季志宇 劉甜甜

【摘要】本作品主要選用STC89C52單片機(jī)為主控芯片，制作了這一款基于GSM的遠(yuǎn)程控制熱水器系統(tǒng)。它主要包括水位控制模塊，水溫測(cè)量模塊，加熱控制模塊及GSM通信模塊。具有發(fā)送SMS短信，語(yǔ)音通話，GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)然贕SM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的所有基本功能。

【關(guān)鍵詞】GSM模塊DS18B20溫度傳感器HC-SR04遠(yuǎn)程控制

一、引言

隨著現(xiàn)在現(xiàn)代通信技術(shù)、集成電路技術(shù)的日益發(fā)展和成熟，我國(guó)信息事業(yè)持續(xù)、快速發(fā)展。通信基礎(chǔ)設(shè)施日臻完善，固定電話、移動(dòng)電話用戶總數(shù)接近兩億。本系統(tǒng)通過(guò)GSM短信息業(yè)務(wù)把要發(fā)的信息加上目的數(shù)據(jù)發(fā)送到短信息服務(wù)中心，經(jīng)短信服務(wù)中心完成存儲(chǔ)后再發(fā)送給最終的信宿繼而完成對(duì)目標(biāo)的無(wú)線遠(yuǎn)程控制。

二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

現(xiàn)代電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步、智能化家居、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日漸成熟，應(yīng)用日益廣泛。目前來(lái)說(shuō)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)分為兩大類：一是GSM網(wǎng)絡(luò)；二是CDMA網(wǎng)絡(luò)，綜合來(lái)看，由于GSM網(wǎng)絡(luò)的廣泛性和成熟性，在遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，常常受到開發(fā)者的親睞。各種產(chǎn)品在對(duì)水溫水位控制方面也有所不同。溫度傳感器分為接觸式溫度傳感器和非接觸式溫度傳感器。

大多數(shù)遠(yuǎn)程控制熱水器系統(tǒng)沒(méi)有水位控制，考慮到用戶對(duì)水量的要求，及用水量過(guò)多造成浪費(fèi)，所以本系統(tǒng)加進(jìn)了水位控制模塊，可以達(dá)到用戶對(duì)用水量的要求。

三、系統(tǒng)方案

本系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)作為主控芯片。并結(jié)合“水位控制模塊”，“水溫測(cè)量模塊”，“加熱控制模塊”和“GSM通信模塊”。

（1）水位控制模塊。水位測(cè)量模塊采用超聲波測(cè)距HC-SR04。超聲波測(cè)距是借助于超聲脈沖回波渡越時(shí)間法來(lái)實(shí)現(xiàn)的?；驹恚航?jīng)發(fā)射器發(fā)射出上6mm，頻率為40KHZ的超聲波信號(hào)。此信號(hào)被物體反射回來(lái)由接收頭接收，接收頭實(shí)質(zhì)上是一種壓電效應(yīng)的換能器。它接收到信號(hào)后產(chǎn)生mV級(jí)的微弱電壓信號(hào)，繼而水位控制提供可能。（2）水溫測(cè)量模塊。本系統(tǒng)的水溫測(cè)量模塊采用DS18B20溫度傳感器。DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO-92小體積封裝形式；溫度測(cè)量范圍為-55℃～+125℃,可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出。（3）加熱控制模塊。本系統(tǒng)的加熱控制模塊采用的是用繼電器來(lái)控制，電路簡(jiǎn)單，只需要用三極管驅(qū)動(dòng)繼電器即可，電路圖如圖1所示。（4）GSM通信模塊。本系統(tǒng)的GSM 模塊采用西門子公司的TC35模塊。TC35是Siemens公司推出的無(wú)線通訊GSM模塊。自帶RS232通訊接口，可以方便地與PC機(jī)、單片機(jī)聯(lián)機(jī)通訊、并能快速、安全、可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)與語(yǔ)音傳輸、短消息服務(wù)和傳真。TC35模塊的工作電壓為3.3-5.5V，可以工作在900MHz和1800MHz兩個(gè)頻段，模塊有AT指令集接口，支持文本和PDU模式的短信息。TC35模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊（ASIC）、閃存、ZIF連接器、天線接口六部分組成。在系統(tǒng)開啟后，單片機(jī)首先完成自身和TC35模塊的初始化，設(shè)置相應(yīng)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串口、中斷等，準(zhǔn)備處理相關(guān)指令。單片機(jī)每隔一定的時(shí)間向TC35模塊發(fā)出短信查詢命令。用戶通過(guò)手機(jī)終端向系統(tǒng)的TC35模塊發(fā)送短消息。TC35模塊在接收到短消息后，由單片機(jī)將短信內(nèi)容進(jìn)行處理得到對(duì)應(yīng)操作命令，通過(guò)與系統(tǒng)中預(yù)存的指令相對(duì)比，選擇具體的二進(jìn)制代碼進(jìn)行調(diào)制發(fā)射。

四、創(chuàng)新性分析

（1）采用以單片機(jī)作為主控元器件，擁有成熟的技術(shù)支持。（2）通信控制是全雙工的，可以雙向控制。（3）采用TC35模塊作為GSM通信模塊可以方便地與PC機(jī)、單片機(jī)聯(lián)機(jī)通訊，并能快速、安全、可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)與語(yǔ)音傳輸、短消息服務(wù)和傳真。（4）該系統(tǒng)應(yīng)用范圍廣，可以直接用在家電熱水器中。

參考文獻(xiàn)

[1]李建東，郭梯云，鄔國(guó)揚(yáng)，移動(dòng)通信. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006

[2]黃智偉. 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽電路設(shè)計(jì). 北京：電子工業(yè)出版社，2006

[3]Lee W C Y. Mobile Communication Engineering. New York:McGraw-Hill，1982