基于無線通信遠程控制照明節(jié)能系統(tǒng)研究——軟件系統(tǒng)設計【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設計</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　基于無線通信遠程控制照明節(jié)能系統(tǒng)研究——軟件系統(tǒng)設計</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級

2、 電子信息工程 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要&l

3、t;/b></p><p>　　為了掌握無線遠程通信的基本原理以及在節(jié)能照明領域的應用，論文重點闡述了基于LPC2131和MC55的SMS無線通信的設計方法，以單片機為核心控制器件，其中包括了無線接收終端模塊、單片機控制模塊、數據發(fā)送模塊和應用終端模塊。無線接收終端主要由LPC2131和MC55芯片實現，其中多用AT指令進行短信的發(fā)送與接收，數據發(fā)送模塊包括對用手機發(fā)送和使用終端的控制兩方面，其中使用終端控

4、制方面采用C語言進行編寫，而對于用戶手機發(fā)送依然可以采用AT指令來實現。設計出的實物可以接收固定信號源發(fā)送的信號并進行處理，經過各個模塊從而達到最終遠程控制的目的。同時在接收過程中可能會出現很多的干擾信號，為了避免干擾信號的干擾，所以要在整個設計的程序中添加消除干擾的程序。</p><p>　　關鍵詞： LPC2131；MC55；單片機；C語言；AT指令</p><p><b>

5、　　Abstract</b></p><p>　　In order to master wireless telecommunications basic principle and application of the energy-saving lighting field, this paper expounds the LPC2131 and MC55 based on the design

6、method of SMS wireless communications, based on singlechip control devices, including wireless receiving terminal module and single-chip microcomputer control module, data sending module and application terminal module.

7、Wireless receiving terminals LPC2131 and MC55 chips mainly by realizing, including multi-purpose AT ins</p><p>　　Key words: LPC2131；MC55；Microcontroller ； C；AT instructions </p><p><b>　　目

8、 錄</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　2 總體設計2錯誤!未定義書簽。</p><p>　　2.1設計要求2錯誤!未定義書簽。</p><p>　　2.2無線通信終端設計方案2</p><p>　　2.2.1基于基于CC2480的Z

9、igBee無線通信終端設計2</p><p>　　2.2.2基于AT89C51與MSP430單片機的路燈無線監(jiān)控終端設計3</p><p>　　2.2.3基于LPC2131與MC55的無線通信終端的設計實現4</p><p>　　2.3系統(tǒng)總體設計方案4錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3 硬件設計- 2 -6</p&

10、gt;<p>　　3.1 前置信息接收終端模塊錯誤!未定義書簽。6</p><p>　　3.1.1 LPC2131芯片與MC55芯片特點7錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.1.2 基于LPC2131與MC55的終端電路7</p><p>　　3.2微處理系統(tǒng)8</p><p>　　3.3 終端模塊9錯誤!未定

11、義書簽。</p><p>　　3.4小結錯誤!未定義書簽。9</p><p>　　4 軟件設計10- 6 -</p><p>　　4.1系統(tǒng)軟件設計內容10</p><p>　　4.2錯誤!未定義書簽。主程序流程圖10</p><p>　　4.3中斷子程序13</p><p>　　4

12、.3.1接收終端中斷子程序13</p><p>　　4.3.2 控制終端中斷子程序14</p><p>　　4.4 數據接收與發(fā)送程序16</p><p>　　4.4.1 MC55收發(fā)短信的AT指令16</p><p>　　4.4.2發(fā)送程序16</p><p>　　4.5小結16錯誤!未定義書簽。<

13、/p><p>　　5 制作和調試17</p><p>　　5.1 制作過程17錯誤!未定義書簽。</p><p>　　5.2 系統(tǒng)調試17</p><p>　　5.2.1 硬件調試17錯誤!未定義書簽。</p><p>　　5.2.2 軟件調試18</p><p>　　6　結論19錯誤

14、!未定義書簽。</p><p>　　致 謝20錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　參考文獻21</b></p><p>　　附錄1 系統(tǒng)實物圖22錯誤!未定義書簽。</p><p>　　附錄2 畢業(yè)設計作品說明書23</p><p><b>　　1 引言<

15、/b></p><p>　　無線通信的發(fā)展已經有100 多年的歷史，在這個過程中產生了不少新的學科，使得無線通信在不斷適應社會需求的同時，自身也得到了不斷的發(fā)展。從20 世紀后期開始，網絡技術與無線通信技術不斷滲透并結合，對信息技術的發(fā)展帶來了及其深遠的影響[1]。從技術發(fā)展的角度來看，近百年來已開發(fā)出不少新技術、新裝備，但直至今沒有哪種技術被完全否定掉，相反的是各得其所地發(fā)展，關鍵問題在于如何應用得當而已

16、。通信是人與人交流的重要手段，無線通信無非是將信息轉化為電磁波進行傳輸的一種手段，因而無線通信也脫離不了由交換、傳輸與終端所組成的通信網絡的模式。</p><p>　　由于無線通信的便捷性、高效性、穩(wěn)定性，在當今科學技術發(fā)展下出現了基于無線通信遠程控制照明系統(tǒng)。其具有很大的發(fā)展前景，它不受通信線路及地區(qū)限制、保密性高、可靠性高、抗干擾能力強等優(yōu)點，并且它的建造成本低，使用方便、靈活，通訊快捷，被廣大用戶所青睞。&

17、lt;/p><p>　　如今提倡大力提倡的低碳生活包括很多方面，其中的低碳家居其核心是節(jié)能，但是節(jié)能并不意味著要犧牲居住的舒適度，并非就是要把空調或采暖系統(tǒng)關了。其實低碳生活是一種態(tài)度，就是在對人類生存環(huán)境影響最小，甚至是有助于改善人類生存環(huán)境的前提下，讓人的身心處于舒適的狀態(tài)。比如，利用太陽能等可再生能源進行照明和供暖；還有歐洲現在建設了很多零排放建筑，隔熱效果非常好，在自然通風的條件下，隔熱層可以把室內溫度調控到

18、一個合適的水平[2]。而無線通信遠程控制照明節(jié)能系統(tǒng)給人們節(jié)約電力資源提供了更加方便的途徑，所以一定能很快的得到普及和應用，也符合低碳生活之中。</p><p>　　實現該智能系統(tǒng)的方法也有很多種。本文主要介紹了基于LPC2131和MC55的SMS無線通信的軟、硬件設計方法。重點介紹了軟件的設計方面，其主要利用AT指令和C語言進行程序編寫來實現該系統(tǒng)，并在最后給出了相應的制作與調試結果。</p>&

19、lt;p><b>　　2 總體設計</b></p><p><b>　　2.1設計要求</b></p><p>　　本文主要研究內容是設計一個于無線通信遠程控制照明節(jié)能系統(tǒng)。其具體要求如下：</p><p>　?。?）制作完成遠程控制照明系統(tǒng)，可以實現遠程控制功能；</p><p>　?。?）

20、能夠利用短信控制照明系統(tǒng)的打開或者關閉；</p><p>　　（3）能夠對用戶系統(tǒng)進行監(jiān)控，如果終端損壞則可以警告與用戶；</p><p>　　（4）可拓展成為一個與眾多路燈設備進行可靠通信的通信網絡，并且互相可 </p><p><b>　　以不受對方的干擾。</b></p><p>　　2.2系統(tǒng)的實現方案</

21、p><p>　　按照本設計要求可以給出多種無線接收終端設計方案：</p><p>　　2.2.1 基于CC2480的ZigBee無線通信終端設計</p><p>　　CC2480的內部整合了ZigBee射頻前端和內存，片內具有128KB Flash、8KB SRAM、2路12位的ADC、4個軟件計時器、復位電路、SPI和UART通信端口等硬件資源。他共有5個軟件接口：S

22、YS接口允許主控制器對CC2480進行簡單的軟硬件配置；配置接口用于主控制器對CC2480的各種參量進行設定；簡單API接口是一個簡單的ZigBee協議接口；AF接口為用戶提供完整的ZigBee應用，它允許主控器記錄CC2480的應用功能，并提供數據的收發(fā)；ZDO接口提供多樣的ZigBee管理功能[3]。</p><p>　　PIC16F690是採用納米技術產生的內嵌CMOS內存的8位單片機，內部集成有2個模擬比

23、較器、2個軟件定時器、12通道的10為A/D轉換器和增強型PWM模塊，接口電路支持UART、SPI等通信模式，豐富的硬件資源可以滿足大多數的應用場合[4]。</p><p>　　PIC16F690采用20個引腳的PDIP封裝，I/O口線既能滿足與CC2480通信、控制的要求，又具有體積小、價格低、可在線調試的特點。下圖2-1是由PIC16F690和CC2480組成的通信終端框圖。</p><p

24、>　　2-1 PIC16F690和CC2480組成的通信終端框圖</p><p>　　2.2.2 基于MSP430單片機的路燈飾燈無線監(jiān)控終端的設計</p><p>　　飾燈監(jiān)控終端既是系統(tǒng)的遠程測控單元，又具有自我運行的能力。硬件主要包括無線通信電路、數據采樣及A/D轉換電路、控制輸出電路、鍵盤與顯示電路等等，其機構如圖2-2所示。</p><p>　　2

25、-2 飾燈監(jiān)控終端硬件結構圖</p><p>　　采樣回路實時采集總電路電流和電壓量以及所有支路的電流量。信號經V/I變送器、多路轉換開關、信號調理電路送入MSP430的A/D轉換口、每個終端可輸出四種不同的控制方式。飾燈擴展終端適用于兩個站點距離比較近，且鋪設電纜比較容易，或者無線通信信號不能到達的情況，其結構與飾燈監(jiān)控終端大致相</p><p>　　同，與監(jiān)控終端之間通過RS-485口

26、相連接，因此飾燈監(jiān)控終端不需要電臺，可以大大節(jié)約成本[5]。</p><p>　　路燈監(jiān)控終端是在飾燈監(jiān)控終端的結構基礎上再增加一個單燈管理單元。單燈管理單元采用AT89C51單片機實現如圖2-3。 </p><p>　　2-3單燈控制終端結構</p><p>　　單燈控制終端實現對路燈的單燈控制。電流電壓信號經電流電壓互感器到信號調理電路，通過A/D轉換器

27、轉換成數字信號。開關量電路主要采集各種開關量，如燈桿傾斜，開關合閘等。地址編碼單元主要用于設置單燈控制終端地址。通信模塊主要由電力載波通訊專用芯片SSC P300 與 SSC P111組成，主要完成路燈控制終端與單燈控制終端之間的通信。繼電器輸出單元控制路燈的開關[11]。</p><p>　　2.2.3 基于LPC2131與MC55的無線通信終端的設計實現</p><p>　　本終端在工

28、業(yè)遠程系統(tǒng)中主要起數據傳輸和控制作用，其通信原理如圖2-4所示。</p><p>　　2-4 無線終端與遠程服務器和手機數據通信原理圖</p><p>　　上傳數據首先由數據采集設備傳送給終端，再由終端通過GPRS網絡及Internet“透明”傳送給遠程服務器下載數據以基本同樣的方式反方向傳送。同時，終端還可以接受授權手機（可設置）以SMS形式發(fā)送過來的控制指令，加以解析后驅動繼電器動作并

29、返回提示SMS[6]。</p><p>　　2.3 系統(tǒng)總體設計方案</p><p>　　根據設計要求，本文提出了由C8051F單片機系列為核心控制的系統(tǒng)和基于LPC2131和MC55模塊的終端接收系統(tǒng)的設計方案，如圖2-5所示。</p><p>　　圖2-5 系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　該系統(tǒng)可以實現終端照明系統(tǒng)的遠程控制。由LPC

30、2131和MC55組成的接收終端系統(tǒng)通過中斷子程序對信號源發(fā)送的短信進行接收，并在該模塊中加入了消除“非預期信號”的處理，把接收到的信號通過一個標志位送給單片機，由C8051F系列單片機來控制用戶終端。再通過中斷子程序來對用戶端的使用情況進行必要的警告，使整個系統(tǒng)更加的人性化，更加的便捷。</p><p><b>　　3 硬件設計</b></p><p>　　本系統(tǒng)

31、大致上由3個模塊組成，分別是前置信息接收終端模塊、控制核心模塊和終端接收模塊。</p><p>　　3.1 前置信息接收終端模塊</p><p>　　前置信息接收終端模塊主要是采用LPC2131芯片和MC55芯片集合而成，該模塊利用LPC2131芯片并且使用AT指令來控制GPRS模塊MC55實現遠程GPRS數據的“透明”傳輸和SMS的接收發(fā)送。該系統(tǒng)尤其適合于突發(fā)性且頻繁小流量數據傳輸，傳

32、輸數據穩(wěn)定可靠[6]。</p><p>　　3.1.1 LPC2131芯片與MC55芯片特點</p><p>　?。?）LPC2131芯片特點</p><p>　　LPC2131包含幾個不同的存儲器，存儲地址如圖3-1所示。</p><p>　　LPC2131帶有32K的嵌入式的高速Flash存儲口。較小的封裝和極低的功耗，這樣事LPC213

33、1可以理想地使用于小型系統(tǒng)中，LPC2131還擁有64個引腳，8位A/D通道[7]。</p><p>　　RXD為串行輸入即串行接收數據，TXD為串行輸出即串行發(fā)送數據。</p><p><b>　　MC55芯片特點</b></p><p>　　MC55不僅具有普通的GSM模塊的通話和短信等功能，而且還可以實現無線GPRS連接，支持SOCKET

34、、HTTP、FTP和SMTP等上層應用協議[8]。IGT為開機信號，使用Open Drain驅動。開機要求低電平。EMERGOFF用于緊急關機（輸入）。</p><p>　　3.1.2 基于LPC2131與MC55的終端電路</p><p>　　終端硬件設計框圖如圖3-2所示。其中LPC2131為主控MCU，通過串口0與數據采集模塊相連接，通過串口1與MC55相連，實現GPRS數據傳輸以及

35、短信的收發(fā)；系統(tǒng)外擴一塊I2C接口的E2PROM芯片，用于存儲終端設置參數；MC55提供6個專用引腳與SIM卡接口；電源管理模塊負責提供系統(tǒng)需要的4.1V和3.3V電壓[6]。</p><p>　　3-2 終端硬件框圖</p><p>　　為了防止MC55在數據傳輸過程中受電磁干擾，MC55引腳CCGXD必須與SIM卡的GND直接相連后才能與PCB板共地。LPC2131只需要用到RXD和T

36、XD兩個通信串口，為了MC55與LPC2131數據通信的穩(wěn)定需要在連線之間串接一個小阻值的電阻。</p><p><b>　　3.2 微處理系統(tǒng)</b></p><p>　　本系統(tǒng)的核心處理器件采用C8051F005單片機。通過對C8051單片機進行簡單的程序編寫，實現對于中斷的響應和對于終端模塊的控制。</p><p>　　C8051F具有上

37、手快、研發(fā)快和見效快的特點，其性能優(yōu)勢具體體現在以下方面：</p><p>　　該系列單片機采用CIP-51微處理器內核，與MCS-51指令系統(tǒng)全部兼容，可以用標準的ASM-51、Keil、C高級語言開發(fā)編譯。</p><p>　　該系列單片機處理指令采用流水線方式，指令處理能力比MCS-51大大提高，70%的指令執(zhí)行是在一個或者兩個系統(tǒng)時鐘周期內完成。</p><p&

38、gt;　　該系列單片機擴展了終端處理，提供了22個中斷源。</p><p>　　（4）集成了豐富的外部設備接口。具有兩路UART和最多可達5個定時器及6個PCA模塊，此外還根據不同的需要集成了SMBus、SPI、USB、CAN、LIN等接口，以及RTC部件。外設接口在不使用時可以分別禁止以降低系統(tǒng)功耗。與其他類型的單片機實現相同的功能需要多個芯片的組合才能完成相比，C8051單片機不僅減少了系統(tǒng)成本，更大大降低了

39、功耗[9]。</p><p>　?。?）增強了在信號處理方面的性能，部分型號具有16x16 MAC以及DMA功能，可對所采集信號進行實時有效的算法處理并提高了數據傳送能力。</p><p>　　整個硬件電路中，單片機系統(tǒng)如圖3-3所示。</p><p>　　3-3 單片機系統(tǒng)</p><p><b>　　3.3 終端模塊</

40、b></p><p>　　本設計終端模塊即一些常規(guī)的燈泡，利用單片機來控制燈泡的亮滅。并且在終端模塊中加入報警系統(tǒng)，可以提供給用戶達到真正的方便。</p><p>　　如圖3-4所示，由于單片機C8051F系列的一些兒有點，該系統(tǒng)的終端用戶可以是一個也可以是多個，而且可以實現每個之間都不存在相互的干擾。這樣能夠真正的實現本設計的設計要求。</p><p>　　

41、圖3-4終端用戶與控制器連接</p><p>　　本設計中還考慮到終端可能出現燈泡損壞等一系列的可能情況，所以終端用戶和單片機處理系統(tǒng)的連接是雙向性的，即終端用戶也能給單片機提供一個高地電平的轉變，從而通過整個系統(tǒng)來告知用戶終端的使用情況。</p><p><b>　　3.4 小結</b></p><p>　　本章主要講述了該系統(tǒng)在硬件方面的選

42、擇和理論上的實現。使用LPC2131與MC55芯片來完成遠程控制模塊有助于提高系統(tǒng)的方便簡潔、穩(wěn)定可靠等，同時也能夠提高系統(tǒng)的可控制性和可擴展性。該終端控制模塊還能擴展Internet連接，從而不斷地更新系統(tǒng)，完善系統(tǒng)。C8051F005單片機是常用的單片機的一種，在該系統(tǒng)中能很好的完成傳輸轉化和反饋接收等功能。這樣的硬件設計有助于軟件的編寫。</p><p><b>　　4 軟件設計</b>

43、;</p><p>　　4.1 系統(tǒng)軟件設計內容</p><p>　　本系統(tǒng)的軟件設計包括主程序、中斷子程序、數據接收和發(fā)送子程序等。</p><p>　　程序的主體主要由兩部分構成：</p><p>　?。?）無線通信接收模塊程序的編寫：該部分的程序主要是實現SIM卡數據的接收，并且還要和MCU進行通信。其中包含了C語言，同時還要掌握AT短

44、信收發(fā)指令。</p><p>　?。?）核心控制系統(tǒng)程序的編寫：該部分的程序包括實現單片機與終端用戶（本設計系統(tǒng)中為燈泡）之間的聯系并且包括和無線通信接收模塊的通信。終端用戶可以由多個組成，該部分的程序要保證可以擴展多個通信而保證互不干擾，同時還要擴展可以和終端的雙向通信即接收終端打的信息反饋。這部分基本利用C語言精心編寫，比較簡單。</p><p><b>　　程序的設計步驟：

45、</b></p><p>　　選擇芯片的工作方式，計算初始位；</p><p>　　采用AT指令使接收模塊可以接收信息，并且在芯片內利用C語言進行簡單的信息校對；</p><p>　　主程序允許中斷并對其進行初始化使其能調用終端子程序達到實現系統(tǒng)的功能；</p><p>　　終端服務子程序最大限度滿足實驗要求。</p>

46、<p>　　4.2 主程序流程圖</p><p>　　整個程序主體部分是由一個Main（）組成，在Main（）函數中通過對多個子程序的調用來實現數據的接收發(fā)送、數據的校對、實時監(jiān)控、實時報警等功能。其主程序流程圖如圖4-1所示。</p><p>　　4-1 主程序流程圖</p><p>　　主程序主要完成C8051F005單片機系統(tǒng)的初始化、中斷初始化

47、、數據的轉化接收發(fā)送、信號的反饋報警和中斷的調用等功能。根據不同的情況調用不同的子程序來完成功能。</p><p>　　系統(tǒng)初始化包括I/O口初始化，接收模塊、中斷、轉化模塊初始化。</p><p>　　判斷信號是否來源與“邦定源”，如果是則進入下面程序，不是則繼續(xù)等待并判斷信號來源。</p><p>　　#include<c8051f000.h><

48、;/p><p>　　#include<stdio.h></p><p>　　#define SYSCLK 11059200</p><p>　　sfr16 RCAP2 = 0XCA;</p><p>　　sfr16 TMR2 = 0XCC;</p><p>　　sbit rd = P1.7;&l

49、t;/p><p>　　sbit re = P1.5;</p><p>　　sbit wr = P1.6;</p><p>　　sbit addr0 = P1.0;</p><p>　　sbit addr1 = P1.1;</p><p>　　sbit addr2 = P1.2;</p>

50、<p>　　sbit addr3 = P1.3;</p><p>　　sbit addr4 = P1.4;</p><p>　　sbit data0 = P2.0;</p><p>　　sbit data1 = P2.1;</p><p>　　sbit data2 = P2.2;</p><p>　

51、　sbit data3 = P2.3;</p><p>　　sbit lcd_en = P3.0;</p><p>　　void writ (int addr , int datain);</p><p>　　unsigned int read();</p><p>　　void OSCILLATOR_Init(void);</p&g

52、t;<p>　　void Timer2_Init(void);</p><p>　　void PORT_Init(void);</p><p>　　Void delay(int time_ms);</p><p>　　void OSCILLATOR_Init(void)</p><p><b>　　{</b>

53、;</p><p>　　OSCICN |= 0x03;</p><p>　　OSCXCN = 0xff;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void PORT_Init(void)</p><p><b>　　{</b></p>&l

54、t;p>　　PRT1CF |= 0xff;</p><p>　　PRT2CF |= 0xff;</p><p>　　PRTOCF |= 0xff;</p><p>　　XBR0 = 0x00;</p><p>　　XBR1 = 0x00;</p><p>　　XBR2 = 0x40;</p>

55、<p><b>　　}</b></p><p>　　這段程序包含了整個程序中所需要調用的很多參數和所有端口的定義。同時也說明了需要用到定時器2來進行中斷設置，并且對函數進行了申明。</p><p><b>　　4.3中斷子程序</b></p><p>　　本次設計中多次調用了中斷子程序。</p>&

56、lt;p>　　4.3.1 接收終端中的中斷子程序</p><p>　　當接收終端接收到數據時首先進入中斷子程序，進行判斷，是否屬于綁定的信號，將信號通過PDU解碼出來并將該數據傳送到單片中，與早先存儲在單片機中的數據進行對比，看是否屬于。如果屬于則跳出中斷，進行下面的程序；如果不屬于則回到終端開始繼續(xù)等待信號。其中斷子程序的流程圖如圖4-2所示。</p><p>　　4-2 接收終端

57、中的中斷子程序</p><p>　　整個接收終端的子程序實現了信號的判斷、接收、發(fā)送等功能。接收終端子程序的信號判斷包括了信號的采集和信號的多次對比，這樣可以過濾掉那些不是來自于“信號源”的信號成分。當判定是該信號時，可以給單片機輸入口一個標志信號，使單片機能夠收到指令并接收。</p><p>　　Void Timer2_Init(void)</p><p><

58、;b>　　{</b></p><p>　　CKCON &=～0x40;</p><p>　　RCAP2 = TIMER2_RELOAD;</p><p>　　TMR2 = RCAP2;</p><p>　　T2CON = 0X04;</p><p><b>　　ET2 = 1;<

59、;/b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　這是一個定時器2的初始化。在整個程序中，利用定時器2的定時原理，在時間內接受信號，并對信號進行對比來確定是否是“信源”信號。 </p><p>　　對于整個程序還需要定義一個延遲程序，延遲程序的用處在于對信號的欲處理，以達到整個系統(tǒng)的高效完整性。</p>

60、<p>　　Void delay(int time_10ms)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　For (n=0;n<=time_10ms;n++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　FOR(m=0;m<-10;m++)&

61、lt;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　FOR(l=0;l<=80;l++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b><

62、/p><p>　　4.3.2 控制終端中斷子程序</p><p>　　當單片機接收到接收終端發(fā)送的標志信號后，單片機對其進行相應，并對路燈進行控制。首先判斷路燈現在的真實狀況，如果路燈此時的狀態(tài)是關閉的則通過單片機控制其打開，如果路燈此時的狀態(tài)打開的則通過單片機控制其關閉。本次設計中還擴展了一個報警部分，即使用一個光敏電阻來判斷燈泡是否損壞，在單片機控制的同時，光敏電阻對燈泡是否能正常使用做出

63、一個判斷，如果燈泡損壞則給單片機一個信號提示用戶，如果燈泡使用正常，就不用反饋單片機。如圖4-3所示。</p><p>　　4-3 控制終端中斷子程序</p><p>　　控制終端子程序包含了多個判斷和多個反饋，同時它也實現了單片機對于終端的控制和對終端反饋信號的處理。</p><p>　　4.4 數據接收與發(fā)送程序</p><p>　　4.

64、4.1 MC55收發(fā)短信的AT指令</p><p>　　短信的收發(fā)方式一共有3種：Block Mode、Text Mode、PDU Mode。其中，Block Mode已極少被使用，Text Mode僅僅可以發(fā)送ASCII字符，而PDU Mode不僅可以發(fā)送ASCII字符，還能夠發(fā)送中文短信，所以本設計中采用了PDU Mode來對短信進行接收[12]。</p><p>　　大致需要這以下幾

65、條AT指令[8]:</p><p>　　（1） AT+CMGF=0 /* 0:PDU；1:TEXT */</p><p>　?。?） AT+CNMI=2,0,0,0,1 /* 新SMS先儲存再回顯存儲位置 */</p><p>　　（3） AT+CMGS=<ByteNum> /* 發(fā)送SMS，響應'>'即可輸入字節(jié)數為Byte

66、Num的PDU字符串 */</p><p>　?。?） AT+CMGR=<index> /* 讀SMS */ </p><p>　?。?） AT+CMGD=<index> /* 刪除SMS */</p><p>　　4.4.2 發(fā)送程序</p><p>　　發(fā)送程序則相對簡單。 當MC55接收到的短信確定是我們所需

67、要的信號源發(fā)送的短信時，MC55的輸出引腳給單片機一個標志信號的改變，當單片機接收到這個引腳的改變后則對用戶中斷進行控制。</p><p><b>　　4.5小結</b></p><p>　　本章重點介紹了該設計的軟件組成部分和一些應用到的程序語言。這里還要重點闡述下對于“非預期信號”產生干擾的處理。當LPC21131向MC55發(fā)送AT指令后等待并檢測其響應以判斷是否

68、執(zhí)行成功，但此期間如果接收到其他信號源發(fā)送的干擾信號，則會對判斷產生影響。所以在程序中還要設置超時技術功能，即每發(fā)送AT指令后就開始計數，計數超時或者檢測接收到一場數據則重發(fā)，重發(fā)次數超過3次則退出并重新等待。這樣可以有效地排除“非預期信號”的干擾。</p><p><b>　　5 制作和調試</b></p><p><b>　　5.1 制作過程</

69、b></p><p>　　在查閱大量資料和熟悉本設計各模塊功能的基礎上，先對整個程序分模塊畫流程圖，然后再根據流程圖分模塊設計電路原理圖,最后設計出總的硬件電路原理圖。然后根據設計完成的圖用Protel99SE軟件繪制原理圖，再把SCH文件導入PCB板中生成網表繪制PCB板，進行手工調整，然后制作印刷電路板。</p><p>　　制作好電路板后，把所需要的元器件按照電路板安裝并焊接上

70、去，在安裝過程中要注意芯片的缺口朝向，二極管的正負極等問題。</p><p>　　在設計硬件的同時要考慮到軟件的設計，并根據硬件設計及早確定軟件設計方案。在程序編寫完成后， 利用KELL軟件模擬器先進行編譯和仿真，仿真正確后根據實際調試情況用開發(fā)系統(tǒng)將程序燒制到芯片中對分模塊進行調試，再通過對源程序進一步的改進和完善進行總調試，最終實現用無線遠程控制系統(tǒng)。</p><p><b>

71、;　　5.2 系統(tǒng)調試</b></p><p>　　在調試過程中，并不是軟硬件完全分開調試的，兩者是相輔相成，互成互補的。</p><p>　　5.2.1 硬件調試</p><p>　　單片機系統(tǒng)的硬件調試和軟件調試是分不開的，硬件存在的某些問題可能只有在軟件測試的情況下才可能暴露。所以為了避免判斷錯誤，必須要先對硬件進行精細的檢查，無故障后再進行軟件調

72、試。硬件調試的目的就是查出硬件錯誤，排除故障，主要是通過編寫一段簡單的測試程序對存儲器、I/O口等部件進行測試，判斷電路是否正常，如有故障，查出原因并及時解決問題。</p><p>　　5.2.2 軟件調試</p><p>　　軟件調試主要通過運行程序來檢測，以便排除錯誤。整個系統(tǒng)由多個模塊之間組合而成，所以在軟件調試時必須分模塊進行調試，先直接運行程序，看是否得到自己預期的目的，在之后也

73、可以對程序進行稍加的改動，看是否也能夠得到自己的改動目的。圖5-1是利用KELL進行的軟件調試界面。</p><p>　　圖5-1 軟件調試界面 </p><p><b>　　6 結 論 </b></p><p>　　按照任務書中所給的要求進行本次設計,在查閱大量相關資料并且在實驗室進行多次實驗的基礎上,基本上已經達到預期的目標。本設計主要包

74、括硬件設計和調試，軟件編程，論文撰寫三大部分。。 </p><p>　　本設計是以C8051F005單片機芯片為核心，來完成軟件設計等任務。硬件的制作主要在于簡單的分模塊調試。軟件的設計主要利用軟件編寫程序、編譯和下載。本次設計中采用的MC55是當代無線通信三大芯片之一，擁有比較高的性能，提高了該設計的可能性。該設計任然存在不足，比如外界信號源的干擾等，這也是我今后學習中需要不斷改進的一點。</p>

75、<p>　　由于本人的專業(yè)知識和技術水平有限以及時間等其他方面條件的不足，只能在此基礎上實現簡單的功能。如果條件和時間允許的話，還可以對本設計進行進一步的開發(fā)，如可以實行多個信號源之間對比實現系統(tǒng)穩(wěn)定。這些都有待在以后的工作和學習中不斷改進。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 鄒濤編著.網絡與無線通信技術[M].北京

76、:人民郵電出版社.2004:3～20，</p><p>　　43～45，255～257</p><p>　　[2] http://baike.baidu.com/view/1930641.htm</p><p>　　[3] 趙振華，朱瑛暉.基于CC2480的ZigBee無線通信終端設計[J].單片機與嵌 </p><p>　　入式系統(tǒng)應用，2

77、008：42～44</p><p>　　[4] PIC16F690使用手冊.http://wenku.baidu.com/view/903720661ed9ad51f01</p><p>　　df207.html</p><p>　　[5] http://www.doc88.com/p-56710991254.html</p><p>　　[

78、6] http://wenku.baidu.com/view/cdb22f1c59eef8c75fbfb3d4.html</p><p>　　[7] http://wenku.baidu.com/view/35ee5eeff8c75fbfc77db2f6.html</p><p>　　[8] siemens Co.MC55 AT command set(MC55_ATC_V03.03)[Z

79、].2005</p><p>　　[9] 趙文博，劉文濤.單片機語言C51程序設計[M].人民郵電出版社.2005.10</p><p>　　[10] 比德爾(Bedell P.)[美]著,王藝等譯.無線通信速成教程[M].北京:人民郵 </p><p>　　電出版社.2002.5:2～7</p><p>　　[11] 徐超群，高明煜. 低

80、壓電力載波通信技術在城市路燈遠程智能監(jiān)控中的應</p><p>　　用[J].《電技術》，2006年6月，（6）：146～149.</p><p>　　[12] 孫丘偉，余臻.基于GSM的短信報警收發(fā)平臺設計[J].福州大學學報（自然 </p><p>　　科學版）.2008.36(Z1):44～48</p><p>　　附錄1 系統(tǒng)實物圖

81、</p><p>　　附錄2 畢業(yè)設計作品說明書</p><p><b>　　一、作品名稱</b></p><p>　　基于無線通信遠程控制照明節(jié)能系統(tǒng)研究——軟件系統(tǒng)設計</p><p><b>　　二、作品功能</b></p><p><b>　　1、實現遠程

82、控制</b></p><p>　　2、可通過手機對終端燈泡進行亮滅的控制</p><p><b>　　三、運行環(huán)境</b></p><p><b>　　硬件環(huán)境</b></p><p>　　C8051F005單片機、無線接收模塊</p><p><b>

83、　　軟件環(huán)境</b></p><p>　　KEIL編譯軟件，登錄界面如下：</p><p><b>　　操作步驟</b></p><p>　　1、接3.6V電源給單片機；</p><p>　　2、用手機短信發(fā)送信息給接收終端；</p><p>　　3、最終靠單片機來管理燈的亮和暗。&l