手機利用GSM模塊控制家用電器的研究

本設計為手機控制室內燈系統設計，硬件部分它以STC12C5A60S2單片機為核心，利用GSM模塊900-B與單片機的串口通信、單片機紅外接發、單片機的擴展I/O并行輸出，采用紅外控制實現智能家居的特點。軟件部分它結合定時/計數，中斷，串行口擴展I/O等知識進行程序編譯。

【關鍵詞】單片機 GSM模塊900-B 紅外發射 擴展 定時/計數器 中斷

隨著微控技術的日益完善和發展，為了適應快節奏的現代社會對生活品質的要求，單片機的應用在不斷走向深入。它的應用比定導致傳統的控制技術從根本上發生變革。也就是說單片機應用的出現是對傳統控制技術的革命。它在工業控制、數據采集、智能化儀表、機電一體化、家用電器等領路得到了廣泛應用，極大的提高了這些領域的技術水平和自動化控制。實現智能化離不開運算和控制單元，本系統采用MCU（STC12C5A60S2）作為主控器件，單片機應用系統由硬件和軟件組成。硬件由單片機擴展的存儲器、輸入/出設備以及各種實現單片機系統控制要求的接口電路和有關的外圍電路芯片或部件組成；軟件由單片機應用系統實現其特定控制功能的各種工作程序和管理序組成。在單片機應用系統開發的過程中，應不斷調整軟、硬件，協調地進行軟、硬件設計，以提高工作效率，當系統硬件和軟件緊密配合、協調一致，就可以組成高性能的單片機應用系統。因此單片機的開發應用已成為高新技術工程領域的一項重大項目。因此了解單片機知識，掌握單片機的應用技術具有重大的意義。本文主要從計算機的應用上來實現智能家居智能化的管理，控制家電的運行。

1 主要內容

當我們不在家時，我們可以用手機控制家里的大小用電器，讓窗簾打開、讓燈打開、讓收音機打開。當然當你手機沒有電時，你還可以也可以拿起一個遙控對家里各種器件進行控制。

1.1 系統總設計

如圖1.1所示。

1.2 GSM模塊900-B應用分析

首先用GSM模塊連接單片機，然后打開GSM的電源，GSM模塊搜索網絡，，這時會模塊并連接。因為GSM模塊是以串口連接單片機的，需要打開端口才可以連接，串口配置為：波特率9600，無校驗，然后將數據通過手機短信的形式發送給GSM模塊，然后模塊再將數據傳送給單片機，經過紅外發射短路發射控制家用的電器。如圖1.2所示。

1.2.1 GSM模塊的工作狀態

在應用方面GSM模塊是用于單片機跟電腦配對通訊。使用方法是把GSM模塊的通信線RXD TXD連接到單片機，然后用手機或者電腦給GSM模塊發AT，并配對連接。如果是使用手機，使用電腦連接后會自動分配com口，一般會出現固定一個口是可以通信。如果是想利用電腦連接模塊，用GSM串口調試助手軟件。給GSM模塊發AT指令。

1.2.2 如何進行AT指令操作

GSM模塊出廠時參數基本固定，用電腦進行AT指令，需要用一根USB轉TTL線連接到模塊，USB的TXD、RXD、直接連接到模塊的TXD、RXD。在GSM模塊的指示燈閃爍的情況下進行。也可以通過連接到單片機設置，單片機的RXD、TXD直接連接到模塊RXD、TXD。然后再模塊沒有配對連接的情況下（通過GSM串口調試助手軟件可以看到返回的代碼），直接通過串口發送AT指令對應的字符即可。

1.2.3 GSM跟單片機的連接的調試

這一步是最難的一步，需要經過串口跟電腦的連接，然后看GSM串口調試助手軟件是否有指令返回，如果有AT指令，就證明GSM模塊是好的，然后再跟單片機連接，單片機晶振選用11.0592MHz，單片機的RXD、TXD直接連接到模塊RXD、TXD。在GSM模塊連接單片機時，同時啟動GSM模塊的電源，這是GSM模塊先注冊網絡，GSM模塊板上有一顆黃色的led燈會一直閃爍，如果已經注冊網絡了，黃色的led燈會隔一會閃爍，這時如果看到1602LCD屏會有link success時，證明GSM模塊已經跟單片機連接上，如果還是沒有連上，還要經過GSM串口調試助手軟件給GSM模塊發AT指令。

2 紅外傳送應用分析

由發射模塊與接收模塊兩部分組成。發送模塊先由鍵盤操作鍵值，以二進制信號的形式，傳送給單片機，然后單片機將待發送的二進制信號編碼調制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發射管發射紅外信號。紅外接收模塊普遍采用價格便宜，性能可靠的一體化紅外接收頭（如HS0038，它接收紅外信號頻率為38KHz，周期約為26us）接收紅外信號，它同時對信號進行放大、檢波、整形，得到TTL電平的編碼信號，再傳送給單片機，經單片機解碼并由數碼管顯示接收到的數據。系統的構成框圖如圖1.3。

3 硬件電路優化和擴展

3.1 電路優化

為了簡化電路完美和不被手機沒電影響，使用了紅外遙控，利用了紅外可以減少顯現實中過多的線路，產生短路和安全性等問題，并可以避免在手機沒電時無法對電器的控制。

3.2 電路擴展

3.2.1 DVD的控制

在播放著音樂的時候，我們總會時不時的換歌，加大或減少聲量。現實中只要拿起遙控對DVD機按幾下就可以進行換歌以及聲量的改變，但對于我們無法需找這樣的設備，我們可以用手機對GSM通信模塊發短信，實現控制。

3.2.2 家用電器及LED燈控制

用戶可以在戶外通過任意一部手機，根據短信提示對家用電器（如電飯煲、電暖風、空調、電熱水器等）進行遠程開啟、關閉、延時開/關等控制的設定。該系統具有成本低、功能強、易擴展等優點。如果你在外面，忘記關燈，你可以用手機短信控制家里的燈，實現亮滅，節省能源，起到環保的作用。現實中在床上躺著看電視，當我們想要睡覺時又要從床里起來關掉電燈；為了解決這種問題我們必然采用智能設備。對于電燈的控制我們采用了繼電器，這樣就解決了低壓控制高壓的問題。對于窗簾、窗戶、門等的控制我們采用了電機。這樣就實現家電智能化的特性

4 結束語

本文涉及的智能控制技術對當今人們生活影響的重要性。方便了人們的生活，特別對GSM通信模塊的運用，還有在GSM模塊中，學習許多AT指令，也在畢業設計中運用許多指令，從學習中去應用，在設計過程中了解到許多流程和該注意的事項，增強了電子產品開發的意識。對以后的就業有一定的幫助，促進我們以后更好的學習，鍛煉了自身的能力。

參考文獻

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作者簡介

黃媛婕（1978-），山東省海陽縣人。碩士研究生學歷。現供職于汕尾職業技術學院。研究方向為自動控制。

作者單位

汕尾職業技術學院 廣東省汕尾市 516600endprint