單片機(jī)在GSM移動通信中的應(yīng)用

張玉林

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人民生活水平的快速提高，手機(jī)的普及和功能越來越廣泛。移動電話不僅可以作為信息交流的工具，而且在工程建設(shè)中也得到了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)和GSM移動通信的應(yīng)用已經(jīng)成為最熱門的研究內(nèi)容之一。本文對集成單片機(jī)技術(shù)、GSM通信技術(shù)和需求控制繼電器進(jìn)行了研究工作。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；GSM移動網(wǎng)絡(luò)；繼電器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.140

1 系統(tǒng)的概述

隨著移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展，基于無線技術(shù)的各種增值業(yè)務(wù)也在慢慢改變著我們的生活環(huán)境和生活方式。無線技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為我們生活中不可缺少的一部分。本文利用數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合西門子的無線通信模塊和單片機(jī)技術(shù)，利用移動通信網(wǎng)絡(luò)中的短消息服務(wù)，對對象的信息進(jìn)行傳輸和控制，實(shí)現(xiàn)對繼電器的監(jiān)控。這樣，人們就可以隨時(shí)隨地使用手機(jī)對遠(yuǎn)程目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控，給人們的生活、工作和工業(yè)生產(chǎn)帶來極大的方便。

2 相關(guān)技術(shù)

（1）單片機(jī)相關(guān)技術(shù)。單片機(jī)作為一種單芯片集成電路芯片來完成一定的邏輯功能，還包括微系統(tǒng)，分別是中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取存儲器（RAM），只讀存儲器（ROM）和輸入/輸出端口（I/O）作為計(jì)算機(jī)部件的主要功能集成在微型計(jì)算機(jī)電路芯片。在本文中我們將采用STC系列89C51單片機(jī)。

STC89C51采用40管腳雙列直插DIP-40封裝，其引腳圖如圖1所示：

STC系列單片機(jī)的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器在物理結(jié)構(gòu)上是相互獨(dú)立的。當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展外部程序存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器的范圍可以達(dá)到最大64kb。該系統(tǒng)是用一個(gè)特殊的外部引腳RST復(fù)位。

（2）GSM移動通信相關(guān)技術(shù)。GSM移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由三部分組成：移動臺（MS）、基站子系統(tǒng)（BSS）和交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS），該接口連接公共交換電話網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。

移動通信系統(tǒng)采用的是頻分多址（FDMA）和時(shí)分多址（TDMA）的混合多址技術(shù)，并采用跳頻方式。GSM信道分為物理信道和邏輯信道。一個(gè)物理信道為一個(gè)時(shí)隙，通常被定義為給定TDMA幀上的固定位置上的時(shí)隙（TS）。邏輯信道是根據(jù)BTS和MS之間傳遞的消息種類不同而定義不同邏輯信道。

移動通信系統(tǒng)采用時(shí)分多址（TDMA）和頻分多址（FDMA）接入混合多址技術(shù)，并采用跳頻模式。GSM信道分為物理信道和邏輯信道。每個(gè)物理信道是一個(gè)時(shí)隙，它通常被定義為在給定的TDMA幀上的固定位置上的時(shí)隙（TS）。根據(jù)BTS和MS之間傳輸?shù)牟煌愋偷南?，邏輯信道被定義為不同的邏輯信道。

3 硬件組成電路

本系統(tǒng)主要由電源電路模塊、單片機(jī)模塊、移動通信模塊以及繼電器模塊組成。其中主控芯片采用的STC89C51單片機(jī)，使用者短信（SMS）發(fā)送后會由移動通信模塊作為介質(zhì)經(jīng)服務(wù)中心（SMSC）到達(dá)MCU里，參照收到的指令，MCU控制繼電器模塊，以達(dá)到控制要求。另外紅外發(fā)射和接收模塊用于輔助控制。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

單片機(jī)與移動通信模塊的軟件接口是通過與移動通信模塊有關(guān)的AT指令來控制移動電話。每個(gè)響應(yīng)指令需要移動通信模塊和單片機(jī)在過程中執(zhí)行完成，并為每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)量有嚴(yán)格的規(guī)定，移動通信模塊和單片機(jī)的雙方必須依照本條例的規(guī)定來執(zhí)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換，否則，就是失敗的通信。

系統(tǒng)軟件通過連接SIM卡TC35i無線通信模塊與計(jì)算機(jī)的串行端口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息傳輸。隨著C語言的發(fā)展，數(shù)據(jù)的分析、傳輸和打印都可以完成了。PC機(jī)發(fā)送AT指令，操作指令和目的號碼發(fā)送給TC35i模塊。TC35i模塊將信息發(fā)送到短消息中心，然后將信息發(fā)送到終端的TC35i模塊的短消息中心。終端設(shè)備讀取自己的TC35i模塊的數(shù)據(jù)，分析命令，完成相應(yīng)的操作。

5 系統(tǒng)調(diào)試

當(dāng)所有工作完成后，可對調(diào)試系統(tǒng)帶電進(jìn)行調(diào)試，首先要檢查所有的模塊之間的通信線連接正確，然后連接到5V和12V直流電源，與直流電源連接，電壓不應(yīng)該是錯(cuò)誤的，但是不可以不知道正面和負(fù)面的權(quán)力，否則系統(tǒng)無法正常運(yùn)行的現(xiàn)象。

在所有的連接都正確連接，對TC35i模塊的紅燈會亮接通電源時(shí)。紅燈顯示電源穩(wěn)定，所有模塊正常工作。該模塊已通過當(dāng)前。紅黃燈將出現(xiàn)在明亮的陽光下，交替出現(xiàn)，滯后時(shí)間也很接近，TC35i模塊搜索GSM移動網(wǎng)絡(luò)信號，沒多久，就看到黃色的燈光照耀下再次走出約2秒，然后說TC35i模塊已成功注冊到GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)。注冊成功后，黃色信號應(yīng)該保持閃爍?？梢赃M(jìn)行以下功能測試。在測試模塊的功能流程，系統(tǒng)選用的波特率應(yīng)9600bps。

6 小結(jié)

本文通過建立移動通信網(wǎng)絡(luò)和單片機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對設(shè)備的控制，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。短消息模塊主要用于接收和發(fā)送短消息給用戶的手機(jī)。無線通信技術(shù)在主控模塊和子功能模塊之間的通信中起著關(guān)鍵的作用。由于短消息在生活中的日常通信中起著非常重要的作用，所以在移動通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遠(yuǎn)程控制方案易于實(shí)現(xiàn)，且實(shí)時(shí)性要求不高，在家居控制方面更為方便，具有成本低、效率高的明顯優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐慶華，李濤.基于GSM的無線智能控制器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)信息，2010（08）：22-23

[2]潘斌，郭紅霞.短信收發(fā)模塊TC35i的外圍電路設(shè)計(jì)[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2004（07）：6-7.