基于GSM网络的智能家居监控系统设计与实现

论文摘要

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与应用已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媒介是一种非常有效的方法,其原理简单,安全保密性高,又不需要组建专用网络和对网络进行维护,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。本文是基于手机模块的智能家居监控系统设计,是满足人们对家庭安全情况的及时了解、实时信息处理和有效控制的迫切需要,利用现有的GSM网络,以短信息的形式和电话远程控制的方式实现防火、防盗、紧急求救等家庭所要求的安全监控和报警多种功能,同时在家庭电气智能控制方面,可实现对家用电器智能化的管理和调控,通过多种调节手段最大限度地满足居家用户人性化的要求。本文首先讨论了智能家居在国内外的发展状况,在此基础上对GSM网络技术和短信息业务作了详细地阐述。包括短信息基本概念,技术特点应用现状,短信协议,AT指令集和短信编码方式,然后介绍了智能家居监控模块的整体设计和工作原理,对系统的软硬件实现方法作了细致了讨论。其中包括无线通信模块TC35I的软硬件设计,该模块负责收发短信息和拨打报警电话的功能;PT2262/2272编解码集成电路设计,此电路既可用于接受遥控器的解防/设防指令,又可接受无线传感器的报警信号;MT8870电路用于接受TC35I模块的语音输出,完成双音多频解码,从而可以实现远程电话监控的目的;单片机通过控制TC35I语音输出接口的手柄实现自动摘挂机来监听现场声音,根据警情可以播放预先存储在语音芯片中的语音信息。本文最后实现了短信息报警,电话报警和语音报警三种方法,并根据警情进行单种和多种报警组合,从而达到报警的有效性和实时性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 智能家居的国内外发展状况
• 1.2.1 国外智能家居发展现状
• 1.2.2 国内智能家居发展状况及特点
• 1.3 课题研究的意义和内容
• 第2章 GSM网络技术与短信息业务
• 2.1 GSM通信系统的组成及特点
• 2.1.1 GSM通信系统的组成
• 2.1.2 GSM的主要特点
• 2.2 短信息概念及其网络结构和协议
• 2.2.1 短信息的网络结构
• 2.2.2 短消息的协议分层
• 2.2.3 短消息的收发模式
• 2.3 AT指令格式及分析
• 2.3.1 AT指令格式
• 2.3.2 与短信息有关的AT指令集
• 2.4 短消息PDU模式的编码方式介绍
• 2.5 本章小结
• 第3章 智能监控系统硬件设计
• 3.1 智能监控系统的工作原理
• 3.1.1 智能监控系统的组成
• 3.1.2 智能监控系统工作原理
• 3.1.3 智能监控系统的功能特点
• 3.2 控制器及其外围电路设计
• 3.2.1 单片机的功能介绍
• 3.2.2 单片机外围管脚资源分配
• 2PROM芯片接口电路设计'>3.3 E²PROM芯片接口电路设计
• 3.3.1 AT24C02芯片技术特点
• 3.3.2 双单片机通信硬件电路设计
• 3.3.3 单片机U1和U2通信握手协议
• 3.4 语音电路设计
• 3.5 无线传输编解码模块电路设计
• 3.5.1 编解码芯片的相关知识介绍
• 3.5.2 编码解码电路设计
• 3.5.3 无线门磁传感器电路设计
• 3.6 无线通信模块TC35I电路设计
• 3.6.1 无线通信模块外围接口电路设计
• 3.6.2 电话和短信遥控解码电路设计
• 3.7 双音多频解码电路设计
• 3.7.1 MT8870外围接口功能描述
• 3.7.2 DTMF解码接收电路设计
• 3.8 系统电源电路设计
• 3.9 本章小结
• 第4章 系统软件的设计
• 4.1 软件设计分析及流程
• 4.2 TC35I接口控制原理及其初始化程序设计
• 4.2.1 初始化指令的设置格式分析
• 4.2.2 TC35I的PDU模式设置和启动程序
• 4.3 单片机系统软件设计
• 4.3.1 串行口初始化程序
• 4.3.2 串口中断服务程序
• 4.3.3 语音芯片程序设计
• 4.4 短消息PDU模式编/解码程序设计
• 4.5 短消息收发程序设计
• 4.5.1 短信息发送程序设计
• 4.5.2 短信接收程序设计
• 4.6 短信息监控程序和电话远程遥控程序设计
• 4.7 本章小结
• 第5章 系统实现与调试
• 5.1 系统实现过程中解决的关键问题
• 5.2 系统调试方法的制定
• 5.3 系统硬件调试
• 5.4 软件调试
• 5.5 系统联调
• 5.6 关于系统调试前的几点说明
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录