基于gsm远程控制机械开关的设计毕业设计论文(编辑修改稿)

基于gsm远程控制机械开关的设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

了距离的限制，从而可以实现全国乃至全球漫游监控。 短消息 (SMS)利用信令信道传输，直接把要发 的信息加上目的地址发送到短消息服务中心，由服务中心再发给终端。 短消息容量有限 (每条短信内容最多 140个字节 )，适于传输小流量的数据；由于建立时间较长，传送过程要受短消息服务中心服务器繁忙程度的影响，因而适于非连续性和实时性要求不太高的传输场合 [1]。 本设计主要针对北方抽水泵使用不方便而设立的一个课题，通过 GSM可以远程无线通信的特点，达到控制机械开关的目的，有效的提升了机械的工作效率和节约了人力、物力和财力，特别是在使用过程中，能够较为方便的操控机械的启动与关闭，并且能够在机械坏掉了之后反馈给用户，能够提 醒用户进行检修和控制。 因此，本选题对于对于北方工业有着十分重要的现实意义和价值，并且为城市的发展也提供了基础。 国内外 GSM 远程控制的发展与应用状况 物联网时代悄然来临，物联网以及 GSM 网络在国内外的现状，分析了物联网的发展和 GSM应用以及 GSM技术在远程控制中的设计与实现。 GSM协会主席 Rob Conway在 20xx亚洲移动通信大会做主题演讲时表示，“移动通信完全可能改变未来，移动通信网络会成为物联网传输的关键部分，移动通信也可以帮助 ICT 产业进一步降低环境污染”。 GSM 系统后面的网络被人们 看作是极其庞大和复杂的，这样就可以提供所有的所需的服务。 它被分成很多的部分，每一部分负责其中的一个功能。 基站系统 (基站和相关控制器）。 网络和交换系统 (网络的每一部分都要与其他部分无缝衔接 )，有时也被叫做核心网。 GSM 的一个关键特征就是用户身份模块 (SIM), 也叫 SIM 卡。 SIM 卡是一个保存用户数据和电话本的可拆卸智能卡 IC。 用户就可以更换手机後还能保存自己的信息。 GSM 系统具有加密和鉴权功能，抗干扰能力较强，能在覆盖范围内提供通信保密、网络安全和通信质量好的服务。 GSM 移动通信因网络覆盖广泛，不受距离限 制，成本低，在物流配送、车辆调度、电力设备监测、远程抄表及核环境下无线通信等领域已得到较 1 绪 论 2 为广泛的研究与应用。 近些年来，随着中国建筑行业的快速发展，应用于土木工程的各种大型设备被广泛租赁。 机械设备租赁厂家的设备，以高使用度被租赁的同时，昂贵设备的使用状况给租赁厂家带来了复杂的管理难题 [17]。 同年 8 月温家宝总理考察无锡传感网研究所，提出了“感知中国”的概念，并在随后向科技界发表的讲话中，首次明确将物联网列为我国战略性新兴产业。 由此可见， GSM网络在物联网中运用必将成为时代潮流。 目前 GSM 移动通信技术，红外技 术和蓝牙技术是世界上比较流行的无线数据通讯技术。 其中 GSM(Global System for Mobile Communication)系统是目前基于时分多址术的移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最广泛的一种系统。 目前已建成的覆盖全的 GSM 数字蜂窝移动通讯网，是我国公众移动通信的主要方式，主要提供话音、短消息、数据等多种业务。 红外技术则是通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发，主要是用来取代点对点的近距线缆连接。 它的通讯距离一般在 0 到几米之间，传输速率最快可达 16Mbps，通讯介质为波长为 900 纳米左右的近红外线。 蓝牙 (Bluetooth)是由东芝、爱立信、 IBM 和诺基亚于1998 年 5月共同提出的近距离无线数据通讯技术标准。 它能够在 10米的半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输，其数据传输带宽可达 1Mbps。 通讯介质为频率在2． 402GHz 到 2． 480GHz 之间的电磁波。 它能够实现单点对多点的无线数据和声音传输。 三者相比较而言，红外技术通讯距离短，通讯过程中不能移动，遇障碍物通讯中断，主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输，功能单一，扩展性差。 蓝牙技术通讯距离也较短，是一种新兴的技 术，尚未投入广泛应用，是一种还没有完全成熟的技术，尽管被描述得前景诱人，但还有待于实际使用的严格检验，而且蓝牙的通讯速率也不是很高。 红外技术与蓝牙技术二者只适用于短距离无线数据通讯技术体系。 而 GSM 网络移动通讯技术则综合利用了移动通信、网络技术、数字信号处理技术、自动控制和微机处理技术等方面的研究成果由于它技比较成熟，在保密性、通话质量等方面都较好，提供语音和数据传输服务。 其中短信息业务 SMS(Short Message Service)就是采用通常的无线 GSM 发送接收设备就能实现短消息的传送，实现简单， 具有通信成本低、频谱利用率高、系统容量大、业务种类多、保密性能好、抗干扰能力强、通话质量高、国际自动漫游等优点，它利用信令信道传输，不用拨号建立连接，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，即使目的终端 (手机或 Inter 等其它短信实体 )没开机信息在规定的时间内也不会丢失，所以是目前应用最广泛的通信方案。 基于 GSM 短消息功能可以做成传输各种检测、监控数据信号和控制命令的数据通讯系统，能广泛应用远程监控、定位导航、个人通信终端等。 由于公众 GSM 网络在全球范围内实 现了联网和漫游，建立上述系统不须再建专用通信网络，所以采用 GSM 网络传输数据功能的短信息应用将得到迅速的发展和普及。 综上所述，相比红外技术和蓝牙技术而言，借助于分布广泛的 GSM 网络， GSM 移动通信技术更适用于远距离的通信和监控系统。 同时控制对象也可以分布在各个不同的地域 [5]。 目 1 绪 论 3 前已经研究的技术有： （ 1）红外技术和蓝牙技术； （ 2） GSM 网络移动通讯技术； 基于 GSM 的远程控制机械开关装置的研究已广泛的用于智能门禁开关，远程智能家居系统的控制，火灾报警，远程定位等技术的研究。 我国自从 1992 年在嘉兴建立和 开通第一个 GSM 演示系统，并于 1993 年 9 月正式开放业务以来，全国各地的移动通信系统中大多采用 GSM 系统，使得 GSM 系统成为目前我国最成熟和市场占有量最大得一种数字蜂窝系统。 GSM 网络已在全球范围类实现了联网和漫游，因此在组建系统时无需组建专用的网络，同时也不需要维护网络。 短信息服务（ SMS）作为 GSM 网络的一种基本业务，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视，因此 SMS 完全可以作为一种远程监控方式。 对于 GSM 远程控制机械开关的研究，国内外都已经进入了成熟阶段，已经研究出了成品，其控制效果非常好，在 其基础上，已经开始了其他方面的扩展 国外的大国家已经开始在军事、农业、科技、生活展开了应用，并且发展较为迅速 [2]。 本设计中主要任务 （ 1）查阅文献，撰写开题报告，完成与毕业设计选题相关的外文翻译。 （ 2）完成基于 GSM 的远程控制机械开关装置软、硬件系统的设计，硬件电路图和代码正确、规范。 （ 3）系统功能： a)基于 GSM 的无线信号的发射与接收单元的性能要稳定。 b)单片机控制系统：手机发出的短信指令， GSM 模块接收后，传输给单片机，单片机控制一个执行机构按压水泵的启停按钮实现远程开关控制；用户可以灵 活修改指令密码。 C)整个远程控制开关装置要在机井房工作，有很强的电磁干扰，需要抗电磁干扰的设计。 D)做出实物，并且调试后能稳定运行。 （ 4）毕业设计相关文档齐全、内容正确、格式规范。 论文结构 本设计主要研究的是基于 GSM 远程控制机械开关的设计，第一章主要叙述了课题研究的目的及意义，以及国内外现状，还有课题的主要内容与任务；第二章主要确定了设计的总体思路和方案，以及单片机和 GSM 模块硬件的选型；第三章讲解了系统的硬件设计和硬件功能，以及在控制中的作用；第四章讲诉的是系统的软件设计，具体讲 的是系统通过 SMS 短消息对整个装置进行控制；第五章进行的是系统调试，通过软硬件设计，能否达到我们设计的要求和内容，进行的检测。 2 系统总体方案设计 4 2 系统总体方案设计 系统设计要求 本系统设计要求如下 : 1) GSM 模块能够接收和发送短信设计； 2) GSM 模块与单片机通信； 3) GSM 模块手机号码权限设置； 4)单片机数据处理设计； 5)继电器设计； 6)执行器（电磁铁）功能设计； 7)收发短信 12864液晶显示； 8)毕业论文的撰写； 系统总体结构设计 本设计是针对 GSM 模块收发 短信来对继电器进行通电吸和，断电断开的控制， GSM具有远程无线通信的功能，通过手机终端发送短信 GSM 模块接收短信通过 AT 指令传输给单片机进行处理，将处理的结果传送到外接的继电器实现功能，以此达到控制的目的。 GSM 模块式整个设计的核心，通过对模块的参数设计，来实现我们需要达到的功能，在整个设计过程中，手机通信是最重要的，设置功能室通过短信控制的。 单片机处理的结果直接返回给 GSM 模块，实现控制功能，最后通过继电器的通断电的功能来对执行器进行控制，最终达到控制机械开关的目的。 2 系统总体方案设计 5 图 系统流程图 本设计程序主程序中对液晶显示模块、单片机模块、 GSM 通信模块进行初始化处理完成后， GSM 模块将会发送一个初始化完成的短信到用户终端中进行提示，用户就可以对 GSM 模块进行远程控制了，发送控制短信后， GSM 模块接收到短信，然后通过 AT 指令传输给单片机进行处理，然后进一步控制继电器和执行器。 该设计主要由两部分组成，硬件设计和软件设计。 硬件主要包括 GSM 接收与传输、单片机最小系统、继电器电路、执行器电路、液晶显示电路、电源电路、串行通信电路等部分；软件部分主要包括系统初始化、参数设置程序、数据分析程序、显示 子程序、AT指令转换子程序、 GSM 与单片机通信子程序等，软件设计思路明确采用分段进行，便于调试和修改。 硬件选型 单片机 单片机选用 STC12C5A60S2，该单片机是宏晶单片机公司推出的单机器周期 /时钟（ 1T）的单片机，是低功耗、高速、抗干扰超强的新一代 8051类型的单片机 ， 其代码和指令基本可以完全兼容过去的 8051单片机，但其速度要快 812 倍。 而且该单片机内部包含了定时 /计数器、中央处理器（ CPU）、 串口、数据存储器（ SRAM）、 SPI 接口、 I/O 接口、程序存储器 （ flash）、 PCA、片内 R/C 振荡器及看门狗和外部晶体振荡电路等模块，几乎包含了日常所需的所有单元模块。 选用本单片机而不选用 89系列单片机的原因在于，本设计中的 GSM 模块与 STC12C5A60S2单片机通信具有较快的速度，并且其编码方式只能与 STC12C5A60S2单片机进行连接，而 89系列单片机不能够与其通信 [3]。 手机短信 短信服务中心 GSM 网络 短信服务中心 手机短信 GSM模块（ TC35） 单片机 89C52 继电器 执行器 液晶显示 2 系统总体方案设计 6 GSM 模块 本 GSM 模块功能齐全，是天祥电子最新推出的一款基于 GSM 网络的手机模块。 采用德国西门子工业 GSM 模块 TC35I，可以实现上位机控制 GSM 模块接打电话、挂断电话 、收发信息等，本 GSM 模块板载单片机，也可以利用单片机来实现接打电话、挂断电话、收发信息；不仅如此，利用单片机可以对接收到的信息进行解析，并根据信息内容进行相关操作，例如点亮 LED 与熄灭 LED 或打开与关闭继电器等，从而实现远程控制。 它的优点在于模块功能齐全，有很强的抗磁干扰能力，能够实现远程控制与通信，自适应能力较为强大，与单片机通信速率快，是选择此 GSM 模块的原因所在。 本章小结 本章节是在理解课题的目的和意义后，进行总体的一个思路分析与设计，在设计开始出，会遇到一系列的问题，不知道从哪 一个模块开始，选用什么芯片等有问题。 在明确设计题目的要求和内容后，首先进行各个模块的设计，分步调试，待每个模块调试成功后，进行一个总体调试，最后实现题目的要求。