毕业设计论文-嵌入式移动网络远程控制系统设计(编辑修改稿)

毕业设计论文-嵌入式移动网络远程控制系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

AT 命令的 Text 模式和基于 AT 命令的 PDU 模式。 使用 Block 模式需要模块生产厂家提供驱动支持；而用于中英文短信息传送应使用 PDU 模式，只传送英文短信息（纯文本格式）使用 Text 模式。 Text 模式的短信息发送和接收比较简单，如不需要传送中文则最好采用 Text 模式发送和接收 短信息。 采用 Text 模式发送接收短信息的步骤分为初始化 GSM 模块、发送文本短信息和接收短信息。 下面一段简单的程序给出一个示例： PRINT AT+CSCA=。 Chr(34)。 +8613800210500。 Chr(34) ‘设置短信息中心号码 PRINT AT+CMGF=1 ‘设置为 Text 模式 PRINT AT+CMGS=。 Chr(34)。 13500123456。 Chr(34) ‘发送一条短信息 PRINT This is a test SMS。 Chr(26) PRINT AT+CMGR=1 ‘读取收到的一条‘短信息 . 该程序使用 BASCOMAVR 高级语言编写，其中 PRINT 语句的功能是通过 URAT串行口发送字符串， Chr(34)代表 ASCII 字符（“）， Chr(26) 代表 ASCII 字符（ CtrlZ）。 第一行语句设置短信息服务中心号码，即通过串口发送以下字符串： AT+CSCA= +8613800210500，其中 +8613800210500 为上海地区中国移动的短信息服务中心号码。 第二行语句设置短信息发送格式： AT+CMGF=1，其中1表示采用 Text 模式。 第三和第四行语句发送一条短信息到控制中心， AT 命令的格式为 :AT+CMGS= 13500123456crThis is a test SMS^Z，其中控制中心的号码为 13500123456，短信息内容为“ This is a test SMS”，确认控制字符为 CtrlZ。 第五行语句为读取一条收到的短信息内容： AT+CMGR=1，其中 1 表示收到的（在 SIM 卡中）第一条短信息。 该指令发出后，如果 GSM 模块中有接收到的短信息，则从 UART 接口返回如下信息 (具体 AT 命令格式请参考GSM )：+CMGR: REC UNREAD,+8613508485560,02/10/16,15:37:28+32 xxxxxxxxxxxxxxxxxx （收到短信息的文本内容） 南阳理工学院毕业设计（论文） 11 2． 4 基于 PDU 模式的中文短信息接收 发送和接收中文或中 /英文混合的短信息必须采用 PDU 模式。 根据GSM 的定义，只要控制器通过 UART 接口向 GSM 模块下发 AT 命令，就可以直接读取收到的 PDU 模式的短信息： PRINT AT+CMGF=0 ‘设置为 PDU 模式 PRINT AT+CMGR=1‘读取 接收的一条短信息 在 PDU 模式下， GSM 通信模块的回答格式为： +CMGR: stat,lengthCRLFpdu 其中： stat表示该条短信息的状态，通常为 0（未读过，新的短信息）或 1（已读过）； Length为十进制数，表示 pdu数据长度减去短信息服务中心地址长度，单位为字节； CRLF为回车换行； pdu为 PDU模式的数据包。 然后，要分析 PDU数据包，根据 PDU的数据格式将收到的中文信息和其它相关信息解析出来。 2． PDU数据包格式 PDU数据包由两部分构成， 短信息服务中心地址（ SMSC address）和 TPDU，表 2为 PDU数据包的格式，其中一个数据单元为一个字节。 其中短信息服务中心号码、发送源号码、日期以及时间采用压缩 BCD码表示，低位在前，高位在后。 给出了通过读取短信息的 AT命令（ AT+CMGR=1）从 GSM模块读到的一条 PDU模式的短信息，并给出常见的数值与解释。 2． 4 2 PDU 模式的纯英文短信息解码 PDU 模式的纯英文短信息编码使用 GSM 字符集的 7 位编码，此时 TPDCS 的值为 00。 如短信息内容为英文字符“ Hi”，首先将各个字符转换为 7 位的 标准二进制 ASCII 码，然后要将后面字符的低位逐位调整到前面，补齐前面的差别。 南阳理工学院毕业设计（论文） 12 例如：“ H”的二进制 ASCII 码为 1001000，“ i” 二进制 ASCII 码为 1101001；显然 H的二进制编码不足八位，那么就将后面字符 i的最后一位补足到 H的前面，就成了 11001000（ C8）， i剩下六位 110100，前面再补两个 0，变成 00110100（ 34），于是“ Hi”就变成了两个八进制数 C834。 由于 PDU 模式的纯英文短信息采用 7位编码，解码不方便，因此对于只需发送和接收纯英文字符和数字符号的应用，最好采用 Text 模 式发送和接收短信息。 2． 中文短信息的解码 由于中文字的编码是采用 2 个字节的编码，因此发送和接收中文或中英文混合的短信息只能采用 PDU 模式。 但在 GSM 标准中，中文编码采用 UTF8的编码，不是目前国内常用的 GB2312 编码，故还需要进行中文编码的转换，才能与采用GB2313 汉字库相配合显示汉字字型。 由于 UTF8和 GB2312 编码之间不存在一一对应的线性关系，因此只能采用查表的方式进行转换。 下面给出一个由 UTF8 到 GB2312 编码转换的算法。 ① 建立 UTF8和 GB2312 两个中 文编码表，表中数据项为 2 个字节长度的十六进制的数，代表一个中文编码。 两个表的长度分别为 14 890 字节（ 27445）。 UTF8 编码表按数据项值从小到大排序，而在 GB2312 编码表中，与 UTF8相同位置处为相同汉字的 GB2312 码字，如图 4 所示。 ② 软件解码过程为：每次从 PDU模式 SMS数据包的 TPUD中取出两个字节，采用二分法快速数据查找算法，在 UTF8 编码表中找到其所在位置，然后在GB2312 表的相同位置处读取相对应的 GB2312 编码。 解码流程如图 5所示。 ③ 二分法的最坏查找次数为 lg2(n+1)， UTF8表的长度 n为 7445，固最坏查找次数为 13 次，就是说一个中文编码由 UTF8 到 GB2312 的转换最多经过13次比较查找就可完成。 这比采用简单的顺序查表要快的多，大大减少了查表所花费的时间，非常适合在一般的嵌入式系统中使用。 南阳理工学院毕业设计（论文） 13 ④ 尽管两个汉字编码表要占用近 30 KB（如还需要 GB2312 到 UTF8的转换，则还要增加两个表，共占 60 KB），但由于采用了 ATmega128 单片机，其片内有 128KB 的程序存储器，因此可将程序与表格放 在一起。 去掉 60 KB 的表格，仍有近 70 KB 的容量用于系统程序，因此完全不用外部扩充存储器（汉字字库除外），大大简化了硬件的结构和设计。 南阳理工学院毕业设计（论文） 14 南阳理工学院毕业设计（论文） 15 3 嵌入式端设计 3． 1 概述 单片机控制板如图 4 所示。 主要由 89C51 单片机、 TC35i 模块、显示数码管、键盘、 8 个发光二极管等组成。 其主要功能是接收控制中心的指令和数据、对设备（用发光二极管模拟）进行控制、将设备中的数据（用键盘模拟）发送到控制中心等。 远端设备我们使用的是 MSC51系列的 89C51单片机，其性能优越，有 40 个引脚，一个 8位的微处理器， 2 个 16 位定时器计数器，片内有 128 字节的RAM，有 4KB 的 FLASH，四个 8位并行 I/O 口 P0P3，每个口都可以用做输入或者输出，一个全双工 UART的串行 I/O 口，用于实现单片机之间或单片机于外界的通信，片内有振 荡器和时钟产生电路。 单片机板上有 8 个发光二级管，代表 8个设备及状态，一个蜂鸣器，用于报警、新消息到来时发声、和音乐演奏等，四位数码管显示，用来显示单片机板上键盘输入的要发送给计算机端的数据。 接收显示部分我们专门又做一个单片机板，用来做 LED 点阵动态显示，这也是目前应用非常广泛的技术。 图 4 南阳理工学院毕业设计（论文） 16 3． 2 GSM 通信接口的硬件实现 电路图如下 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eCD a t e : 1 3 J u n 2 0 0 5 S h e e t o f F i l e : D : \ P C B .. D d b D r a w n B y :E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U18 0 3 1 A HA010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A 1 021A 1 123A 1 22NC1WE27CE20OE22NC26DQ011DQ112DQ213DQ315DQ416DQ517DQ618DQ719U3A M 2 8 6 4 A 3 0 D E ( 2 8 )OC1C111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q19U2D M 7 4 L S 3 7 3D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D [ 0 .. 7 ]Y11 2 MC35 1 pC25 1 p+C12 0 uR11 0 k12 3U 7 A7 4 L S 0 2 45 6U 7 B7 4 L S 0 2OC1C111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q19U4 7 4 L 3 7 3OC1C111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q19U57 4 L S 0 2OC1C111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q19U67 4 L S 0 2D0D1D2D3D4D5D6D7G0G1G2G3G4G5G6G7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7A23B22C21D20G118G219011223344556677889910101111131214131514161517U 1 27 4 L S 1 5 4A23B22C21D20G118G21901122334455667788991010111。