一种基于短信模块的环境参数检测系统技术方案

基于手机网络的环境数据传输方法具有网络覆盖广、可靠、无需组网等优点，有较大的应用价值和前景。为满足环境参数的远距离无线检测的需求，发明专利技术了一种基于短信模块的环境参数检测系统，实现了环境参数的采集、短信发送等功能，并通过串口连接上位机，配合上位机软件作为远程环境参数的征询端使用。对所设计软硬件的测试结果表明，该系统能较好地完成环境参数的采集和短信发送，实现环境参数的手机网络采集功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于短信模块的环境参数检测系统所属
本专利技术涉及一种检测系统，尤其涉及一种基于短信模块的环境参数检测系统。
技术介绍
随着科技和社会的发展，工业生产和社会生活中对工业设备和生活电器等的智能化要求越来越高，要求这些设备能够自主地根据实际环境和相关参数作出判断，执行对应的预设程序，降低人工干预。其中，环境参数的感知和无线传输是智能系统设计的前端和重点之一，如电网参数的远程检测、森林火险的远程监测等。TC35i新版西门子工业GSM模块是一个支持中文短信息的工业级GSM模块,工作在EGSM900和GSM1800双频段,电源范围为直流3.3～4.8V,电流消耗——休眠状态为3.5mA，空闲状态为25mA，发射状态为300mA(平均)，2.5A峰值；可传输语音和数据信号,功耗在EGSM900(4类)和GSM1800(1类)分别为2W和1W,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，TC35i的数据接口(CMOS电平)通过AT命令可双向传输指令和数据,可选波特率为300b/s～115kb/s,自动波特率为1.2kb/s～115kb/s。它支持Text和PDU格式的SMS(ShortMessageService,短消息),可通过AT命令或关断信号实现重启和故障恢复。
技术实现思路
本专利技术的目的是为满足环境参数的远距离无线检测的需求，设计了一种基于短信模块的环境参数检测系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：基于短信模块的环境参数检测系统由单片机(microcontrolunit，MCU)最小系统、短信模块、用户识别模块(subscriberidentitymodule，SIM)卡与插槽、传感器、按键和显示等部分组成。环境参数主要是指温度，可根据需要添加湿度、烟雾等传感器，实现其他参数的检测，能根据需求把环境参数通过手机网络以短信的形式反馈到信息征询端，作为环境参数检测的无线节点，并可通过串口连接PC作为信息征询端。所述的单片机最小系统主要负责单片机的正常运行、复位、在线编程(InSystemProgramming，ISP)等功能，还包含温度传感器与串口电路。所述的短信模块与SIM卡电路主要通过串口与单片机交换数据，短信模块启动并初始化后会登陆移动电话网络，通过SIM卡完成身份识别，正常工作后能够在单片机的控制下完成收发短信的功能。所述的按键与显示电路主要完成系统功能切换与温度显示等功能。所述的电源电路为其他各部分电路供电。所述的单片机为ATMEL公司生产的8位RISC结构的高性能单片机ATmega162，此单片机具有16kB的FLASH，并且具有2个串口，具备ISP、宽电压范围、看门狗电路等功能，完全能够满足本应用的需求。所述的ATmega162的最小系统主要由复位电路、ISP在线下载电路、晶振电路、串口电路和传感器电路组成。所述的短信模块采用西门子公司的TC35i，通过12脚排线与系统板连接。所述的SIM卡槽通过6针插槽与系统板连接，而在系统板上，SIM卡上的信号线(包括CCRST、CCCLK、CCIO、CCIN)是直接与短信模块连接的，并位于单片机，有信号连接。所述的系统除了短信模块和SIM卡需要4.2V的电压之外，其余部分均用5V电压。所有从外界接入的5V电源经过电容滤波之后，供给单片机、按键和显示电路。另外还要通过LM317转换为4.2V电源供短信模块和SIM使用。本专利技术的有益效果是：基于短信模块的环境参数检测系统能够利用现有的覆盖域广的手机网络实现任意距离的无线环境参数采集工作，可靠、方便，省去了组网的步骤。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是系统框图。图2是主程序流程图。图3是接收短信中断服务子程序流程图。图4是按键1中断服务子程序流程图。图5是按键2中断服务子程序流程图。图6是上位机软件流程图。具体实施方式如图1所示，基于短信模块的环境参数检测系统由单片机(microcontrolunit，MCU)最小系统、短信模块、用户识别模块(SubscriberIdentityModule，SIM)卡与插槽、传感器、按键和显示等部分组成。在该系统中，MCU具有初始化短信模块、初始化传感器、读取新信息、读取传感器参数、读取按键状态、显示温度和发送短信等功能，并能够通过串口与上位机通信，通过上位机软件发送AT(Attention)指令给短信模块，实现远程温度等参数的读取功能。单片机最小系统主要负责单片机的正常运行、复位、在线编程(InSystemProgramming，ISP)等功能，还包含温度传感器与串口电路；短信模块与SIM卡电路主要通过串口与单片机交换数据，短信模块启动并初始化后会登陆移动电话网络，通过SIM卡完成身份识别，正常工作后能够在单片机的控制下完成收发短信的功能；按键与显示电路主要完成系统功能切换与温度显示等功能；电源电路为其他各部分电路供电。采用的单片机为ATMEL公司生产的8位RISC结构的高性能单片机ATmega162，此单片机具有16kB的FLASH，并且具有2个串口，具备ISP、宽电压范围、看门狗电路等功能，完全能够满足本应用的需求。ATmega162的最小系统主要由复位电路、ISP在线下载电路、晶振电路、串口电路和传感器电路组成。其中，复位电路可在上电时起到延时启动的作用，保证系统电压稳定之后再让单片机工作，而且在单片机工作的时候可以通过按动复位按钮使单片机复位，重新执行程序；ISP在线下载电路可以通过ISP下载电缆连接该系统与PC，下载编译好的程序；晶振电路为单片机工作提供时钟频率；传感器电路采用的是DS18B20数字温度传感器，该传感器通过单总线与单片机连接，并且直接输出温度值。短信模块与SIM卡均通过特定接口与系统板连接，其中短信模块采用西门子公司的TC35i，通过12脚排线与系统板连接，SIM卡槽通过针插槽与系统板连接；而在系统板上，SIM卡上的信号线(包括CCRST、CCCLK、CCIO、CCIN)是直接与短信模块连接的，并位于单片机，有信号连接。除此之外，短信模块的启动还需要一个能够提供大电流的启动信号，此信号由单片机提供，经共射放大电路放大后连接到短信模块的IGT信号脚上，为短信模块提供启动信号。短信模块与单片机的通信是通过单片机的串口1进行的。由于单片机自带有2个串口:串口0与PC通信，而串口1与短信模块通信。短信模块的初始化、收发短信等工作都是通过串口在单片机的控制下进行的。显示电路由一个4位8段LED数码管组成，在电路正常运行时会显示当前温度；按键由2个微动开关组成，可以分别实现主动向预置号码发送短信及主动通过串口向PC发送接收到的短信这两项功能。同时，该部分电路还设有一个LED灯，在短信模块登录网络时，此LED在单片机控制下快速闪烁，短信模块登录网络完毕后慢速闪烁。在该系统中，除了短信模块和SIM需要4.2V的电压之外，其余部分均用5V电压。所有从外界接入的5V电源经过电容滤波之后，供给单片机、按键和显示电路。另外还要通过LM317转换为4.2V电源供短信模块和SIM使用。另外，由于单片机和短信模块使用的电源电压并不相同，所有单片机引脚不能直接与短信模块连接，需要作电平转换后再连接。笔者采取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于短信模块的环境参数检测系统，由单片机(micro control unit，MCU) 最小系统、短信模块、用户识别模块(subscriber identity module，SIM) 卡与插槽、传感器、按键和显示等部分组成，环境参数主要是指温度，可根据需要添加湿度、烟雾等传感器，实现其他参数的检测，能根据需求把环境参数通过手机网络以短信的形式反馈到信息征询端，作为环境参数检测的无线节点，并可通过串口连接PC作为信息征询端。

【技术特征摘要】
1.一种基于短信模块的环境参数检测系统，由单片机(microcontrolunit，MCU)最小系统、短信模块、用户识别模块(subscriberidentitymodule，SIM)卡与插槽、传感器、按键和显示等部分组成，环境参数主要是指温度，可根据需要添加湿度、烟雾等传感器，实现其他参数的检测，能根据需求把环境参数通过手机网络以短信的形式反馈到信息征询端，作为环境参数检测的无线节点，并可通过串口连接PC作为信息征询端。2.根据权利要求1所述的基于短信模块的环境参数检测系统，其特征是所述的单片机最小系统主要负责单片机的正常运行、复位、在线编程(InSystemProgramming，ISP)等功能，还包含温度传感器与串口电路。3.根据权利要求1所述的基于短信模块的环境参数检测系统，其特征是所述的短信模块与SIM卡电路主要通过串口与单片机交换数据，短信模块启动并初始化后会登陆移动电话网络，通过SIM卡完成身份识别，正常工作后能够在单片机的控制下完成收发短信的功能。4.根据权利要求1所述的基于短信模块的环境参数检测系统，其特征是所述的按键与显示电路主要完成系统功能切换与温度显示等功能。5.根据权利要求1所述的基于短信模块的环境参数检测系统，其特征是所述的电源电路为其他各部分电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：富强，
申请(专利权)人：富强，
类型：发明
国别省市：辽宁,21