基于GSM的家用電器及家居環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　TC35i 可以發(fā)送中文短信或英文短信， 本系統(tǒng)使用中文短信格式即PDU 格式。先將短信的相關(guān)信息做到一個(gè)PDU 數(shù)據(jù)包里， 該包的開頭是短信中心號(hào)碼。其后的是目標(biāo)手機(jī)號(hào)碼， 該號(hào)碼是將實(shí)際電話號(hào)碼相鄰的奇數(shù)位與偶數(shù)位對(duì)調(diào)最后加F 得到。如原手機(jī)號(hào)碼為12345678901, 按上述方法得到2143658709F1。

　　然后是該號(hào)碼的長(zhǎng)度0D, 中國(guó)國(guó)家接入碼91, 譯碼方式00, 編碼方式08, 再往后是短信在信息中心保留時(shí)間， 一般選擇保存10 天， 即A0.最后分別是短信內(nèi)容長(zhǎng)度和短信內(nèi)容。如要發(fā)送/ 火警0, 則短信長(zhǎng)度為4 個(gè)16 進(jìn)制為04, / 火警0經(jīng)過unicode 碼轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換得到16 進(jìn)制數(shù)據(jù)為706B 8B66.

　　這樣整個(gè)PDU 數(shù)據(jù)包的內(nèi)容就是：0011000D91682143658709F130008A004706B8B66.

　　單片機(jī)對(duì)TC35i 所有的控制都是通過串口發(fā)送AT 指令進(jìn)行的， TC35i 的每一個(gè)動(dòng)作都對(duì)應(yīng)了一個(gè)AT 指令， 而且每一個(gè)指令之后都要有一個(gè)回車符以告訴TC35i 該條命令已經(jīng)發(fā)完。一些常用的AT 指令如表1。

表1 常用AT 指令表

當(dāng)UDP 數(shù)據(jù)包打好后， 要對(duì)TC35i 進(jìn)行聯(lián)機(jī)并通過TC35i 發(fā)送短信。首先通過串口發(fā)送代表聯(lián)機(jī)的指令A(yù)T , 然后設(shè)定TC35i 發(fā)送UDP 格式的短信， 其次將該P(yáng)DU 數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度發(fā)給TC35i, 接著將做好的PDU 發(fā)送給TC35i, 最后在后面加上ctrl+ z 的ASC 碼0x1A 和回車的ASC 碼0x0D.這樣一條中文短信就發(fā)送出去了， 發(fā)送短信程序流程見圖4。

圖4 發(fā)送短信流程圖

　　紅外線遙控器所發(fā)射的紅外信號(hào)的信息是以不同時(shí)長(zhǎng)的高低電平來表示的。以NEC 編碼為例， 從9 ms 高電平開始， 以4. 5 ms低電平結(jié)束的是前導(dǎo)碼； 從0. 56 ms 高電平開始， 以0. 56 ms 低電平結(jié)束的是0 碼；從0. 56 ms 高電平開始， 以1. 69 ms 低電平結(jié)束的是1 碼。而由于HS0038 紅外接收頭接收紅外信號(hào)之后將把紅外信號(hào)取反， 因此高低電平延遲時(shí)間正好相反。所以一旦紅外接收頭的輸出信號(hào)引發(fā)外中斷， 延時(shí)9 ms 之后如果單片機(jī)從輸入腳讀到低電平則說明這是引導(dǎo)碼， 系統(tǒng)需要啟動(dòng)紅外碼采集程序： 先延時(shí)4. 5 ms 放掉引導(dǎo)碼的低電平， 再延時(shí)0. 56 ms, 放掉第一個(gè)碼的低電平部分， 最后延時(shí)0. 8 ms, 讀輸入管腳的電壓， 如果為低， 則說明該信號(hào)為0 碼， 將其保存， 并使累加器加一， 如果為高， 則說明該信號(hào)為1 碼， 將其保存， 并把累加器加一。依次類推循環(huán)32 次后就是整個(gè)紅外信號(hào)的編碼。

　　根據(jù)上述思路， 開啟1 中斷， 并設(shè)置其為下降沿觸發(fā)， 同時(shí)開啟T0 定時(shí)計(jì)數(shù)器， 并設(shè)置其為16 位重裝計(jì)時(shí)器。一旦紅外接收頭收到紅外信號(hào)就會(huì)引起單片機(jī)的1 號(hào)中斷， 隨即進(jìn)入中斷服務(wù)子程序，在中斷服務(wù)子程序中關(guān)閉計(jì)數(shù)器并將計(jì)數(shù)器中的數(shù)值記錄下來； 然后， 判斷該數(shù)值是否在0 碼、1 碼或前導(dǎo)碼的時(shí)間范圍內(nèi)， 如果是， 則將該數(shù)值記入存儲(chǔ)區(qū)。以此類推， 當(dāng)記錄完32 個(gè)碼后， 所有紅外信息已經(jīng)記錄完畢。程序流程圖見圖5。

圖5 紅外解碼流程圖

　　紅外遙控信號(hào)的發(fā)射需要將代表紅外信號(hào)的高低電平調(diào)制在一個(gè)38 kHz 的方波上通過紅外LED 發(fā)射出去， 因此一方面通過編程單片機(jī)T2 定時(shí)器的T2MOD 和T 2CON 兩個(gè)寄存器， 使T 2 工作在可編程方波發(fā)生器模式下， 在P1. 0 口輸出38 kHz 的方波， 另一方面依據(jù)NEC 編碼的格式通過延時(shí)程序在P1. 4 口產(chǎn)生代表紅外信號(hào)的不同時(shí)長(zhǎng)的高低電平。兩個(gè)IO 口輸出的信號(hào)在與門上相與就將紅外遙控信號(hào)調(diào)制在了38 kH z 的方波上。

　　4 結(jié) 語(yǔ)

　　GSM 作為公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)， 具有其他通信方式所不可比擬的優(yōu)越性， 它通信范圍廣、傳輸數(shù)據(jù)可靠性高、短消息業(yè)務(wù)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠， 是遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)比較好的一種數(shù)據(jù)傳輸方式。基于GSM 的家用電器及家居環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)， 充分利用了現(xiàn)有的GSM 網(wǎng)和相關(guān)的成熟技術(shù)， 由單片機(jī)、GSM 模塊TC35i、紅外接收裝置和溫度傳感器等構(gòu)成的移動(dòng)終端， 可以很好地完成短信息的收發(fā)， 適合遠(yuǎn)程控制帶有紅外遙控器的家用電器， 并可及時(shí)報(bào)告家中的火警信息。實(shí)驗(yàn)證明， 本系統(tǒng)可以成功地對(duì)華為C3100 機(jī)頂盒、科龍KFR226GW/ ND1 空調(diào)、及長(zhǎng)虹CHD29300 電視機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。隨著手機(jī)的普及， 本系統(tǒng)具有較好的推廣前景和實(shí)用價(jià)值。