《课程设计（论文）基于PIC16F877的GSM短信收发系统设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计（论文）基于PIC16F877的GSM短信收发系统设计.doc（34页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、基于PIC16F877的GSM短信收发系统设计基于PIC16F877的GSM短信收发系统设计内容提要：随着GSM网络的迅速普及和移动通信技术的飞速发展，新技术和新业务的开发和应用己提到十分重要的位置。利用GSM网络作为无线智能监控系统的信息传输平台是一种很有效的方法，其原理简单，安全保密性高，又不需要组建专用网络和维护网络，加上GSM网络覆盖面广，因此与传统的监控系统相比有着其独特的优势。利用综合移动通信技术、计算机技术和自动控制技术成功实现了基于GSM 网络的智能监控模块的设计。该模块硬件是由两部分构成，一部分是监控主板，主要由单片机PIC16F877A和外围电路部分、LCD部分和外围电路部
2、分构成，主要完成对短信息的发送接收、显示功能；另一部分是无线MODEM，由GSM引擎TC35i及其外围电路以及串行通信和其外围电路构成，主要完成短信息的发送和接收。本论文围绕“单片机控制GSM模块收发短信”这一热点课题，阐述了相应的GSM无线终端的设计方案、开发方法和开发过程，在设计中利用Microchip公司的8位PIC16F877A单片机和Siemens公司的最新一代GSM模块TC35i实现了一款具有短信收发功能的GSM Mode二原型。利用此Modem原型，可以在应用系统之间以此Modem和GSM网络为纽带，实现远地数据的传输。关键词：智能监控 GSM网络 TC35i PIC16F877
3、A SMS AT命令Based on the GSM module data acquisition systemSCM on the MCUAbstract: Because quick universality and ambulation of GSM network correspond by letter to technically fly to soon develop, new technique with new development and application of the business have been a very important position.Us
4、ing GSM network as wireless intelligence supervision system of informations delivering platform be a kind of very valid method, it uses simpler principle is simple, safer confidentiality, and then dont need the set to set up an appropriation network and support a network, plus a GSM network to overl
5、ay noodles widely, so compare with traditional supervision system to have its special advantage.Comprehensive move a correspondence technique, calculator technique and automatically control a technique, the author successfully carried out to supervise and control a mold piece according to the intell
6、igence of the GSM network of design.The molds piece hardware constitutes to two parts, a part is to supervise and control main plank, mainly constitute to the CPU and the outer circle part, LCD part and outer circle electric circuit, the monitor of main quantity and numerical quantity of the complet
7、ion emulation, and display monitor appearance on the LCD in time;Another part is a wireless MODEM, constitute to the GSM- powered TC35i and its outer circle electric circuit, main completion send out of message and receive, and at urgently under the circumstance of the message report to the police f
8、unction.This thesis circumambience a hot topic in single slice machine control the GSM mold piece receive and dispatch a message, elaborated a homologous GSM wireless terminal of design project, development method and development process, made use of 8 bit AT89S51s of Atmel company a single slice ma
9、chine and Siemens company most the new generation GSM mold piece TC35i to carry out a GSM Mode which has a message to receive and dispatch function in the design is two prototypes.Make use of this Modem prototype, can take this Modem and GSM network as bridge to take between the applied system, carr
10、y out far a deliver of data.Keyword: the intelligence supervise and control GSM TC35i SMS 目 录一、引 言1（一）本课题的背景1（二）本设计的目的和意义4（三）国内外的研究现状及发展趋势5（四）研究的主要内容和方法7（五）论文主要完成的工作8二、总体方案设计8三、硬件部分设计10（一）单片机PIC16F877A基本电路设计10（二）单片机与LCD显示电路的设计11（三）单片机与MXA232串行通信电路的设计12（四）TC35i通信模块12四、系统软件设计17（一）TC35i模块的初始化17（二）LCD模块
11、的软件设计20（三）串口驱动设计21五、结论及展望22六、致 谢22附 录23附录一 16F877A控制GSM程序23附录二 16F877A控制LCD模块程序24附录三 串行通信程序26附录四 16F877A控制按键程序27附录五 主控程序29参考文献30一、引 言（一）本课题的背景 移动通信是达到通信最终目的的有效手段，它在商业市场上所具有的巨大潜力已经越来越多地被人们所认识。移动通信并不是一项很新的技术，但它在最近几十年得到了飞速发展。20世纪80年代初，随着模拟蜂窝技术的引进，移动通信技术向前迈进了一大步。20世纪90年代开始出现数字移动通信系统，GSM系统是欧洲在20世纪80年代设计、
12、1992年开通的数字移动通信系统。第一代移动电话网是由人工操作使移动用户相连。它的终端庞大、笨重而且造价昂贵，服务区域也仅限于单个发射台和接收站址的覆盖范围。由于他的可用频率很少，因而系统容量很小，并且很快会出现饱和，服务质量也随用户数量增加而迅速下降，甚至达到死锁状态。20世纪60年代随着半导体技术的发展，无线系统发展为自动接续系统，成本也开始降低，但其所增加的容量和用户的需求相比仍然是远远不够，公众无线电话依然是一种奢侈品，只能被一小部分人使用。20世纪70年代，大规模集成电路和微处理器件的发展使实现复杂系统成为可能。由于覆盖区域受到发射功率限制，系统开始改由一个发射台和多个中继接收站所组
13、成，这种复杂配置扩展了系统的覆盖范围。真正突破是蜂窝系统的建立，在蜂窝系统中有若干个收发信机，而且每个收发信机所覆盖的范围有一部分是重叠的。蜂窝系统采用频率复用的方式增加其容量。在增大了系统容量的同时，系统网络和设备的复杂性也大大增加。蜂窝概念有贝尔实验室提出，20世纪70年代世界上几个不同地方的研究人员对其进行了研究。美国第一个AMPS(Advanced Mobile Phone Service)蜂窝系统于1983年在芝加哥开通，在欧洲，电信部门和生产厂家推出了旨在覆盖整个北欧的NMT系统，此系统于1981年在瑞典投入运行，并很快在挪威、芬兰和丹麦开通。20世纪80年代中期，世界上出现了很多
14、基于上述两种系统的移动通信，例如，从AMPS中派生的TACS系统于1985年在英国投入使用。蜂窝系统是以模拟语音通道传输，采用频率调制，频率在450MHz或900MHz,一般覆盖整个国家，容量在几十万用户左右。欧洲最大的移动网络是英国的网络，它由两个覆盖全国的网络组成，到1990年网上用户已经过了百万。密度最高的是北欧的NMT系统，人均拥有量超过7%，远远高于欧洲平均数字。移动通信终端设备在20世纪80年代末得到飞速发展。最初只有车载设备，20世纪80年代中期出现了只有几公斤重的便携式设备，手机大约在1988年出现，发展至今，已经出现了重量只有100-200G重的手机。在重量和体积减小的同时，
15、其价格也迅速下降到大多数人可以接受的水平。由于不同系统不具有兼容性，用户得到的移动通信只限于某个系统内而不是更广泛的范围，例如，TACS终端不能接入NMT网，NMT的终端也不能接入TACS网。早在20世纪80年代初期，当模拟蜂窝移动通信系统刚投放市场时，欧洲的电信运营部门便发觉，5-6移动通信系统将整个欧洲的蜂窝系统分割成四分五裂的状态，无法形成快速增长的市场所需求的规模经济。面对这一现状，欧洲电信管理部门（CEPT）成立了一个被称为GSM的移动特制小组，开始制定使用于泛欧各国的一种数字移动通信系统的技术规范。新诞生的“GSM”举行第一次会议是在1982年11月，在斯德哥尔摩，大会主席是来自瑞
16、典电信管理部门的Thomas Haug,11个国家的31位代表出席了这个会议。1990年，由英国提出将1800MHz频段归入GSM标准之中，带宽为275MHz，此建议的目的是针对PCN（Personal Communications Network 个人通信网）的应用，以进一步适应区域更高容量的需求。GSM的原意是“移动通信特别小组”，而随着设备的开发和数字蜂窝移动通信网的建立，GSM逐渐成为泛欧数字蜂窝网移动通信系统的代名词。欧洲的专家们将GSM重新命名为“Global System for Mobile Communications”,使之成为“全球移动通信系统”的简称。 GSM标准的制定
17、花了约10年时间，在标准联合会及后来的欧洲电信标准协会ETSI的统一领导下，GSM系统由主要的欧洲通信设备制造商和操作维护部门共同进行设计。由于考虑到了未来用户的需要，GSM系统具有很大的灵活性。从1990年起，GSM开始向欧洲外扩展，目前，世界上已经有上百个运营商在GSM分配的频带内运行，可以想象，GSM能向用户提供相当范围的覆盖，使用户在众多国家内实现漫游，称为名副其实的“全球移动通信”。 近年来，我国移动通信以空前的速度发展，截至2001年7月底，我国蜂窝移动通信用户已超过1亿，居世界第一。随着中国手机用户的增加，两大运营商竞争越来越激烈，市场得到全面的细分，短信业务正是在这种背景下发展
18、起来的，越来越多的手机用户开始接受短消息服务，尤其是时尚年轻一族，更是短信市场的生力军，短信正以其经济，便捷的沟通方式，得到众多手机用户的青睐。当前，单片机和PC机通过串行接口构成的多微机系统已经广泛应用于工业控制、环境监测等场合，这些系统大多采用RS-232或是有线modem的通信方式，虽然很经济适用，但是有线数据传输方式很大程度上限制了其使用的场合，使得在偏远的山区和架设通信线路比较困难的地区无法应用。针对这种情况，国内外的很多开发者在传统的单片机系统中利用支持语音、短消息(SMS)、数据通信、传真等业务的GSM引擎模块，结合已有的单片机系统通过RS-232接口连接GSM模块，从而利用GS
19、M网络实现数据的无线传输，这种方法实现起来很容易并且已有的系统硬件部分不需要做大的改动，关键是做软件部分的修改。GSM模块是继GSM手机外又一种非常重要的GSM移动通信系统的终端设备。GSM模块在短信息方面的应用最具优势，具有永远在线、不需拨号、价格便宜、覆盖范围广等特点，特别适用于需频繁传送小流量数据的应用，实现无线数据的双向传送、无线远程检测和控制等。SMS (Short Message Service)短信息服务是GSM (Global System for Mobile Communication)系统中提供的一种GSM终端手机)之间，通过服务中心(Service Center)进行文
20、本信息收发的应用服务，其中服务中心完成信息的存储和转发功能。GSM模块是传统调制解调器与GSM无线移动通信系统相结合的一种数据终端设备，因此也叫无线调制解调器。它的出现给GSM的发展注入了新的活力，改变了传统的以话音为主的通信手段，打开了GSM网络数据通信及其应用的大门。所以在应用上，凡是使用调制解调器的地方大多数可以用GSM模块代替。随着GSM移动通信网络的迅速普及和竟争的日益激烈，GSM模块作为一种主要的GSM网络接入设备，己得到越来越多的系统制造商和系统开发商的重视，基于它的各种应用也蓬勃发展起来。同时，由于调制解调器必须通过PSTN或者其他专用通讯网进行通信，因而受地域、线路等影响，在
21、应用上有很大的局限性，而GSM模块则无此限制。以此为基础，可以开发出多种前景极其乐观的各类应用，如数据采集系统、移动POS机、GPS/GSM (SMS)移动车辆监控定位系统、移动收费系统、移动性数据和Internet接入、机房监控、远程维护系统、移动性数据查询证券交易和信息查询系统等。在此基础上，对软件和硬件加以改动还可以实现许多其他功能，信息内容不一定是文字内容，也可是地图、图画或其他视频内容。由于GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，用户无需另外组网，在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵建网费用和维护费用。同时，它具有模拟移动电话系统无可比拟的保密性和抗干扰
22、性、音匝清晰通话稳定，并具备容量大、频率资源利用率高、接口开放、功能强大等优点，并且对用户的数量也没有限制，克服了传统的专网通信系统投资成本大，维护费用高，且网络监控的覆盖范围和用户数量有限的缺陷。因此，比起传统的集群系统在无线网络覆盖上具有无法比拟的优势。利用GSM短信息系统进行无线通信还具有双向数据传输功能，性能稳定，为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。（二）本设计的目的和意义技术的发展带来了生活的变化，基于无线新技术的各种增值服务正在悄然的改变着我们的生活环境和生活方式。无线技术的应用不仅美化了我们的城市，而且改善了投资环境、增加安全性，为我们带来巨大的社会、经济效益
23、。此外，无线应用是展现一个城市现代化、国际化水平的重要标志，也是促进工业现代化和信息化的动力之一。无线技术的应用现己成为我们生活中一个不可缺少的重要组成部分。对于传统产业，目前工业上各种监控设备大多还是有线方式传输，这无疑给监控设备的安装、维护带来了很大的不便。有线技术有着很明显的局限性，它们过多的依赖控制室和远端现场之间的物理连线，尤其是当被监控部分所处环境恶劣、现场危险、噪音干扰大、工作人员不宜停留的工作场所，采用有线传输模式显然会需要更大的代价，因为监控端必须远离采集端，这样的投入有时可以说是巨大的。目前，整个基于无线技术的监控系统还处在一个较低的水平，多是采用电台数传、电话网、自组网的
24、形式来进行自动控制，这几种方式在稳定性、抗干扰性等方面存在明显的不足，而且监控的距离也有一定的限制。也有采用发传真，打电话的形式通过人工来控制，同时在部分控制点使用了定时器装置，在这种模式下，出现故障不能及时发现，存在隐患不能及时排除，导致整个系统运行效率低下，不便管理，而且这种模式也无法解决迅速部署、灵活监控的现代监控管理的要求。通过GSM短消息作为一种数据传输模式来交换数据，则可以有效的解决这些问题。采用先进的GSM技术的无线通信系统，集计算机、通信、机电、自动控制等多种先进技术于一体，能够实现对无线分布式系统的实时监控管理，解决了传统控制中自己构建通讯系统成本高、抗干扰性差的缺点，将运行
25、维护人员从大量繁琐的工作中解放出来，提高了无线通信系统的运行质量，增强无线通信系统的可靠性和可控性，能及时发现定位无线系统故障，大大减少了系统停用带来的不良影响。并且随着现代信息技术的发展，以及知识经济时代的来临，人们越来越意识到现代企业人力资源成本占运营成本的比重逐渐增大，传统产业中的许多人员密集型的数据采集、有人值守工作将被现代化的电子信息监控系统所代替，实现监控现场无人值守，监控中心集中监控、集中管理、集中维护的现代化无线通信系统。我国目前已建成了覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网，是我国公众陆地移动通信网的主要方式。GSM的短消息业务SMS(Short Message Service)
26、与话音传输及传真一样，为GSM数字蜂窝移动通信网络提供的主要电信业务，它通过无线控制信道进行传输，是GSM通信网所特有的。短消息业务不需拨号建立连接，利用短消息业务中心的存储和转发功能，直接把要发的信息加上目的地址发送到短消息中心，由短消息中心再发送给最终的信宿，这种方式非常适合于将每次采集到的数据随时发送到上位机。短消息业务可以使网络端知道被叫方是否已经收到短消息，如果传送失败，被叫方没有回答确切消息，网络一侧会保留所发的消息，一旦网络发现被叫方能被叫通时，消息重发以确保被叫方能收到。由此可见，短消息业务作为GSM网络的一种主要的电信业务，它的传递是可靠的。因此，选用GSM的短消息业务来实现
27、远程无线数据传输是可行的。在短消息业务快速发展的背景下，短消息在无线监控与数据采集方面的应用作为毕业设计的研究课题就有着极为重要的现实意义和实际价值。本设计的典型的应用有：远程无线控制高压线路断电器、加热系统、防洪拦阻系统或其它机电系统的启动和关闭；变电站、电表、水塔、水库或环保监测点等监测数据的无线传输和无线自动警报；车辆调度、安全、导航、监控、监测车队交通管理和控制指挥系统等领域；控制和监测香烟、食品和饮料自动售货机的运行状态和存货水平等等。（三）国内外的研究现状及发展趋势本课题研究实现的智能监控模块可用于家居实时监控、工业控制、无人值守设备的监测、远程监控系统等领域。远程监控是指远端的监
28、控者或者监控中心通过通信系统对现场的系统进行监测与控制，其目的在于突破地域和环境上的限制，实现集中监控，最终实现生产资源和社会资源的优化配置。现代远程监控技术是计算机技术、通信技术、网络技术和自动化控制技术的结合，是信息技术与控制技术的集成。现在工农业的生产中，远程监控有着广泛的应用。进行远程监控有以下几种方式：使用无线电收发设备；利用有线电话网络，使用电话线路，以双音多频(CDTMF)信号为载体传送简单命令和数据；利用计算机，借助Internet传送数据及命令；借助PLMN(公用陆地移动网)的SMS(短信)服务平台或GPRS(通用分组无线业务)的数据业务功能传送数据或命令。然而无论哪一种传输
29、技术，对于用户来讲，最基本的要求即是要方便、快捷、安全、可靠。有线传输方式，可以通过架设专线、利用公共数据网等途经来实现，但是在很多场合下，有线方式受到了架线环境、传输距离等条件限制。无线方式实现方式也很多，比如可以通过自建无线发射接收系统，如短波、超短波电台、架设微波线路等，但是这种方式容易受到地形地貌的影响以及频率资源的限制，架设成本高、系统的架设和维护工作繁重，在业务量小、用户数量大、位置分散等应用场合中也受到很大限制。移动通信经过三代发展，GSM (Global System for Mobile Communication)系统是目前基于时分多址(TDMA)技术的移动通信体制中最成熟
30、，最完善，应用最广的一种移动通信系统。GSM全球移动通信系统短信息传送技术，在远距离监控、数据采集、GPS定位、无线报警、缴费通知等领域，都有着广泛的应用。由于GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，用户无需另外组网，在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵建网费用和维护费用。同时它对用户的数量也没有限制，克服了传统的专网通信系统投资成本大，维护费用高，且网络监控的覆盖范围和用户数量有限的缺陷。它比起传统的集群系统在无线网络覆盖上具有无法比拟的优势，加上GSM 的SMS本身具备的数据传送功能，都使得这些应用得到迅速的普及。利用GSM短信息系统进行无线通信还具有双向数据
31、传输功能，性能稳定，为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。短消息传送业务采用专用控制信道(DCCH)，可以使网络管理端确切地知道被叫方是否收到短消息，如果传送失败，被叫方没有回答确切消息，网络管理端会重新发送消息，以确保被叫方能收到。因此，作为GSM网络的一种主要的电信业务，短消息业务的信息传递是实时可靠的。每个短消息的信息量为140个八位组(7比特编码，160个字符)不超过140个字节，足以满足单个监测指标的信息量。综上所述，系统选用GSM的短消息业务，来实现远程的监控是可行的。西门子工业级GSM模块TC35i适用于各行各业，在各个领域作无线数据通信、短信息通告之用。相对于
32、普通民用手机来做短信息的收发控制，手机本身不是工业级产品，它在控制中会经常出现不稳定的情况，同时它的供电模式决定了它不能长时间地稳定工作。工业级系列GSM模块TC35i的推出正解决了这个难题，它可以长时间地稳定工作。用户可以完全放心地将它嵌入到应用系统中，不管是对OA（机关办公自动化）系统，还是纯粹的短信息应用系统，它都能出色地完成任务。日常生活中它的应用表现在以下几个方面：（1）GSM机房监控和远程维护管理应用 银行、储蓄点机房监控，电信机房动力环境监控；通信行业远端无人值守站机房监控和远程维护（如移动通信基站、微波站、光纤中继站）；其他无人值守点（如仓库、办公楼等）监控。（2）GSM移动车
33、辆监控调度应用 公安、110、交警车辆监控调度；银行运钞车、邮政运输车监控调度；出租车管理调度；公交车辆调度和指示；集团车辆监控调度。（3）GSM无线接入系统应用 无线固定电话接入（WLL）；无线磁卡电话；火车、汽车、轮船等移动载体付费电话。（4）GSM移动性数据查询应用 移动性证券交易和信息查询；公安移动性数据（身份证、犯罪档案等）查询；交警移动性数据（车辆、司机档案等）查询；通信维护人员线路资料查询；其他外勤人员移动性数据查询。（5）GSM城市公用事业实时监控维护应用 煤气调压站实时数据采集和自动控制；自来水、污水管网实时监控和维护；热力系统实时监控和维护；电力系统城市中电网实时监控和自动
34、补偿。（6）其他GSM应用领域 移动性书记和Internet接入；移动性办公及管理；工业遥感遥测遥控、信息回报。（四）研究的主要内容和方法目前的远程无线通信主要有以下两种：一种通信双方直接发送和接收对方的信号如对讲机、军用设备等；一种是通信双方间接通信，如现在最流行的GSM蜂窝网络，通过GSM网络的短消息中心(SMSC)这个实体存储转发来实现双方的通信。本设计主要是智能监控模块设计的实现，与传统的监控产品相比较，在实现方法和对象上有很大的区别，可用图1来区别。传统产品一般实现框架 ：监控计算机收发控制电路收发单元终端控制系统无线通道智能监控实现框架 ：监控用户手机GSMGSMGS无线MODEM
35、M网络终端控制系统无线通道图1 设计采用的实现框架此次开发设计的系统具体研究内容是用手机实现远程监控开关量和模拟量，控制主体是用户手机，即可以用一对一通信的方式，也可以用一对多的通信方式来实现，灵活实用。现有的基于GSM网络的产品主要应用于信息采集系统、智能抄表系统、运钞车的集中监控、汽车车队的集中监控等方面，这些系统的监控中心是计算机系统，控制电路收发模块通过串口与计算机系统交换数据，将合法数据保存到数据库中，计算机系统一般采用客户机/服务器方式，服务器负责处理客户机界面控制显示程序与数据库中数据之间的处理，但系统实现的方法比较复杂，实现成本昂贵。本次设计的系统主要是对外界的数字量进行实时监
36、控，通信的媒介是GSM网络，采用SMS进行数据交换，使得整个系统在价格、花销等方面都有很大的优势，在技术方面也基本上能够满足特定用户的需求，具有比较广阔的市场前景。设计中无线MODEM与市面的GSM MODEM相比有其自身的特点:是面向用户的、面向底层字节流，便于用户完成基于底层的二次开发，因此，从用户利用的角度来看它的可应用性更加灵活，更能满足各种行业的需求。（五）论文主要完成的工作本课题将建立一个通过GSM短信息的收发和语音智能报警实现对外界的数字量和模拟量进行实时的监控的系统。本课题的主要工作有：1、完成监控主板的硬件设计，即：16F877A的外围电路、LCD显示电路2、完成基于GSM网
37、络的智能监控模块的硬件设计，即：TC53i模块电路、串行通信口电路3、监控主板的设计。4、GSM网络的智能监控模块的软件设计。5、通过整个系统进行分析，总结出系统块存在的问题，并对其进行改进。二、总体方案设计由于有线 Modem的通信方式的局限性，以及随着GSM移动通信网络的迅速普及，利用GSM模块实现基于短消息的数据传输成为重要的远程数据传输解决方案。目前实现短消息的发送主要有以下几种方法:1、通过移动网关发送短消息，使用该方法不需要附加的硬件，但是需要到电信部门申请网关，成本高，软件复杂，比较适合于一些大型的网络通信公司进行开发；2、通过网站上提供的短信发送功能来实现，比如新浪、网易都提供
38、这方面的服务，这种方法是这4种方法中实现起来最简单，所需资源最少的，但是对于网站的依赖性太强，对网络的依赖同样无法避免，不适用于项目开发；3、在相关的系统中使用手机模块代替手机来实现与短消息中心的联系，从而实现短消息的发送与接受。使用手机模块利于系统集成，成本较低，而使用手机虽然也可以实现相应功能，但是需要外加数据线，成本相当高。4、在电脑上通过GSMM ODEM向手机发送中文短消息，这是目前比较适合于小项目开发的一种方法，所需硬件包括一款手机，提供GSMMODEM以及相应的数据线或是红外线适配器。该方法编码简单，只需对AT指令和串口编程比较熟悉就可以实现，而且对硬件需求不高，并能自动收发短消
39、息，但是该方法对短消息收发的控制较弱，通用性不强；但对于自动采集数据后发送检测数据的智能系统来说该方法最为简单实用。本设计选用Microchip公司的PIC16F877单片机和Siemens公司的最新一代GSM模块TC35i，实现了一款具有短信收发功能的GSM modem原型。利用此modem原型，可以在应用系统之间以此modem和GSM网络为纽带，可以实现远地数据的传输。如图2所示。GSM网络PIC16F877LCD显示GSM通信模块监控中心服务器短信采集PIC16F877短信采集GSM通信模块监控中心服务器LCD显示发射部分 接收部分图2 系统总体结构框图Microchip公司的PIC16
40、F877芯片为40个引脚，常用的封装形式为PDIP40，在采用了数据总线与程序总线分开的方式进行运转，其中数据总线为8位，程序总线为14位，而堆栈是由硬件的方式来实现的，具有8层13位的独立空间，既不占用程序存储器和数据存储器的空际那，也不需要进行进栈和出栈之类的堆栈操作专用指令，并且整个程序存储器Flash以8K14位Flash使得PC所产生的13位地址最大可寻址空间为8K14位，地址编码的最大范围为0000H1FFFH，在单片机的内部还集成了14个功能各不相同的模块使单片机的功能得到更多的扩展，这些设计在大大简化单片机的硬件结构的同时又充分发展了单片机的基本功能，在提高系统的可靠性和多功能
41、性方面取得了长足的进步。TC35i通信模块具备GSM无线通信的全部功能，并提供标准的UART串行接口，支持GSM 07.05 所定义的AT命令集的指令。因此，MCU能够非常方便地通过UART接口与GSM模块连接，并直接使用AT命令就可以方便简洁地实现短信息的收发、查寻和管理。本系统利用短消息实现远程数据传输应用，具有以下特点：1、利用移动通信网络覆盖面广、网络设施完备的整体优势，不再需投资基础设施、随时随地实现“个性化”的服务；2、实施与运行费用低，只需增加终端控制系统，运行时，短消息实行包月制或按每条0.10(选用中国移动)元计费，整体费用低；3、可以实现在无人情况、环境恶劣、超远距离的情况
42、下控制信息的收集和传送，硬件的品质保证了通信安全可靠；4、系统应用独立性好，利用单片机控制TC35i模块，在一定范围内，如果要实现不同的应用，只需要对前台软件做一定修改。三、硬件部分设计 系统分为监测中心站和远程监测分站两个部分：监测中心站主要由监测中心站服务器、GSM无线通信模块、数据库系统及其应用软件组成；远程监测分站主要由单片机PIC16F877及外围电路、显示电路LCD、串行通信电路以及GSM无线通信模块（TC35i）组成。监测中心控制GSM无线通信模块收发短消息，然后对数据进行显示。（一）单片机PIC16F877A基本电路设计该系统的MCU采用的是Microchip公司生产的PIC1
43、6F877单片机。这个单片机的硬件系统设计简洁，并且堆栈采用硬件方式，这样就省略了专用的堆栈指令使得指令系统也得到了精练，其功率消耗极低，驱动能力强，使它能和多种外部电路模块结合使用。此外它与其他的单片机最大的不同之处在于采用了哈佛总线结构，在芯片内部将数据总线和指令总线分离，并且采用不同的宽度（数据总线8为，指令总线14位）进行处理。如图3所示。图3 PIC16F877外围电路原理图（二）单片机与LCD显示电路的设计LCD显示电路是用1602芯片PIC16F877单片机共同完成的，LCD1602能显示数字、英文、标点符号的显示芯片，它内部有自己的显示表格能自动查表显示出接收到的数据，PIC1
44、6F877对其控制相对简单，符合本设计要求。LCD1602芯片各个管脚的功能如表1所示，其与PIC16F877单片机的电路连接原理图如图4所示。表1 LCD1602的各个管脚对应功能表 引脚名引脚序号引脚类型功能说明VSS1P电源地VDD2P电源正极VL3I/O液晶显示偏压信号RS4I/O数据/命令选择端（H/L）R/W5I/O读/写选择端（H/L）E-6I/O使能信号D07Data I/O数据端D18Data I/O数据端D29Data I/O数据端D310Data I/O数据端D411Data I/O数据端D512Data I/O数据端D613Data I/O数据端D714Data I/O
45、数据端BLA15P背光源正极BLK16P背光源负极图4 PIC16F877与LCD1602显示电路原理图（三）单片机与MXA232串行通信电路的设计采用MAX232作为串行通信的电平转换电路，实现数据的串行通信功能，不但硬件电路简单，而且PIC16F877对其的控制也易于实现，符合设计要求。MAX232芯片与PIC16F877单片机的电路连接原理图如图5所示。图5 MAX232与PIC16F877外围电路原理图（四）TC35i通信模块1. GSM模块TC35i介绍随着通信事业的发展，移动通信应用领域的不断扩大，移动终端的设计也逐渐倍受关注。这一章将详细介绍Siemens公司的GSM模块TC35
46、i、TI公司的电平转换芯片MAX3238等器件，及其构成的移动终端的硬件电路。该电路可以完成短消息收发、语音传输、与PC机进行数据传输等功能，已应用在基于GSM短消息的GPS车辆监控系统中。（1）TC35i无线模块目前,国内常用的GSM模块有Wavecome的WMO2系列、Falcom的A2D系列、爱立信的DM10/DM20系列、中兴的ZXGM18系列和西门子公司的TC35系列等，这些模块的功能和用法差别不大,但各有所长。其中西门子公司的TC35系列模块性价比很高，并且已经有国内的无线电设备入网证。所以本课题就是选用西门子GSM通信模块TC35系列的蜂窝通信引擎TC35i。这是西门子推出的最新
47、的无线模块，功能上与TC35兼容，设计紧凑，大大缩小了用户产品的体积。最初设计TC35i模块用于高速 M2M系统，现在正被应用在更广阔的领域，例如测量和远程维护，交通系统，仓储运输，保安系统，无线网关及接入设备，自动售货机，卫生保健和建筑技术等。（2）TC35i主要特性及技术指标TC35i 是一个支持中文短信息的工业级GSM 模块,高集成度的尺寸为4.5mm36mm3.6mm，质量为9g。工作在EGSM900MHz 和GSM1800MHz(phase 2/2+) 双频段,电源范围为3.35.5 V ,为单一电压，可传输语音和数据信号, 功耗在EGS900 (4 类) 和GSM1800 (1 类) 分别为2 W和1 W ,通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线，SIM电压为3V/1.8V。电流消耗-休眠状态为3.5mA,空闲状态（待机模式）25mA，发射状态（通话模式）300mA（平均），2.5A峰值。温度范围-正常
