基于GSM短信控制的智能家居开关设计

王文鑫+赵海峰

摘 要：信息时代的来临改变了人们的家居方式，人们希望拥有一个更加方便、舒适、智能的家。GSM短信以其简单实用，能通过GSM网络远距离发送，已广泛应用于对家居行业的远程控制。文章介紹了一种GSM短信控制智能家居开关的方式，凭借其便捷实用的优点，提高了人们的生活质量。

关键词：GSM模块；短信控制；智能家居

1 系统结构及设计方案

本系统以AT89C52单片机和德国SIEMENS公司生产的GSM模块为主体，通过GSM模块中的手机号发送短信，使其与串口模块连接的单片机可以进行反馈，接收GSM发送给单片机的ASCII码，通过这个ASCII码找出所发送的数字，作为单片机程序启动的条件，再通过单片机发送指令，将所连接的继电器的电平进行反转，从而控制智能家居开启。本系统分为三个部分，通信部分，控制部分和外围系统。用框图表示如图一所示。通信部分主体为GSM模块，控制部分主体为AT89C52单片机。

2 系统硬件部分

2.1 通信部分GSM模块

全球移动通信系统GSM，是当前应用最为广泛的移动电话标准。本系统选用SIEMENS公司生产的无线通信TC35i模块。硬件部分框图如图二所示。

1、TC35i模块内部结构：TC35i模块是德国SIEMENS公司生产的高性能通信模块，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。在收到控制信号后，将单片机发送的信息发送给特定的手机号码号码。GSM 模块电流变化非常大，空闲时电流小于 3mA，在通话期间电流最大可达到2A，这就对供电电路提出了较高的要求。TC35i模块的内部结构如图三所示。

2、TC35i模块引脚功能介绍：该模块共有40个引脚，通过ZIF连接器引出。1-14脚为电源部分，其中1-5为电源电压输入端VBATT十，6-10为地GND，11、 12为充电引脚，13对外输出电压（供外电路使用），14为ACCU/TEMP接负温度系数的热敏电阻。16-23脚为数据输入/输出，分别为DSRO、 RINGO、 RXDO、 TXDO、CTSO、 RTSO、DTRO和DCDO。24-29为SIM卡引脚，分别为CCIN、 CCRST、CCIO、CCCLK、 CCVCC和CCGND。33-40为语音接口用来接电话手柄。

2.2 MAX232转换芯片

MAX232芯片是美信公司生产的专门为RS232标准串口设计的单电源电平转换芯片。当单片机与GSM模块进行通信时，由于两者提供的信号电平和RS232标准不同，故需要进行电平转换，才能通信成功。MAX232内部有电压倍增电路和转换电路，只需+5V电源便可实现TTL电平与RS-232C电平转换，使用起来十分方便。一个MAX232可连接两对收/发线，从而完成双向电平转换，其中TTL / CMOS电平为OV-5V， RS-2323C电平为一IOV-+IOV. 该芯片具有只需单一电源供电，由于AT89C52与TC35模块均采用串行异步通信接口，通信速度一般设定为19200bps，选择这种方式连接，可以提高可靠性。该接口通过I2C总线拓展了E2PROM存储器芯片AT24C64，在断电后信息也不丢失，可以存储数据。

2.3 控制器AT89C52单片机

AT89C52型单片机是美国ATMEL公司生产的高性能CMOS 8位微控制器。CPU包括运算器和控制器，完成算术和逻辑运算，识别指令，控制单片机其他部件等操作。其数据存储器RAM为256字节，指令系统及引脚功能可以与系列完全兼容。在本系统工作时，通过在PC机端利用C语言编程，将程序下载到AT89C52单片机上，在对单片机上电之后，通过单片机发送指令，控制所连接的继电器模块电平反转。其内部框图结构如图三四所示。

2.4 四位一体继电器模块

本系统采用4路5V带光耦隔离继电器模块与单片机输入输出口穿一阻值1K的电阻至三极管，集电极接5V继电器线圈的一段，一个二极管正极接三极管集电极，继电器开关与其他电路连接。该模块隔离耐压能力高，抗干扰能力强，相当于一个开关，通过电路发送信号进行控制。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁带动动触点与静触点吸合。线圈断电后，吸力随之消失，衔铁将在弹簧的反作用力下返回原来的位置，动触点与静触点释放，从而控制电路的通断。

3 系统软件设计

短消息业务是当今GSM网络的主营业务之一，GSM短消息业务是利用GSM网络特有的信令信道传输，不需要拨号连接，把信息加上目的数据发送到短信服务中心，再发送给最后的信宿。大多数手机均支持GSM07.05协议规定的AT指令集，该协议中定义了短消息发送的三个模式：块模式、文本模式、PDU模式。其中PDU模式是实用AT指令来控制移动设备终端短消息的功能，采用该模式，一条指令即能完成短信息处理。

需要注意，用单片机编程时，其发送的指令与接收到的响应都是字符的ACSCII码。本系统在调试时，采用如下操作：

（1）设置单片机和TC35模块的通信波特率9600bps。

（2）发送握手命令，AT＼r＼n

（3）读取注册状态，AT+CREG？＼r＼n

（4）读取短信中心号码，AT+CSCA？＼r＼n

（5）读取来电，AT+CLCC＼r＼n

4 结语

现今的单片机和PC机通过串口构成的控制系统在社会各个方面有了广泛的应用，在智能家居行业也展现出广阔的前景。随着移动手机的普及，本智能家居开关控制系统的设计尝试，为人们生活带来了便利，提高了人们的生活品质。

参考文献

[1] 高晶晶，沈娟，江世明. 基于GSM的远程短信家电控制器的设计与研究[J].电子世界，2016（5）：198.

作者简介

王文鑫（1996-），女，汉族，郑州大学电气工程学院自动化专业，2014级学生