发布时间 : 星期四 文章基于GSM网络报警系统设计毕业论文更新完毕开始阅读
基于GSM网络报警系统设计
1 概述
1.1 GSM原理及功能实现
GSM手机电路由无线收发信机、基带信号处理电路、基带控制电路、存储电路、键盘、显示器、外部接口等部分组成。
射频单元：射频单元的发信通路将基带单元产生的270.833kbit/s的TDMA帧数据流。
信号接：GMSK调制方法形成I、Q信号，再调制到900MHz或1800MHz射频信号，经射频开关：由天线发射出去，收信通路将天线接收的信号经低噪声放大、解调，产生基带I、Q信号，通过解调和均衡将模拟的I、Q信号进行数字化，恢复出数字基带信号，送基带电路处理。射频单元的本振信号通常从时基电路获得基准频率，然后采用锁相环技术实现频率合成。
基带芯片与基带信号处理电路：GSM基带芯片是通信终端产品的关键部件，现在比较流行的一般有单IC封装和双IC封装两种形式。多家公司可以大量供应成套的芯片组，如TI、ADL/TIP、Lucent、VLSI等。这为国产手机基带芯片设计提供了有益的参考。基带电路包括信道编/译码，加密/解密、TDMA帧形成/信道分离及基准时钟电路、话音编/译码、码速适配器等。送话器的话音信号经过8kHz抽样及A/D变换，成为均匀量化的数据流，经话音编码、信道编码、交织、加密等处理，形成270.833kbit/s的TDMA帧数据流，送调制器发送。在接收通道执行与发信通道相反的过程。帧及信令控制以时钟基准部分提供统一帧号、时隙号、1/8bits时钟等基础，实现同步。
控制器：控制器实现对手机系统的控制，包括协议处理、射频电路控制、基带电路控制、键盘输入、显示器输出、SIM卡接口及数据接口等功能。 SMS（Short Message Service）短信息服务是GSM（Global System for Mobile Communication）系统中提供的一种GSM终端（手机）之间，通过服务中心(Service Center)进行文本信息收发的
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应用服务，其中服务中心完成信息的存储和转发功能。短信息服务作为GSM网络的一种基本业务，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视，基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来。以GSM网络作为数据无线传输网络，可以开发出多种前景极其乐观的各类应用，如无线数据的双向传送、无线远程检测和控制等。典型的应用有：变电站、电表、水塔、水库或环保监测点等监测数据的无线传输和无线自动警报；远程无线控制高压线路断电器、加热系统、防洪拦阻系统或其它机电系统的启动和关闭；车队交通管理和控制指挥系统；控制和监测香烟、食品和饮料自动售货机的运行状态和存货水平等等。
由于GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，用户无需另外组网，在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵建网费用和维护费用。同时，它对用户的数量也没有限制，克服了传统的专网通信系统投资成本大，维护费用高，且网络监控的覆盖范围和用户数量有限的缺陷。比起传统的集群系统在无线网络覆盖上具有无法比拟的优势，加上GSM的SMS本身具备的数据传送功能，都使得这些应用得到迅速的普及。利用GSM短信息系统进行无线通信还具有双向数据传输功能，性能稳定，为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。
本文的报警系系统就是根据GSM的SMS远程数据传送功能完成其远程控制的。而短信精灵是为了解决手机短信输入麻烦而编制的。下面简要的介绍一下这两个系统。
手机短消息的收发都是通过GSM Model的通用AT命令来实现的。AT命令是主要的移动电话生产厂商诺基亚、爱立信、摩托罗拉和HP共同为GSM研制的，其中包含对SMS的控制。AT命令在此基础上演化并被加入GSM 07.05标准，以及之后的GSM 07.07标准。本文的两个系统都是以AT命令为基础开发的。
1.2 GSM网络结构
GSM标准中定义的点-点短消息服务使得短消息能在移动台和短消息服务中心之间传递。这些服务中心是通过称为SMS- GMSC的特定MSC同GSM网络联系的。
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图1.1 SMS管理协议
SME：Short Messaging Entity，短消息实体。它可以接收或改善短消息，位于固话系统、移动基站或其他服务中心内；
SMSC：Short Message Service Center，短消息服务中心，负责在基站和SME间中继、储存或转发短消息；移动台（ME）到SMSC的协议传输来自移动台或朝向移动台的短消息，协议名为SMTP（Short Message Transmission Protocol）；
SMCGWMS或SMCGMSC：SMS-Gateway MSC，SMS网关。接收由SMSC发送的短消息，向HLR查询路由信息，并将短消息传送给接收者所在基站的交换中心；
HLR：Home Location Register，归属位置寄存器。用于永久储存管理用户和服务记录的数据库，由SMSC产生。SMS网关与HLR之间的协议使前者可以要求HLR搜索可找到的用户地址。它与MSC与HLR之间的协议一起，能在移动台因超出覆盖区而丢失报文、随后又可找到时加以提示；
MSC：Mobile Switching Center，移动交换中心。负责系统切换管理并控制来自或发向其他电话或数据系统的拔叫；
VLR：Visitor Location Register:，访问位置寄存器。含有用户临时信息的数据库。交换中心服务访问用户时需要这些信息；
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2 方案设计与论证
2.1 主控系统选择
2.1.1 基于ARM处理器的主控系统
采用32位高性能嵌入式系统，比如ARM、DSP。此类芯片功能强大，运行速度快，可嵌入大型操作系统如手机、MP5等便携式设备。如果采用此方案，可以很好的解决数据处理和控制功能，但开发难度大，芯片价格较高。
2.1.2 基于51单片机的主控系统
采用传统8位51单片机，内部12分频，运行效率较低，内部存储空间小，控制端口有限，内部资源少，无片内可读写ROM。
2.1.3 基于MSP430的主控系统
采用TI公司的MSP430，它是16位的超低功耗混合型单片机，寻址指令丰富，8MHz时钟晶振指令周期125ns，集成硬件乘法器，可实现高速运算，运行效率高，存储空间大，片内外设丰富，方便进行扩展设计，而且MSP430最小系统电路构成简单，外部只需加上少量元件就可以独立工作。
考虑到方案的可实行性和性价比，本设计采用MSP430F2617单片机，采用RISC精简指令集，可实现高速运算，存储空间大，低功耗，外围引脚丰富，片内资源多价格低廉，性价比极高。
2.2 传感器选择
2.2.1 采用模拟温度传感器AD590
AD590是美国ANALOG DEVICES公司的单片集成两端感温电流源。
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