GSM輔助控制的智能化太陽能熱水器簡介
GSM技術普及的今天，在家用太陽能熱水控制器上集成GSM功能已經顯得尤為必要，這樣人們可以輕松的通過手機短消息控制家里的太陽能熱水器。本文介紹一款基于GSM技術的太陽能熱水器系統結構;介紹了GSM模塊與單片機之間的硬件接口電路設計，給出短信息的編碼和解碼方法。
0前言
GSM(GlobalSystemForMobileCommunications，全球移動通訊系統)是第2代移動通信技術，使用的是時分多址的變體，它是目前3種數字無線電話技術(TDMA、GSM和CDMA)中使用最為廣泛的一種[1]。短信息服務SMS(ShortMessagingService)作為GSM網絡的一種基本業務，已經得到越來越多的應用。基于短信息的遠程無線通信技術在遠程控制和故障診斷方面發揮重要的作用。
1系統總體設計
基于GSM技術輔助控制的智能化太陽能熱水器，由太陽能集熱器、儲熱水箱、上水電磁閥、水溫水位傳感器以及GSM輔助控制的智能控制儀等組成。控制儀與家用太陽能熱水器之間通過傳感器進行聯接，傳感器將獲得的信號傳送到控制器的中央處理器，經計算處理后由控制器發出相應指令控制太陽能熱水器的的各執行機構如泵、閥、輔助加熱等運行;可按需要設定供水時段;太陽能熱水器具有即開即熱、恒溫、防凍、防炸管、故障自診斷等功能。智能化太陽能熱水器采用水位水溫智能自適應控制，有效提高太陽能熱水器的熱效率。
控制器具有通過手機短信實現對太陽能熱水器的運行數據的遠程查詢和運行狀態的遠程控制功能;控制器對手機短信命令具有模糊識別、智能控制。太陽能熱水器故障時，通過GSM模塊發送給用戶指定的手機。GMS通信模塊與中央處理器相連接，GSM通信模塊無線接收用戶手機短信指令，用戶手機短信通過GSM模塊與中央處理器實現雙向通信，實現對家用太陽能熱水器的工作狀態進行遠程控制，給用戶帶來極大的便捷。
2GSM輔助控制的智能控制儀硬件設計
2.1硬件總體結構設計
單片機1為基于MCS-51內核的高性能STC公司的單片機STC12C5A60S2;擁有60K的ROM，1280Byte的RAM，2個獨立串口，指令執行速度為普通MCS-51單片機的10倍左右。串口1與GSM模塊通信，串口2與單片機2進行通訊。單片機主要完成普通太陽能熱水器所要完成的工作，包括溫度采集、水位采集、電加熱、解凍、上水等功能。2個單片機之間的通訊有具體的通訊協議。
&[FS:PAGE]nbsp; 2.2GSM模塊與單片機接口
GSM模塊與單片機之間的接口電路如圖4所示：采用MAX232作為串行通信的電平轉換電路，實現數據的串行通信功能，不但硬件電路簡單，而且單片機對其的控制也易于實現。
2.3電平轉換電路設計
本文涉及的單片機的I/O口的邏輯電平為5V，GSM模塊的I/O口2.85V的邏輯電平。應設計電平轉換電路。
3短信息的編碼和解碼
目前，短消息模式常采用Text和PDU協議數據單元(ProtocolDataUnit)模式。使用Text模式收發短信代碼簡單，實現起來比較容易，但缺點是不能收發中文短信;而PDU模式不僅支持英文短信，也能發送中文短信[2]。PDU模式收發短信可以使用3種編碼方式：7-bit編碼用于發送普通的ASCII字符;8-bit編碼通常用于發送數據消息;UCS2編碼(16位)用于發送Unicode字符[3]。
為了支持中文短信，本系統采用PDU編碼模式[4]。
3.1發送短信息編碼
下面就發送與接受PDU格式的短信各舉一例：對方號碼是15006280821，消息內容是“成功”。
第1步：AT+CMGS=19(15+字符數×2);
第2步：收到：<(發送第三部分代碼前延時不能超過2秒);
第3步：發送：0011000D91685100260828F1000800046210529F;
第4步：給結束符1A(16進制數)。
3.2接收短信息解碼
接收短息：SMSC號碼是+8613800513500，對方號碼是15006280820，消息內容是“中國”。
第1步：收到短信息通知：+CMTI:“SM”,##(##表示短信息在SIM卡中的存儲位置)
第2步：給讀短息命令：AT+CMGR=##
第3步：收到：
0891683108503105F011000D91685100260828F1000801407280114323044E2D56FD
4單片機軟件設計
單片機軟件的功能主要包括：1.通過AT指令初始化GSM模塊。2.解析從GSM模塊接受的代碼串。3.過濾電話號碼。4.回復并刪除短信息。
主程序流程框圖如圖6所示：2個串口初始化參數為：9600，8，N，1。GSM模塊的初始化包括如下指令：
1.ATE，關閉回顯;2.AT+CMGF=0，設定為PDU格式;3.AT+CNMI=2,1,收到短息保存并給通知;
[FS:PAGE] 4.AT+CMGD=1，4刪除卡中所有短信息。
本控制器還具有號碼過濾的功能，能有效阻止用戶以外的手機對控制器誤操作。
5結束語
5.1基于GSM技術的短信息無線太陽能熱水器控制器工作環境比較惡劣，手機控制的實時性隨網絡環境波動。基于GSM技術控制的太陽能熱水器能很好地方便現代人的生活，具有很好的市場推廣和應用前景。
5.2本項目技術已通過了江蘇省經信委組織的新產品新技術鑒定。