基于GSM网络的远程温度检测系统设计
作者：，指导教师：（单位： 职称：）
【摘要】本系统是根据实际需要，利用手机，通过GSM网络对工业设备环境温度实
行远程无线监测，以实现工业设备运行的智能化，现代化。温度信号的获取由典型数字温度传感器（DS18B20）对工业设备或所监测的环境温度进行监测采集，并将采集到的数据传输给单片机进行分析处理后，通过控制GSM通信模块（本设计中采用TC35i），针对异常信号（超出限度的环境温度）自动发送报警信息给远程用户，或者根据用户需求，将实时温度送达用户端，其功能主要以软件方式实现。除此以外，用户还可以通过手机短信控制温度监测系统的动作（如切断或闭合电源）。
关键词：GSM模块 温度传感器 远程温度检测 短信息 PDU模式
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引言
在现代社会中的任何方面，温度都是不能忽视的重要因素，甚至决定性因素。因为随着科技的发展和自动化水平的提高，温度监测已成为各行各业安全生产和减少损失采取的重要措施之一。传统的温度采集方式周期长，成本高，而且测量员必须亲自到现场进行测量；此外，传统的测温元件（热电偶，热敏电阻）组成的测温电路复杂，具有远程智能化低，易受干扰等缺点，因此效率很低，不便于管理。而且，随着计算机数字技术的发展，越来越多的数据需要以数字化方式进行处理，显然传统的温度测量装置不可能完成这项工作。数字化温度传感器解决了温度数字化的问题，且精度高，能自动消除部分干扰。所以以DS18B20为代表的数字化温度传感器得到了前所未有的发展空间。但是DSS18B20并不能解决远程化测量的问题。我们可以设想这样一个温度监测场景：检测员暂时离开了，工业设备温度或所监测的环境温度超过了上限或下限，随后导致设备损坏或产品大量报废，从而发生巨大损失。这并不是杞人忧天，而是实实在在发生过的事故。于是我们就思考如何在异常动作发生时，能自动快速地监测到温度的变化，随后快速向检测员报告。
针对上述的思考，针对性的提出了本系统的设计法案——基于GSM网络的远程温度监测系统。本系统不仅有效地解决了传统温度监测的缺点和不足，而且采用了远程报警和实时数据采集的设计理念。
本文介绍了温度监测系统在工业设备环境或或所监测的环境中，当温度传感器捕获到异常温度或TC35i收到用户手机发送来的温度数据请求时，以单片机为控制核心，将DS18B20采集到的温度数据通过单片机编码，继而由TC35i经GSM网络发给用户，从而实现准确、实时的远程温度监测。
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1 GSM基础知识 1.1 GSM网络
GSM全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统，俗称\全球通\，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。目前，中国移动、中国联通各拥有一个GSM网，为世界最大的移动通信网络。GSM系统包括 GSM 900（900MHz）、GSM1800（1800MHz） 及 GSM1900（1900MHz）等几个频段。
我国于20世纪90年代初引进采用此项技术标准，此前一直是采用蜂窝模拟移动技术，即第一代GSM技术（2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络）。）。GSM（全球移动通信系统）是一种广泛应用于欧洲及世界其他地方的数字移动电话系统。GSM使用的是时分多址的变体，并且它是目前三种数字无线电话技术（TDMA、GSM和CDMA）中使用最为广泛的一种。GSM将资料数字化，并将数据进行压缩，然后与其它的两个用户数据流一起从信道发送出去，另外的两个用户数据流都有各自的时隙。GSM实际上是欧洲的无线电话标准，据GSM MOU联合委员会报道，GSM在全球有15亿的用户，遍布140多个国家和地区。
1.2 SMS通信原理
GSM的短消息业务SMS(Short Message Service)与话音传输及传真一样同为数字蜂窝移动通信网络提供的主要电信业务，它通过GSM通信网所特有的无线控制信道进行传输，经短消息业务中心完成存储和前转功能，每个短消息的信息量限制为140个八位组(7比特编码为160个字符)。传送短消息业务的控制信道为专用控制信道。它不用拨号建立连接，直接把要发的信息加上目的地址发送到短消息服务中心，由短消息服务中心再发送给最终的用户。这适于把每次采集到的数据随时发送到监控中心。短消息业务可以使网络端知道被叫方是否已经收到短消息，如果传送失败，.被叫方没有回答确切消息，网络一侧（短消息服务中心）会保留所传的消
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息，一旦网络发现被叫方能被叫通时，消息能被重发以确保被叫方能收到。因此短消息业务作为GSM网络的一种主要的电信业务，它的信息传递是可靠的。
此外，短消息是GSM承载业务中唯一不要求建立端——端业务路径的业务，即使移动台已处于完全电路通信情况下仍可进行短消息传输，即手机在通话过程中也可收发短信。在整个传输过程中，有呼叫连接建立和释放的过程。短消息中心具有短消息的存储功能，终端设备关机时，可以保持消息不丢失，与寻呼业务相比，传输的可靠性大为提高。利用短消息双向传输的性能，可以方便地实现对于各类电气设备的远程控制和信息采集，即实现遥控和遥测。
短消息业务分为两种:一种是点对点短消息，在用户之间传送信息;另一种是小区广播短消息，类似于以前的寻呼，定期在一定的区域内重复广播交通流量、天气状况等信息。由于短信的可靠性，即时性以及费用低廉，短消息业务获得了广大用户的青睐，同时也成为了现代个人通信中一种不可缺少的方式。短消息通信仅限于一个消息，换言之，一个消息的传输就构成了一次通信。因此，业务是非对称的，一般认为移动起始短消息传输与移动终接短报文传输是两回事。这并不阻碍实时对话，但系统认为不同的消息彼此独立，消息的传输总是由处于GSM外部的短消息服务中心(SMSC)进行中继，消息有目的地或起源地，但只与用户和SMSC有关，而与其他GSM基础设施无关。短消息提供了一种小数据量(不大于140个GSM短消息功能字节十六进制数)低成本、高可靠性的方便快捷通信方式。它是利用GSM系统通信令信道的空闲带宽，把消息发送到GSM的基站，再由短信中心处理存储发送到接收方。发送方不须等待接收方准备就绪，只要和基站联络好即可发送短信，基站收到后会自动与发送方确认，再发送给接收方确认，发送短消息的费用很低。正常情况下完成一次短信的发送时间大约20秒，但短信中心在向下发送时如遇基站忙，将把短信推后发送，头一次是几分钟，越往后推迟时间越长，因此在利用GSM发信时，要考虑畅通率与移动网业务是否繁忙有关，不过在大多数情况下畅通率可达98%，短消息能否成功发送还与终端所在地信号场强有关。
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