單片機在GSM移動通信中的應用

張玉林

摘 要：隨著科學技術的不斷發展和人民生活水平的快速提高，手機的普及和功能越來越廣泛。移動電話不僅可以作為信息交流的工具，而且在工程建設中也得到了廣泛的應用。單片機和GSM移動通信的應用已經成為最熱門的研究內容之一。本文對集成單片機技術、GSM通信技術和需求控制繼電器進行了研究工作。

關鍵詞：單片機；GSM移動網絡；繼電器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.140

1 系統的概述

隨著移動通信技術的飛速發展，基于無線技術的各種增值業務也在慢慢改變著我們的生活環境和生活方式。無線技術的應用已經成為我們生活中不可缺少的一部分。本文利用數字移動通信網絡，結合西門子的無線通信模塊和單片機技術，利用移動通信網絡中的短消息服務，對對象的信息進行傳輸和控制，實現對繼電器的監控。這樣，人們就可以隨時隨地使用手機對遠程目標進行監控，給人們的生活、工作和工業生產帶來極大的方便。

2 相關技術

（1）單片機相關技術。單片機作為一種單芯片集成電路芯片來完成一定的邏輯功能，還包括微系統，分別是中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM），只讀存儲器（ROM）和輸入/輸出端口（I/O）作為計算機部件的主要功能集成在微型計算機電路芯片。在本文中我們將采用STC系列89C51單片機。

STC89C51采用40管腳雙列直插DIP-40封裝，其引腳圖如圖1所示：

STC系列單片機的程序存儲器和數據存儲器在物理結構上是相互獨立的。當系統擴展外部程序存儲器和外部數據存儲器的范圍可以達到最大64kb。該系統是用一個特殊的外部引腳RST復位。

（2）GSM移動通信相關技術。GSM移動通信系統的網絡結構主要由三部分組成：移動臺（MS）、基站子系統（BSS）和交換網絡子系統（NSS），該接口連接公共交換電話網、綜合業務數字網。

移動通信系統采用的是頻分多址（FDMA）和時分多址（TDMA）的混合多址技術，并采用跳頻方式。GSM信道分為物理信道和邏輯信道。一個物理信道為一個時隙，通常被定義為給定TDMA幀上的固定位置上的時隙（TS）。邏輯信道是根據BTS和MS之間傳遞的消息種類不同而定義不同邏輯信道。

移動通信系統采用時分多址（TDMA）和頻分多址（FDMA）接入混合多址技術，并采用跳頻模式。GSM信道分為物理信道和邏輯信道。每個物理信道是一個時隙，它通常被定義為在給定的TDMA幀上的固定位置上的時隙（TS）。根據BTS和MS之間傳輸的不同類型的消息，邏輯信道被定義為不同的邏輯信道。

3 硬件組成電路

本系統主要由電源電路模塊、單片機模塊、移動通信模塊以及繼電器模塊組成。其中主控芯片采用的STC89C51單片機，使用者短信（SMS）發送后會由移動通信模塊作為介質經服務中心（SMSC）到達MCU里，參照收到的指令，MCU控制繼電器模塊，以達到控制要求。另外紅外發射和接收模塊用于輔助控制。

4 系統軟件設計

單片機與移動通信模塊的軟件接口是通過與移動通信模塊有關的AT指令來控制移動電話。每個響應指令需要移動通信模塊和單片機在過程中執行完成，并為每個數據傳輸的數量有嚴格的規定，移動通信模塊和單片機的雙方必須依照本條例的規定來執行相應的數據交換，否則，就是失敗的通信。

系統軟件通過連接SIM卡TC35i無線通信模塊與計算機的串行端口實現遠程信息傳輸。隨著C語言的發展，數據的分析、傳輸和打印都可以完成了。PC機發送AT指令，操作指令和目的號碼發送給TC35i模塊。TC35i模塊將信息發送到短消息中心，然后將信息發送到終端的TC35i模塊的短消息中心。終端設備讀取自己的TC35i模塊的數據，分析命令，完成相應的操作。

5 系統調試

當所有工作完成后，可對調試系統帶電進行調試，首先要檢查所有的模塊之間的通信線連接正確，然后連接到5V和12V直流電源，與直流電源連接，電壓不應該是錯誤的，但是不可以不知道正面和負面的權力，否則系統無法正常運行的現象。

在所有的連接都正確連接，對TC35i模塊的紅燈會亮接通電源時。紅燈顯示電源穩定，所有模塊正常工作。該模塊已通過當前。紅黃燈將出現在明亮的陽光下，交替出現，滯后時間也很接近，TC35i模塊搜索GSM移動網絡信號，沒多久，就看到黃色的燈光照耀下再次走出約2秒，然后說TC35i模塊已成功注冊到GSM移動通信網絡。注冊成功后，黃色信號應該保持閃爍。可以進行以下功能測試。在測試模塊的功能流程，系統選用的波特率應9600bps。

6 小結

本文通過建立移動通信網絡和單片機技術，實現了對設備的控制，實現了遠程控制系統。短消息模塊主要用于接收和發送短消息給用戶的手機。無線通信技術在主控模塊和子功能模塊之間的通信中起著關鍵的作用。由于短消息在生活中的日常通信中起著非常重要的作用，所以在移動通信網絡設備遠程控制方案易于實現，且實時性要求不高，在家居控制方面更為方便，具有成本低、效率高的明顯優勢。

參考文獻：

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