基于手机短信的温度报警控制系统设计

0 引言

GSM(GlobaI System for Mobile communication)系统是比较成熟完善，且应用最为广泛的一种基于时分多址技术的移动通信系统。基于GSM的短信息服务(SMS Short Message Service)是一种在移动网络上传送简短信息的无线应用，是一种信息在移动网络上储存和转寄的过程。由于公共GSM网络在全球范围内都已实现了联网和漫游，因此，建立上述系统不需再组建专用通信网络，所以具有实时传输数据功能的短信应用得到了迅速普及。

温度报警监控系统是由单片机控制多个温度采集模块，并采集多个点的数据，在进行相应的处理后，通过SMS上报。在实际应用中，有很多场合都需要对环境温度进行监控。

1 系统结构

手机短信温度报警系统主要分为电源部分、GSM模块、温度采集和单片机四个部分。该系统可以监控环境温度是否在设定的范围内，若超出范围，即可通过SMS给设定的手机号码发送报警短信。其系统结构如图1所示。

本温度采集部分采用AD590来采集温度，采用精密电阻进行I／V转换再放大，同时采用ADC0809进行模数转换。电源部分通过变压器将交流220V转为直流24V再转为5V用于给其他部分供电。单片机控制采用AT89C51ED2单片机来采集数据并控制GSM模块。GSM模块采用Siemens的TC35T集成模块。

2 硬件系统设计

2.1 TC35T模块

TC35是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块，利用它可以快速、安全、可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(Short Message Service)和传真。该模块的工作电压为3.3～6.5 V，可以工作在900 MHz和1 800 MHz两个频段，其所在频段的功耗分别为2W(900MHz)和1 W(1800 MHz)。该模块有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三组的二类传真、以及2.4 k，4.8 k，9.6 k的非透明模式。此外，该模块还具有电话簿功能，可多方通话，并具有漫游检测功能，其常用工作模式有省电模式和IDLE、TALK等模式。通过独特的40引脚的ZIF连接器可实现电源连接以及指令、数据、语音信号及控制信号的双向传输。通过ZIF连接器及50 Ω天线连接器，可分别连接SIM卡支架和天线。

TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口等六部分组成。作为TC35的核心，基带处理器主要处理GSM终端内的语音和数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下，可支持FR、HR和EFR语音信道编码。TC35的结构如图2所示。

TC35T是SIEMENS公司推出的GSM专用调制解调器。TC35T已将TC35做到工业手机中，可在GSM网中完成语音、数据、短消息以及传真的传送。TC35T具有标准的工业接口和完整的SIM卡阅读器，因此使用非常简单。TC35T的主要特点如下：

◇可工作于GSM900／GSM1800双频段；

◇具有语音、数据、短信传真传送功能；

◇带有模拟语音接口；
◇可以读写SIM卡；

◇带有标准RS232接口；

◇工作范围电压8～30 V；

◇支持GSM phase2／2+；

◇支持AT命令。

2.2 AT89C51单片机

AT89C51ED2是CMOS单片8位微控制器80C51的高性能CMOS FLASH版本。AT89C51ED2包含1个64-Kbyte FLASH存储区，可用于存储代码和数据。该存储区可用并行模式编程，也可通过ISP或者软件用串行模式编程。编程电压通过标准Vcc引脚由内部产生。AT89C51ED2保留了Atmel 80C52的所有功能特性，包括256字节的内部RAM，1个9源4级中断控制器和3个定时／计数器。AT89C51ED2提供有2048字节的EEPROM，可用于数据的非易失性存储。此外，AT89C51ED2还包含可编程的计时器阵列和1个1792字节的XRAM、1个硬件看门狗定时器、SPI接口、键盘中断以及1个更加通用的串行接口，以便于多处理器通信(EUART)和加速机制(X2 Mode)。

AT89C51ED2的全静态设计可减少系统功耗，它允许时钟频率降至任何数值(包括DC)，而不会导致数据损失。AT89C51ED2有两种软件可选的工作模式，故可降低8位时钟分频器的活动状态，进一步减少功耗。在空闲模式下，CPU被冻结，外设和中断系统继续工作。而在掉电模式，RAM内容被保存，此时其他所有功能都无效。

从上述描述可以看出，AT89C51ED2能够满足此系统的要求。AT89C51ED2的其它特性如下：

◇兼容80C52；

◇兼容8051指令系统；

◇有6个8位I／O口(64脚或68脚版)；

◇有4个8位I／O口(44脚版)；

◇有3个16位定时／计数器；

◇具有256 Bytes陕速缓存RAM；

◇具有9个中断源，4级中断优先级；

2.3 AD590温度传感器

AD590是一款2端口集成温度传感器，它可产生与绝对温度成比例的输出电流。在4～30 V的电源电压范围内，AD590以1μA／K的比例，可作为高阻抗的恒定电流调节