内容，并对其进行解码，并根据短信内容控制i/o口输出高低电平，控制继电器动作，完成对家用电器开启与关闭的控制，处理完毕后用at+cmgd=index指令将其从sim卡中删除，然后重复上述过程。

结束语

本设计方案充分借助于gsm网络的短消息业务，为远程家电的控制提供了一种灵活、方便的方法，具有良好可扩展性和实用价值。

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