基于TC35i模塊的家居環(huán)境報警裝置的軟件設(shè)計

鄭 爽，肖 丹

（1.黑龍江科技學(xué)院,電氣與信息工程學(xué)院,哈爾濱,150027；2.黑龍江省科學(xué)院技術(shù)物理研究所，哈爾濱，150010）

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活節(jié)奏也日漸加快，工作、應(yīng)酬等占據(jù)了人們的大部分時間，早出晚歸、出差在外已經(jīng)成為很平常的事情，因此對家的關(guān)注越來越少。家居環(huán)境報警器主要針對家中經(jīng)常無人的家庭或經(jīng)常出差人士而設(shè)計。該裝置兼顧以往環(huán)境報警器的功能[1]，同時加以TC35i模塊實現(xiàn)現(xiàn)場環(huán)境的自動短消息報警。另外，還可通過短消息對家中電器、門窗等進行遠程控制。當家中發(fā)生事故時，可及時發(fā)現(xiàn)處理，亦可通過遠程委托他人處理，避免破門而入等情況的發(fā)生。

1 概 述

家居環(huán)境報警裝置主要由主控制器、TC35i短消息收發(fā)模塊、紅外探頭、水浸傳感器、振動傳感器、煙霧感應(yīng)器、連鎖裝置和直流穩(wěn)壓電源等部件組成。裝置體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)硬件主要由PIC系列單片機作為主控模塊。系統(tǒng)具體的功能由單片機軟件實現(xiàn)。系統(tǒng)工作原理如下：各傳感器通過檢測接口與PIC單片機相連，單片機動態(tài)捕獲各傳感器狀態(tài)，若室內(nèi)環(huán)境處于正常狀態(tài)，系統(tǒng)不作響應(yīng)；若室內(nèi)環(huán)境發(fā)生異常（如水泄漏），單片機通過GSM無線網(wǎng)絡(luò)向戶主手機發(fā)送報警信息。戶主根據(jù)警報情況可適當對室內(nèi)聯(lián)鎖裝置進行控制。

圖1 裝置體系結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Block diagram of system

本文著重從TC35i的軟件方面入手，介紹TC35i的驅(qū)動、短消息收發(fā)等程序的設(shè)計。

2 AT指令簡介

AT即Attention，AT指令集是從終端設(shè)備（Terminal Equipment，TE）或數(shù)據(jù)終端設(shè)備（Data Terminal E-quipment，DTE）向終端適配器（Terminal Adapter，TA）或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備（Data Circuit Terminal Equipment，DCE）發(fā)送的。通過TA，TE發(fā)送AT指令來控制移動臺（Mobile Station，MS）的功能，與GSM網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進行交互。用戶可以通過AT指令進行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制。

TC35i模塊提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07規(guī)范。GSM07.05和GSM07.07中定義的AT Command接口是一種移動平臺終端與數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的通用邏輯接口，規(guī)范中對AT指令等作了詳細的規(guī)定。本系統(tǒng)所使用的AT指令及功能如表1所示[2，3]。

表1 AT指令及功能Table 1 AT commands and functions

3 TC35i驅(qū)動程序設(shè)計

在TC35i上電，并通過啟動管腳啟動后，需要對其進行相關(guān)設(shè)置，如設(shè)置工作模式、設(shè)置波特率、讀取短消息中心號碼、設(shè)置短消息收發(fā)方式和設(shè)置短消息收發(fā)格式等。在每一項設(shè)置的過程中都需要判斷是否設(shè)置成功，設(shè)置成功TC35i模塊會返回“OK”，否則返回“ERROR”。在接收到“ERROR”后，需要重新對模塊進行設(shè)置，重復(fù)多次后仍然未成功則退出程序，提示網(wǎng)絡(luò)故障。具體流程圖如圖2所示。

圖2 TC35i初始化流程圖Fig.2 Initialization TC35i sequence

4 短消息驗證及收發(fā)程序設(shè)計

短信收發(fā)通過向TC35i寫入不同的AT指令，來完成多種功能，如網(wǎng)絡(luò)登錄、發(fā)送短消息、接收短消息和撥打電話等。系統(tǒng)在初始化時需要首先對TC35i進行初始化，TC35i模塊的初始化包括模塊的開啟、波特率設(shè)置、短消息中心設(shè)置和收發(fā)短信格式設(shè)置等。

由于系統(tǒng)利用接收短消息的方式對系統(tǒng)進行參數(shù)設(shè)置和查詢，因此，在接收短消息的方式上采用Text模式。而在發(fā)送短消息時，需要對綁定手機發(fā)送警報信息，需要采用中文的形式，這就要求在發(fā)送短消息的時候采用PDU模式。

圖3 短消息解析流程圖Fig.3 The flow chart of short message receiving

對接收短消息解析的流程圖如圖3所示，當串口接收到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，并對處理標志置位，系統(tǒng)檢測到處理標志則執(zhí)行解析程序。首先判斷接收到的密碼是否正確，如果密碼錯誤則拋棄數(shù)據(jù)立即返回，若密碼正確則對指令進行解析，執(zhí)行相應(yīng)的指令，如查詢指令、修改綁定手機指令、修改密碼指令和對連鎖裝置控制指令。在執(zhí)行完畢相關(guān)指令后，向綁定手機發(fā)送執(zhí)行結(jié)果。

在發(fā)送短消息的程序中，首先要改變當前AT指令模式，由Text模式更改為PDU模式，以便發(fā)送中文漢字。然后從EEPROM中讀取短消息中心號碼和綁定手機號碼，根據(jù)TC35i指令集中的具體要求組織生前導(dǎo)碼，檢索要發(fā)送短消息的漢字的ASCII碼，統(tǒng)計發(fā)送的數(shù)據(jù)長度，組織數(shù)據(jù)發(fā)送。流程圖如圖4所示。

5 結(jié)束語

本設(shè)計是在傳統(tǒng)報警器基礎(chǔ)上，利用GSM通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得報警器具有遠程遙控的功能，并應(yīng)用于家居，實現(xiàn)家居現(xiàn)代化。這種設(shè)計為廣大上班族提供了很大方便，具有較高的實用價值。但此系統(tǒng)也有一定的局限性，短消息的發(fā)送受到GSM網(wǎng)絡(luò)的限制，在網(wǎng)絡(luò)擁堵的情況下，會存在一定的延遲。但隨著通訊網(wǎng)絡(luò)的日益普及，這種局限性也在逐漸消失，該裝置完全可以滿足用戶的需求。

［1］周嶸.家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置［P］.中國，03281065，2005-2-2.

［2］SIEMENS.AT Command Set·Siemens cellular engines version 2.10［Z］.Germany：Siemens，2002.

［3］SIEMENS.AT Command Set Siemens Cellular Engine［Z］.Germany：Siemens，2002.

［4］凌振寶,王君.基于GSM技術(shù)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.自動化與儀器儀表，2005，（9）：31～33.