基于GSM模块的数据通信系统研究
摘要
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。
综合移动通信技术、计算机技术和自动控制技术作者成功实现了基于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CPU及外围部分、LCD部分和外围电路构成，主要完成模拟量和数字量的监测，并及时在LCD上显示出监测状态，并且在需要报警的时候发送预先存储在芯片中的信息；另一部分是无线MODEM,由GSM引擎TC35i及其外围电路构成，主要完成短信息的发送和接收，以及在紧急情况下的短信报警功能。
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Atmel公司的8位AT89S51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；短消息；AT命令
ABSTRACT
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 https://www.doczj.com/doc/b812797915.html,ing GSM network as wireless intelligence supervision system
of information's delivering platform be a kind of very valid method, it uses simpler principle is simple, safer confidentiality, and then don't need the set to set up an appropriation network and support a network, plus a GSM network to overlay 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 intelligence of the GSM network of design.The mold's 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 completion emulation, and display monitor appearance on the LCD in time, and at the time of needing to be report to the police send out in advance saving in the information in the chip;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 function.
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 machine 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, carry out far a deliver of data.
Keyword: the intelligence supervise and control GSM network TC35i Short news The AT orderany
目录
1 引言 ......................................................... - 4 -
1.1本课题的背景 ............................................ - 4 -
1.2本设计的目的和意义 ...................................... - 5 -
1.3国内外的研究现状及发展趋势 .............................. - 6 -
1.4研究的主要内容和方法 .................................... - 8 -
1.5论文主要完成的工作 ...................................... - 9 -2总体方案设计................................................. - 10 -3硬件部分设计................................................. - 12 -
3.1单片机的外围电路设计 ................................... - 12 -
3.2 TC35i通信模块 ......................................... - 13 -
3.3数据采集、转换及显示电路 ............................... - 15 -4系统软件设计................................................. - 17 -
4.1 TC35i模块的初始化 ..................................... - 17 -
4.1.1 系统通讯协议 ..................................... - 18 -
4.1.2 系统模块程序设计 ................................. - 18 -
4.2 A/D转换模块的程序设计 ................................. - 20 -
4.3 LCD模块的软件设计 ..................................... - 23 -
4.4监控软件的流程 ......................................... - 24 -5调试过程..................................................... - 26 -6结论及展望................................................... - 28 -参考文献 ...................................................... - 29 -
1 引言
1.1本课题的背景
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GSM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、GPS/GSM (SMS)移动车辆监控定位系统、移动POS机、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。
1.2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;另外，无线应用也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)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硕士论文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：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；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；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: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。
1.3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：①使用无线电收发设备；②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；⑧利用计算机，借助Internet传送数据及命令；④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(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，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。
1.4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1-1来区别。
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
传统产品一般实现框架
监控用户
手机
GSM
GSMGS无线MODEM
M网络
无线MODEM
智能监控模块
GSM网络
图1-1 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和模拟量进行实时监控，通信的媒介是GSM网络，采用SMS进行数据交换，因此整个系统在价格、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。因此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。
1.5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)完成基于GSM网络的智能监控模块的总体方案设计。包括总体的分析及其特点与优势。
(2)主控模块和无线MODEM硬件电路设计和监控软件的设计。
(3)各子功能模块硬件电路设计、调试以及软硬件的联合调试。
(4)进行模块软硬件调试和实验，验证系统的可行性、可靠性。
(5)通过对智能模块的分析，总结出智能模块存在的问题，以及对出现问题的改进。
2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。目前华为、中兴等公司就做的这方面的工作；
(2)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，并能自动收发短消息，但是该方法对短消息收发的控制较弱，通用性不强；
(3)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；
(4)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。
本设计选用Atmel公司的AT89C51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。工作模式如图2.1所示。
AT89S51系列芯片为40个引脚，内部集成了4K字节的RAM,64K字节可在系统编程的Flash存储器、以及2个UART串行接口等。由于采用了高性能的MCU,省掉了大量的外围器件，如外扩RAM, ROM存储器等，使硬件结构大大简化，提高了系统的可靠性。
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。
AT89S51
单片机
LCD
显示
GSM
通信模块
GSM
通信模块
监控中心
服务器
GSM网络
数据采集
A/D转换
图2-1 系统总体结构框图
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。
3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8051单片机及外围电路、A/D转换以及GSM无线通信模块（TC35i）、LCD组成。监测中心控制GSM无线通信模块收发短消息，接收各监测分站采集的数据信息，然后对数据进行显示、处理和打印等。远程监测分站实现数据的采集、处理和显示，同时控制GSM无线通信模块收发短消息。监测中心站与远程监测分站之间通过GSM网络实现无线远程通信，实现了基于GSM网络的远程监测。
3.1单片机的外围电路设计
该系统的MCU采用的是Atmel公司生产的AT89S51单片机。它是一种低电压、低功耗、高性能的CMOS8位单片机，片内含8KB可反复擦写的程序存储器和256B的数据存储器。单片机外围电路除了包括单片机正常工作所必须的元器件外，还包括LCD显示电路及A/D转换电路等构成。采用MC4053双向多路模拟开关作为电平转换电路，当A、B、C输入不同的电平时X、Y、Z管脚接不同的输出管脚，其在电路中的接法如图3-1所示，功能表如表3-1所示。系统硬件原理图如图3-2所示。其中，在原理图PART1部分扩展A/D转换电路，对采集到的数据信息进行处理，PART2部分扩展LCD液晶显示输出结果。
图3-1 MC4053个管脚的接法及对应功能表
表3-1 MC4053功能表
图3-2 单片机外围电路原理图
3.2 TC35i通信模块
TC35i是西门子推出的最新的无线模块，功能上与TC35兼容，设计紧凑。TC35i 与GSM 2/2+兼容、双频（GSM900/GSMl800）、RS232数据口，符合ETSI 标准GSM0707 和GSM0705，且易于升级为GPRS 模块。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速可靠安全的传输，方便用户的应用开发及设计。TC35i有40个引脚，通过一个ZIF（Zero Insertion Force，零阻力插座）连接器引出。这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。TC35i 外围电路如图3-3所示。
第1-14脚为电源部分，其中1-5为电源电压输入端，6～10引脚为电源地GND，11、12引脚为充电引脚，13脚为对外输出电压（供外电路使用），14脚为ACCU/TEMP接负温度系数的热敏电阻；24-29脚为SIM卡引脚，分别为CCIN，CCRST，CCIO，CCCLK，CCVCC和CCGND；33-40脚为语音接口用来接电话手柄；
15、30、31和32脚为控制部分，15引脚为启动线IGT（Ignition）,当TC35i
通电后必须给IGT一个大于100ms低电平，模块才启动，30引脚为RTC back up，31脚为Power down，32脚位SYNC，16-23脚为数据输入/输出，分别为DSEO，RINGO，RXDO，TXDO，CTSO，RTSO，DTRO和DCDO。其中18脚RxD0、19脚TxD0为TTL的串口通讯脚，需要和单片机或者PC通讯。
TC35i模块的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合ITU-TRS232接口标准。它有固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bps~115kbps之间可选，默认9600。硬件握手信号用RTS0/CTS0，软件流量控制用XON/XOFF，CMOS电平，支持标准的AT命令集。
图3-3 TC35i 外围电路接线图
3.3数据采集、转换及显示电路
数据采集、转换电路使用ADC0809实现数模转换，ADC0809是带有8位A/D 转换器、8 路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。它由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。其原理图如图3-4所示。
图3-4 ADC0809转换电路接线图
液晶显示部分使用FYD12864液晶中文显示模块，该模块是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字，也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。
由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。其方框图如图3-5所示。
图3-5 LCD显示方框图
4系统软件设计
4.1 TC35i模块的初始化
监控过程开始时，单片机通过ADC0809串行口激活TC35i来发送和接收数据短消息，完成与主控端的数据交换。TC35i模块的初始化过程是首先用定时器延时约5s，等待TC35i模块自检完毕，然后检查是否已插入SIM卡，有SIM卡则继续检查移动运营商。之后再对GSM 模块进行初始化，主要的就是用AT指令初始化发送方式和设置短信中心号码。其流程图如4-1所示。
初始化TC35I
延时5秒
检查有无SIM卡？
查询网络运营商
设置发送方式及中心号码
放送相应短信息
Y
N
图4-1 TC35i模块初始化流程图
TC35i模块是采用AT指令集进行控制的，采用AT指令可以实现模块参数的设置，实现数据的发送与接收。在GSM07．05和GSM07．07标准中对一些标准的AT指令作了详细的规定。部分AT指令如表4-1所示。
有三种方式来发送和接收SMS信息Block Mode，TextMode和PDU Mode。PDU Mode 被所有手机支持，可以使用任何字符集，这也是手机默认的编码方式。下面介绍的内容是在PDU Mode下发送和接收短消息的实现方法。
表4-1 AT指令表
4.1.1 系统通讯协议
TC35i模块有固定的传输参数：8位数据位和1位停止位，无校验位。在监控中心和远程数据终端之间进行数据通信采取的主要方式为短消息，因此短消息中每个数据信息代表的具体意义及短消息中数据的排列规则都需要通信的双方达成一致，因此通信双方必须具有数据协议。这种按照自定义的串口通信协议，简称为SPCP(Serial Port Communication Protoco1)。
SPCP协议设计思想基于帧传输方式，即向串口发送数据时是一帧一帧地发送。为保证可靠的传输，在传输开始前，通过协议建立连接，在每一帧的传输中，采用发送／应答／重连／失败方式进行。
4.1.2 系统模块程序设计
终端的通信模块设计是整个终端软件设计工作量最大的部分，从初始化串行通讯模块设计到与带SIM 卡的GSM／GPRS终端电路板的通信流程设计，需要兼顾软件的各个功能模块，包括参数设置、自动接收数据、请求数据以及信号判断等。
(1)通信命令处理
通信数据处理主要是针对需要发送的数据和接收到的信息进行相关处理。通过TC35i模块的AT指令实现数据的收发，主要涉及到AT指令的分析和控制命令。
通常通信标准中给出的AT指令都是以ASCII字符提供的，事实上，采用单片机汇编语言编程，需要提供相关的十六进制代码。下面将部分测试中接收和发送的指令用十六进制数表示在括号中。如无特殊说明，AT指令都以ODH为发送结尾命令。
? AT指令测试命令
发送：AT(41 54 0D)
返回：AT OK(41 54 0D 0D 0A 4F 4B 0D 0A)
?读取短消息命令
a）若读取一条空的消息
发送：AT+CMGR=2
返回：AT+CMGR：2 +CMGR：0，，0 OK
说明：AT+CMGR=**，**为整数类型，动感地带SIM卡只能存储25条消息，所以**的范围是(1-25)，普通神州行SIM卡可以存储50条消息，所以的范围是(1-50)。若超过了范围，则返回ERROR。返回“AT+CM GR=2+CMGR：0，，0 OK”说明第2条消息为空。
b) 若读取一条有内容的消息
发送：AT+CMGR=1
返回：AT+CMGR=1+CMGR：“REC UNREAD”，“+86138********”，“04／09／23，23：20：07+32”abc OK
?删除短消息
发送AT+CMGD=1(41 54 2B 43 4D 47 44 3D 31 0D)
返回：AT+CMGD=1 OK (41 54 2B 43 4D 47 44 3D 31 0D 0D 0A 4F 4B 0D 0A、?发送短消息命令
发送AT+CMGS=I381 1314845(41 54 2B 43 4D 47 53 3D 31 33 38 31 31 33 31 34 38 34 35 0D) 其中，“138********”为手机号
返回：> (0D 0A 3E 20)
发送：testing (74 65 73 74 69 6E 67 1A 0D)
返回：+CMGS：89 OK
(2)串口初始化及功能说明
在系统开始运行前，首先检验CPU与GSM／GPRS模块的连接是否正确，这包括AT指令测试，信号检查并设置新消息来提示功能。其次，为了使新的数据信息能够及时收到，在系统开始运行前，要对SIM 卡中的短消息进行处理。
最后将SIM 卡中的数据读取一遍，若有消息，则读出并通知主程序处理，若处理完毕则删除。初始化完成后，确保SIM卡中消息都被读出，并将所有消息删除。然后状态位SMS—AT_NO—STATUS=08H，说明SMS初始化完毕，可正常读写。
(3)接收数据方式
通信数据的接收采用的是串口中断的接收方式。采用这种方式是因为无论系统工作在何种情况下，都能接收上位机发来的包含控制指令的短信，并予以响应。这样既从软件设计上保证了通讯过程的通畅，又节约了处理通讯数据的时间，可以把数据流以单个字节的形式接收，在通讯处理程序中集中加以分析，从而使通信程序更符合模块化的设计要求。
(4)数据收发程序设计
自动接收数据，就是在没有人工干预的情况下，CPU一直循环检测串口数据区的状态，如果有数据到达，则根据不同的数据信息采取不同的操作。若数据是新消息，则把新消息代码直接存入相应的数据区；若是正常消息内容，则在读取完成后置标志，供主模块分析并应答，若数据超出正常范围，则放弃处理此数据。
4.2 A/D转换模块的程序设计
本系统使用ADC089进行A/D转换时，首先采用查询EOC的标志信号来检测A/D转换是否完毕，若完毕则把数据通过P0端口读入，经过数据处理之后在数码管上显示。
在进行A/D转换之前，要启动转换的方法：
ABC＝110选择第三通道
ST＝0，ST＝1，ST＝0产生启动转换的正脉冲信号。
部分设计程序如下：
CH EQU 30H
DPCNT EQU 31H
DPBUF EQU 33H
GDATA EQU 32H
ST BIT P3.0
OE BIT P3.1
EOC BIT P3.2
ORG 00H
LJMP START
ORG 0BH
LJMP T0X
ORG 30H
START: MOV CH,#0BCH
MOV DPCNT,#00H
MOV R1,#DPCNT
MOV R7,#5
MOV A,#10
MOV R0,#DPBUF
LOP: MOV @R0,A
INC R0
DJNZ R7,LOP
MOV @R0,#00H
INC R0
MOV @R0,#00H
INC R0
MOV @R0,#00H
MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#(65536-4000)/256
MOV TL0,#(65536-4000) MOD 256
SETB TR0
SETB ET0
SETB EA
WT: CLR ST
SETB ST
CLR ST
WAIT: JNB EOC,WAIT
SETB OE
MOV GDATA,P0
CLR OE
MOV A,GDATA
MOV B,#100
DIV AB
MOV 33H,A
MOV A,B
MOV B,#10
DIV AB
MOV 34H,A
MOV 35H,B
SJMP WT
T0X: NOP
MOV TH0,#(65536-4000)/256
MOV TL0,#(65536-4000) MOD 256
MOV DPTR,#DPCD
MOV A,DPCNT
ADD A,#DPBUF
MOV R0,A
MOV A,@R0
MOVC A,@A+DPTR
MOV P1,A
MOV DPTR,#DPBT
MOV A,DPCNT
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
INC DPCNT
MOV A,DPCNT
CJNE A,#8,NEXT
MOV DPCNT,#00H
NEXT: RETI
DPCD: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H
DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00H
DPBT: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H
DB 0EFH,0DFH,0BFH,07FH
END
4.3 LCD模块的软件设计
软件设计总流程如下图4-2：
单片机初始化
液晶模块初始化
是否结束？
Y
N
数据采集
数据显示、通讯
结束
图4-2 LCD软件设计流程
液晶模块执行功能设置程序如下：
┇
ACALL F_BUSY1
MOV A, #0CH ；功能设置：开显示及关光标 , 字体不闪烁
MOV P0, A
MOV P2, #0AFH ；E1产生高电平，选择指令寄存器
CLR P3.2 ；读写控制信号，低电平写信号
MOV P2, #0EFH ；E1产生低电平，形成一个下降沿，E1芯片使
能写入
；功能设置
┇
4.4监控软件的流程