家具系统由单片机控制的探讨

本文作者：常书惠 单位：济南职业学院

21世纪是信息化的世纪，各种电子信息新技术推动了人类文明的巨大进步。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志，智能家居控制系统能够在不改变家中任何家电结构的情况下，对家里的电器进行方便的控制，使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。随着这几年的研究，智能家居控制系统有很多种实现方式。本文介绍的数字化智能家居控制系统可以使人们通过手机在任何时候，仅仅是发一个简单的短信，就可对家中的电器（照明灯、电饭煲、空调、电视、热水器等）进行远程控制，也可以在家中通过遥控器近距离遥控家中电器。

一、系统总体设计

本系统将家中电器智能控制分为两部分，远距离远程控制和居家近距离控制。远程控制采用TC35模块和MCU（STC89C52）作为主控器件。该系统通过手机远程发信息给TC35模块。TC35模块接收到发送来的请求信息，发送指令对MCU（STC89C52）单片机进行控制发出指令，单片机读取指令输出信号控制家电的启动和停止，并通过12864液晶输出显示读到的数据,从而实现智能化控制。

二、远程控制原理

TC35是Siemeils公司推出的新-代无线通信GSM模块。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、天线接口六部分组成。GSM基带处理器是整个模块的核心，它由一个C166CPU和一个DSP处理器内核控制着模块内各种信号的传输、转换、放大等处理过程。GSM射频部分是一个单片收发器SMARTI，它由一个外差式接收器、上变频调制环路发送器、一个射频锁相环路和一个全集成中频合成器4个功能块组成，共同完成对射频信号的接收和发送等处理。TC35数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，它符合ITU-TRS232接口标准，支持标准的AT命令集。通过这一接口可以用AT命令切换操作模式，可以使它处于语音、数据、短消息或传真模式。[1]TC35模块的工作电压为3.3—5.5V,可以工作在900MHz和1800MHz两个频段,所在频段功耗分别为2w(900M)和1w(1800M)。通过独特的40引脚的ZIF连接器,实现电源连接、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50Ω天线连接器,可分别连接SIM卡支架和天线。模块有AT命令集接口,支持文本和PDU模式的短消息。自带RS232通讯接口,可以方便地与PC机、单片机连机通讯。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(ShortMessageService)和传真。图2是TC35的外观和接口。

三、硬件与软件设计

1．单片机与TC35模块的连接：单片机STC89C52与TC35模块不能直接相连，需要通过MAX232与RS232再与TC35模块相连，进行通信。TC35模块通过MAX232与MCU(STC89C52)的连接电路如图3。

2．程序设计流程如下。

四、系统的调试与实现

1．TC35模块的网络注册和调试TC35模块使用12V/1A的电源，TC35模块上有两个LED灯，一个是网络指示灯，另一个是电源指示灯，还有一个网络启动按键。在使用TC35模块时，将SIM卡插在TC35模块的SIM卡卡槽，首先对模块进行联网注册，注册时峰值电流会在1.3A~2A[4V],如果少于1A的电源供电时，模块将不能正常注册入网。接通电源，电源指示灯亮。第一次按下网络启动按键，网络指示灯一亮一灭,表示网络注册未成功或网络正在注册中,等待大约1分钟，如果网络指示灯出现短灭常亮的状态，表示网络注册成功，TC35模块进入正常工作状态。

2．TC35与电脑发送短信测试由于模块自带RS232接口，所以可以通过RS232串口线将微机与TC35连接，用串口调试软件进行调试。串口调试软件有许多,可以用WINDOWS自带的“超级终端"，按照TC35模块指令调试。TC35模块默认波特率19200HZ，STC89C52的工作波特率设置为9600HZ，所以要把TC35模块的波特率改为9600HZ调试。端口设置如下:速率:9600,；奇偶检验位:无；数据位:8；停止位:1；流程控制:硬件。然后在超级终端窗口中输入AT回车,如果窗口内返回OK则表示计算机与GSM连接成功。[2]

3．手机发送短信给TC35模块测试对短消息的控制共有3种模式:BlockMode、基于AT指令的PDUMode、基于AT指令的TextMode。[3]目前发送短消息常用Text和PDUMode。使用TEXT收发短信代码简单,实现起来容易,但是不能收发中文短信。本系统只用来发送和接收英文及数字，所以选用TEXT模式。手机操作非常方便简单。比如手机发送Open1，到目标号码13853193272，一会儿就会听到继电器1的吸合声，此时可以发现继电器1已经打开，通过写入程序可以使目标号码自动回复“OperateSuccessfully！”此时表明此次操作已经成功。如果你发送的指令错误，可以通过写入程序使手机收到来自目标手机的短信提醒，告诉你当前的操作失败“OperateFailed！”；发送shut1断开继电器1，一会儿就会听到“咔嚓“声响表明继电器1已经断开。如果先前继电器是处于关闭状态的话则不会有任何反应。手机将收到来自目标号码的自动回复“OperateSuccessfully！”。此时表明此次操作已经成功。如果你发送的指令错误，手机将会收到来自目标手机的短信提醒，告诉你当前的操作失败，操作失败的短信回复内容为“OperateFailed！”。系统经过测试正常，在下班的路上就可以通过手机发送短信方便的控制家里的家用电器，比如电饭煲，热水器、空调等家用电器，该系统硬件电路简单，容易操作，操作的家电可以根据需要添加和减少，还可以通过12864显示和当前家用电器开关状态，使你对家中电器工作状态了一目了然。