專利名稱：家庭gsm短消息遙控監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種遙控監(jiān)測技術(shù)，特別涉及家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的遙控監(jiān)測裝置通常采用無線電遙控，電話遙控和利用GSM短信息遙控，無線電話遙控需要專門的收發(fā)設(shè)備，而且范圍有限；電話遙控采用DTMF信號編解碼來實現(xiàn)，依靠用戶在撥通電話遙控器后，按用戶電話機上的按鍵發(fā)送DTMF信號給電話遙控器，遙控器接收到信號，經(jīng)解碼后根據(jù)按鍵代表的意義來執(zhí)行相應(yīng)的動作，如中國專利號為99236323遠距離報警遙控裝置，它通過有線電話網(wǎng)絡(luò)或移動電話完成遠距離報警，可以不受區(qū)域限制，但其缺點是電話遙控的執(zhí)行結(jié)果要依靠遙控器發(fā)出的聲音或語音提示反饋給用戶，另外因為電話機只有數(shù)字鍵，所以是對設(shè)備的控制必須依賴編號，也就是用戶只能對設(shè)備的編號操作，例如對3號設(shè)備進行操作，但是3號設(shè)備是什么，用戶必須牢記在心，一旦遺忘，只有回家查看才能知道。另外，由于是采用打電話的方式，打一次電話，至少計一次市內(nèi)話費，如果是長途，則話費就更貴了，而手機遙控則僅顯示手機號碼，功能單一。
由于目前GSM網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋全國，GSM手機已經(jīng)到了普及的程度，而且手機可以購買零入網(wǎng)費和零月租費的如意通或神州行，手機又有漢字顯示功能，因此，利用GSM手機的短消息收發(fā)功能來實現(xiàn)遙控監(jiān)測的裝置優(yōu)勢明顯，雖然已有科學(xué)工作者開發(fā)了這方面的裝置，如中國專利號為98241124GSM移動電話報警控制器，它可以以GSM短信息方式給控制中心發(fā)送信號，但無論是用途還是功能都太單一，側(cè)重用于安全報警，而且它僅單向傳輸信號。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是開發(fā)一種家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，它人機界面友好，費用低廉，不受區(qū)域限制，控制功能多，使用方便，不僅有自動報警功能，還可監(jiān)測遙控家居環(huán)境、設(shè)備，并能進行數(shù)據(jù)的雙向傳輸。
本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置具有GSM通信模塊、主控電路、主控電路外接的各種報警器、從控模塊、電源電路；電源電路用于為本裝置提供電源；主控電路內(nèi)置單片機(IC107)，單片機外接看門狗電路(IC102)和存儲器電路(IC103，IC105)，看門狗電路(IC102)用于保證單片機(IC107)的正常工作，存儲器電路(IC103，IC105)用于擴大單片機(IC107)的存儲空間和在停電時保護重要數(shù)據(jù)，主控電路還與從控模塊連接；其特征在于在主控電路中，單片機(IC107)與電子開關(guān)電路(IC106)連接，同時該電子開關(guān)電路(IC106)與GSM通信模塊TC35的串行接口連接，通過這種連接，GSM通信模塊一方面接收手機用戶通過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的短消息，并將該短消息信號傳送到單片機(IC107)，另一方面又將單片機(IC107)的信號通過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)回給手機用戶；主控電路與從控模塊構(gòu)成總線型通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主控電路中的單片機(IC107)的一組口線與電子開關(guān)電路(IC106)連接，電子開關(guān)電路(IC106)通過總線接口芯片(IC104)與總線接口(PIN112)連接到總線，從控模塊接口也通過各自的總線接口芯片與總線連接。
所有的總線接口芯片都是單片機TTL電平串口電路轉(zhuǎn)RS485接口電路，型號為MAX487或其他RS485接口集成電路，RS485通信總線按RS485傳輸協(xié)議工作；單片機(IC107)與電子開關(guān)電路(IC106)連接，單片機(IC107)根據(jù)情況分別輪流切換接通GSM通信模塊串行接口和RS485總線接口(PIN112)；從控模塊為一個及一個以上由DIP開關(guān)指定地址或內(nèi)定地址的和內(nèi)置單片機的智能化模塊，通過DIP開關(guān)可人工設(shè)定從控模塊的地址編碼，帶有編碼地址的從控模塊通過其自身配置的單片機來判斷接收總線上來自主控電路單片機(IC107)的CPU對它的指令，并根據(jù)指令進行雙向傳輸信號；從控模塊的執(zhí)行元件為一個及一個以上繼電器或電子開關(guān)，它根據(jù)從控模塊單片機中的CPU指令控制閥門的開關(guān)或電源插座通電斷電狀態(tài)；從控模塊中的傳感元件為溫度傳感器和/或濕度傳感器和/或煙霧傳感器和/或氣體傳感器，分別用于對溫度和/或濕度和/或煙霧和/或氣體進行檢測；從控模塊的集中控制可以直接通過總線對一部分特定地址的電源開關(guān)模塊進行開關(guān)控制；從控模塊可以對開關(guān)量的傳感器做出狀態(tài)檢測并傳送給主控CPU(IC107)；從控模塊的紅外學(xué)習(xí)型遙控模塊能夠?qū)W習(xí)其他的紅外線遙控器指令從而達到脫離遙控器也能遙控家用電器的目的；從控模塊的緊急報警按鈕模塊能夠把緊急情況的信息傳送到主控CPU(IC107)，通過主控電路發(fā)出求救信息，從控模塊的內(nèi)部呼叫模塊能夠呼叫其他掛接在總線上的同類模塊，讓它們發(fā)出報警聲；控制主控電路中的單片機(IC107)的口線還與串行A/D轉(zhuǎn)換器(IC109)連接，該串行A/D轉(zhuǎn)換器(IC109)與用電功率監(jiān)測模塊接口(PIN114)連接，用于對模擬量輸出的電功率監(jiān)測，并將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量傳送到主控電路單片機(IC107)的口線。
與主控電路直接連接的有紅外防盜報警器、氣體報警器、煙霧報警器等，一旦報警器輸出報警信號通過光電隔離芯片IC113到主控電路的單片機IC107，則主控電路按照預(yù)定的電話號碼發(fā)送報警信息給手機用戶。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于利用GSM手機短消息的收發(fā)功能來實現(xiàn)對家庭環(huán)境及設(shè)備的監(jiān)測遙控，工作區(qū)域不受限制，由于單片機功能強大、外圍接口電路簡單，在構(gòu)成主控電路與從控模塊總線型通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后，其優(yōu)越性更顯突出，又由于RS-485通信接口的傳輸距離遠，連線少，使該裝置性能穩(wěn)定，功能增多，數(shù)據(jù)可以雙向傳輸，預(yù)先可設(shè)置自動報警信號，還可進行遠距離人機對話，且人機界面友好，使用方便，成本低廉。


圖1是家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置工作原理圖；圖2是家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置主機結(jié)構(gòu)框圖；圖3是家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置主控電路圖；圖4是智能化電源插座模塊的電路圖；圖5是智能化閥門控制器模塊電路圖；圖6是智能化溫度、濕度傳感器模塊電路圖；圖7是智能化煙霧、氣體傳感器模塊電路圖；圖8是智能化用電功率檢測模塊電路圖。
圖9是智能化門窗狀態(tài)檢測模塊電路圖圖10是智能化學(xué)習(xí)型遙控器模塊電路圖圖11是智能化緊急報警按鈕/內(nèi)部呼叫按鈕模塊電路圖圖12是智能化集中控制器電路圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
如圖1所示，家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置的工作原理為帶有SIM卡的GSM手機用戶通過GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送中文或英文短消息，詢問或遙控家庭或辦公室環(huán)境或設(shè)備的工作狀態(tài)，具有GSM通信模塊的家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置接收該短消息后，按短消息要求檢測家庭或辦公室環(huán)境或設(shè)備工作狀態(tài)，執(zhí)行相應(yīng)的遙控指令并將檢測到的家庭或辦公室環(huán)境或設(shè)備的現(xiàn)場工作狀態(tài)及執(zhí)行情況以短消息形式返回給手機用戶。另外，如果家庭出現(xiàn)緊急情況時(即報警器發(fā)出報警信號和/或有人按緊急報警按鈕時)，家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置能夠向預(yù)先設(shè)定的報警號碼發(fā)送報警短消息。
圖2為家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置主機結(jié)構(gòu)框圖，它由GSM通信模塊、主控電路、報警器、從控模塊、電源電路構(gòu)成，單片機主控電路與從控模塊通過總線接口模塊構(gòu)成總線型通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，報警器直接與主控電路相連。
圖3為家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置主控電路圖，其電源是通過一個由市電供電的開關(guān)電源進行供電。在主控電路中，單片機IC107型號為AT89C52，它是一個具有40只引腳包括CPU、輸入輸出接口電路、復(fù)位電路、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、EEPROM等的單片機電路，它外接一個型號為93LC66的EEPROM存儲器IC103，EEPROM存儲器IC103用來存放裝置的密碼、預(yù)先設(shè)定的手機緊急號碼、總線上掛接模塊的編號及定義和在停電時保護這些重要數(shù)據(jù)；單片機IC107還與型號為IMP813的看門狗電路IC104連接，看門狗電路IC104為CPU正常運行提供保證，同時檢測供電電壓，如果市電供電過低或停電，它立刻通知CPU，CPU接到信號后立刻響應(yīng)，把工作狀態(tài)切換到蓄電池供電狀態(tài)；單片機IC107一組口線與型號為74LS373的地址鎖存器IC110連接，該鎖存器IC110又與型號為6264的存儲器IC105連接，為CPU提供存儲空間。單片機IC107的一組口線通過電子開關(guān)電路IC106的切換實現(xiàn)與GSM通信模塊和485總線接口芯片IC104連接。主控電路中的單片機IC107的口線還通過型號為74LS377的口線擴展芯片IC111以及型號為74LS245的口線擴展芯片IC112與串行A/D轉(zhuǎn)換器IC109連接，該串行A/D轉(zhuǎn)換器IC109與用電功率監(jiān)測模塊接口PIN112連接，用于對模擬量輸出的電功率監(jiān)測，并將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量傳送到單片機IC107的口線。單片機IC107的一組口線還與口線擴展芯片IC111，IC112連接，用于擴展輸入，輸出端口接按鈕和指示燈。
從控模塊為一個及一個以上由DIP開關(guān)指定地址或內(nèi)定地址的和內(nèi)置單片機的智能化模塊。
圖4是智能化電源插座模塊的電路圖，它由電源進線插座PIN22、兩個電源插座PIN23、PIN24、兩個固態(tài)繼電器J1C、J2C、DIP開關(guān)DP2、型號為AT89C2051的單片機電路IC23、型號為IMP813的看門狗電路IC22、總線接口模塊IC24及晶振電路構(gòu)成，單片機IC23與看門狗電路IC22、總線接口模塊IC24及晶振電路連接，接收總線上傳來的指令及執(zhí)行指令，控制電源插座PIN23、PIN24的通斷電狀態(tài)，進而控制家用電器的工作狀態(tài)，并回送工作狀況或根據(jù)插座自身工作情況自動發(fā)送狀態(tài)數(shù)據(jù)到總線上，傳給主控電路單片機IC17的CPU進行數(shù)據(jù)處理，為了主控電路單片機IC117的CPU識別，電源插座模塊帶有通過開關(guān)DP2人為設(shè)定的地址編號；此外，用戶在家時可以通過AN21、AN22直接控制電源插座的通斷。
圖5是智能化閥門控制器模塊電路圖，其工作原理與智能化電源插座模塊類似，閥門控制器用來控制煤氣管道、自來水管道的通斷。
圖6是智能化溫度、濕度傳感器模塊電路圖，它除了具有與智能化電源插座模塊相同的DIP開關(guān)、單片機電路、看門狗電路、總線接口模塊及晶振電路外，還包含有溫度傳感器DS1621、濕度傳感器HIH-3610-001、串行AD轉(zhuǎn)換器TLC549，其工作原理與智能化電源插座模塊類似，濕度傳感器HIH-3610-001與串行AD轉(zhuǎn)換器TLC549連接，將探測到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳送到單片機IC45的口線。
圖7是智能化煙霧、氣體傳感器電路圖，它除了具有與智能化電源插座模塊相同的DIP開關(guān)、單片機電路、看門狗電路、總線接口模塊及晶振電路外，還包含煙霧、氣體傳感器，其工作原理與智能化電源插座模塊類似。
圖8是智能化用電功率檢測模塊電路圖，它由電流互感器模塊WBI414Ad1、串行AD轉(zhuǎn)換器TLC1549、直流升壓集成電路TPS6734、DIP開關(guān)、型號為AT89C2051單片機電路、看門狗電路IMP813、總線接口模塊MAX485及晶振電路連接構(gòu)成；監(jiān)測整個家庭電源線路的用電功率的專用模塊經(jīng)過串行AD轉(zhuǎn)換器TLC1549將模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量后接入到單片機電路，由于互感器模塊需要的供電電壓比其他集成元件高，所以采用直流升壓集成電路TPS6734來提升電壓，為了CPU的識別，用電功率檢測模塊帶有通過DIP開關(guān)人為設(shè)定的地址編號。
圖9是智能化門窗狀態(tài)檢測模塊電路圖，它除了具有與智能化電源插座模塊相同的DIP開關(guān)、單片機電路、看門狗電路、總線接口模塊及晶振電路外，還包含霍爾磁敏開關(guān)用于檢測門窗的狀態(tài)，其工作原理與智能化電源插座模塊類似。
圖10是智能化學(xué)習(xí)型遙控器模塊電路圖，它除了具有與智能化電源插座模塊相同的DIP開關(guān)、單片機電路、看門狗電路、總線接口模塊及晶振電路外，還包含大容量的RAM和EEPROM，以及紅外發(fā)射管，紅外解碼器，能夠記錄收到的紅外編碼，并照其記錄的編碼發(fā)送出去。其工作原理與智能化電源插座模塊類似。
圖11是智能化緊急報警按鈕/內(nèi)部呼叫按鈕模塊電路圖，它除了具有與智能化電源插座模塊相同的單片機電路、看門狗電路、總線接口模塊及晶振電路外，能夠在用戶按下緊急按鈕或內(nèi)部呼叫按鈕后，主動向單片機IC117發(fā)送報警信息，由單片機IC117處理該信息。
圖12是智能化集中控制器電路圖，它除了具有與智能化電源插座模塊相同的單片機電路、看門狗電路、總線接口模塊及晶振電路外，還有代表特定模塊地址的按鈕和特定模塊的狀態(tài)的指示燈，能夠在用戶按下按鈕時，向相應(yīng)地址的模塊發(fā)送開/關(guān)信號，并用相應(yīng)指示燈顯示該模塊的狀態(tài)，實現(xiàn)集中控制功能。
在裝置安裝完成后，首先需要對安裝在總線上的所有模塊的地址編號進行手工設(shè)定，不能有沖突，然后采用GSM手機發(fā)送短消息給家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置進行密碼的修改，裝置初始密碼是1234，例如GSM手機用戶發(fā)送到家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置的短消息內(nèi)容是″舊密碼1234，新密碼ABCD″，則密碼被修改為ABCD，當然密碼也可以是漢字，裝置規(guī)定密碼位數(shù)是英文字母或數(shù)字最多8位，或者漢字最多4個，密碼修改后，裝置回送確認短消息給手機用戶，最后，GSM手機用戶通過短消息對總線上所接模塊的地址進行漢字定義，以便將來遙控或監(jiān)測。
例如編號是12號的模塊是個電源插座，插座上接的是個熱水器，編號是3號的模塊是煤氣閥門控制器，編號是5號的模塊是溫度、濕度控制器，則用戶用GSM手機發(fā)送短消息“密碼ABCD，定義12，熱水器，3，煤氣閥門，5，溫度，濕度傳感器”到家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，則裝置記錄12號模塊是電源插座，3號模塊是煤氣閥門，5號模塊是溫度、濕度傳感器，裝置以短消息形式回送設(shè)置結(jié)果。以后，如果用戶希望遙控熱水器打開，煤氣閥門關(guān)閉，則用GSM手機發(fā)送短消息“密碼ABCD，熱水器開，煤氣閥門關(guān)”給家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，裝置接收到短消息后，立即接通12號設(shè)備即電源插座，熱水器就被通電，關(guān)閉3號設(shè)備即煤氣閥門控制器，同時裝置發(fā)送短消息“熱水器已開啟，煤氣閥門已關(guān)閉”給GSM手機用戶供確認。如果用戶想了解家庭環(huán)境和模塊工作情況，則發(fā)送短消息到家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，短消息內(nèi)容“密碼ABCD，查詢”，裝置以短消息的形式把家庭環(huán)境情況和各執(zhí)行模塊的當前狀況返回到GSM手機用戶。例如返回短消息內(nèi)容“溫度23度，濕度78％，煤氣閥門關(guān)閉，熱水器工作。”，如果短消息內(nèi)容較多，則可以分多次發(fā)。如果用戶只需獲取家庭環(huán)境情況，則發(fā)送短消息“密碼ABCD，查詢環(huán)境”到家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，裝置將返回有關(guān)環(huán)境內(nèi)容信息的短消息。如果用戶只需獲取家庭設(shè)備工作情況，則發(fā)送短消息“密碼ABCD，查詢工作”到家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，裝置將返回有關(guān)設(shè)備工作狀態(tài)信息的短消息。
主控電路中的CPU每隔一定的時間查詢GSM通信模塊，指令采用AT指令格式，如果有短消息接收，則進行判別處理，處理結(jié)果回送回發(fā)送短消息的手機用戶；CPU也每隔一定的時間查詢總線上的模塊工作情況，如果發(fā)現(xiàn)異常，則進行記錄，并通過GSM通信模塊發(fā)送給手機用戶，實現(xiàn)自動報警功能。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于工作區(qū)域不受限制，功能多，數(shù)據(jù)可以雙向傳輸，具有自動報警信號，還可進行遠距離人機對話，且人機界面友好，使用方便，成本低廉。
本實用新型的保護范圍不局限于實施例的限制，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是開放式的，總線上所接模塊數(shù)量可變，模塊類型可變，視實際需要安裝，可以安裝255個模塊或更多。
權(quán)利要求1.家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，具有GSM通信模塊、主控電路、從控模塊、電源電路，GSM通信模塊與主控電路連接，主控電路內(nèi)置單片機，單片機外接看門狗電路和存儲器電路，其特征在于在主控電路中，單片機的一組口線與電子開關(guān)電路連接，該電子開關(guān)電路與GSM通信模塊的串行接口連接；主控電路與從控模塊構(gòu)成總線型通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主控電路中的單片機的一組口線與電子開關(guān)電路連接，電子開關(guān)電路通過總線接口芯片連接到總線，從控模塊接口也通過總線接口芯片與總線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，其特征是所述的總線為RS485通信線路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，其特征是主控電路能夠采集報警信號并進行報警。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，其特征是所述的單片機的一組口線通過電子開關(guān)電路與GSM通信模塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，其特征是所述的單片機的一組口線通過鎖存器與存儲器電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，其特征是所述的開關(guān)電路為二選一開關(guān)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，其特征是所述的從控模塊為一個及一個以上由DIP開關(guān)指定地址或內(nèi)定地址的和內(nèi)置單片機的智能化模塊，
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，其特征是所述的從控模塊的執(zhí)行元件為一個及一個以上繼電器或電子開關(guān)。
9.據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，其特征是所述的從控模塊其傳感元件為溫度傳感器和/或濕度傳感器和/或煙霧傳感器和/或氣體傳感器和/或霍爾傳感器。
10.據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，其特征是所述的總線接口芯片的型號是MAX487或其他RS485接口芯片。
專利摘要一種家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝置，具有GSM通信模塊、主控電路、從控模塊、報警器、電源電路，GSM通信模塊與主控電路連接，主控電路內(nèi)置單片機，單片機外接看門狗電路和存儲器電路，其特征在于在主控電路中，單片機的一組口線通過電子開關(guān)電路與GSM通信模塊的串行接口連接；主控電路與從控模塊通過總線接口芯片構(gòu)成RS485總線型通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點在于工作區(qū)域不受限制，功能多，數(shù)據(jù)可以雙向傳輸，具有自動報警功能，還可進行遠距離人機對話，且人機界面友好，使用方便，成本低廉。
文檔編號H04M11/04GK2676524SQ0328106
公開日2005年2月2日 申請日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者周嶸 申請人:周嶸