基於簡訊的遠程監控系統及方法
2023-05-11 15:27:41
基於簡訊的遠程監控系統及方法
【專利摘要】本發明提供一種基於簡訊對智能家居的監控方法及裝置，涉及物聯網通信領域，方法步驟為：首先，用戶通過手機終端一鍵監控，選擇想要實現的功能；其次，TC35簡訊通信模塊收到信息後傳給PC機，由PC機進行處理後將指令傳給CY7C68013A數據採集模塊；然後CY7C68013A數據採集模塊收到指令後，由後端連接的家用電器、傳感器等執行指令；最後如果指令需要返回信息，則家用電器、傳感器等會反過來執行上述步驟，將用戶需要的信息數據返回到用戶手機終端。本發明能夠實現家居智能化，包括遠程開啟和關閉、室內溫度和溼度讀取、自動澆花、煤氣漏氣報警、火災報警、防盜報警等功能。
【專利說明】基於簡訊的遠程監控系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於物聯網通信【技術領域】，特別是一種基於簡訊的遠程監控系統及方法。【背景技術】
[0002]現有的傳統的遠程監控系統大都採用wifi或zigbee的方式。
[0003]對於zigbee而言，可遠程控制的距離有限，僅限用戶在家時使用；因其系統的不複雜性，穩定性和安全性存在隱患。
[0004]對於wifi而言，雖然傳輸距離足夠遠，但是對wifi網絡比較依賴，對於無或者信號不強的地方就比較尷尬，但是很多無wifi的地方卻有GSM的網絡；如果通過外網而不在家單獨組網的話，安全性上存在隱患，而通過單獨組網方式勢必增加成本。
[0005]高昂的智能家居系統的成本，這點嚴重限制了我們對智能家居的需求。
[0006]文獻1:Ming Xu, Jiayou Du.Design of SMS-based remote control systemusing TC35 and MCU.1EEE International Conference on Internet Computing andInformation Services (ICICIS), 2011.提出使用TC35和單片機，通過簡訊方式的遠程控制系統。
[0007]文獻 2:Mei Jianhong, Sun Rongxia, Dong Limei, Liu Ying.Design of USBmult1-channel temperature and humidity acquisition system based on wirelesscommunication.The Ninth International Conference on Electronic Measurement &Instruments, (ICEMI)，2009.提出了 PC機連接USB核心晶片CY7C68013A對溫度和溼度傳感器數據的採集，並通過無線通信系統進行傳輸。
[0008]由上可知，現有技術在控制距離和穩定性與安全性上存在缺陷，另外成本過高。
【發明內容】
[0009]本發明所解決的技術問題在於提供一種基於簡訊的遠程監控系統及方法。
[0010]實現本發明目的的技術解決方案為:一種基於簡訊的遠程監控系統，包括依次相連的手機終端、簡訊通信模塊、PC機、數據採集模塊和監控對象，其中手機終端通過簡訊通信模塊將控制指令傳輸給PC機，PC機將控制指令傳輸給數據採集模塊，數據採集模塊控制監控對象工作；同時，數據採集模塊採集監控對象的工作狀態，並將採集到的信息傳輸給PC機，PC機通過簡訊通信模塊將信號傳輸給手機終端，手機終端實時顯示監控對象的工作狀態。
[0011]一種基於上述遠程監控系統的通信方法，包括以下步驟:
步驟1、連接裝置，系統初始化，設置通訊COM埠，填寫手機號碼，之後加載簡訊通信模塊的動態連結庫；
步驟2、開啟手機終端與簡訊通信模塊的線程；
步驟3、簡訊通信模塊判斷是否收到控制指令，如果收到控制指令則傳輸給PC機，否則再次執行本步驟； 步驟4、PC機對控制指令進行解析，具體為提取指令中CMD與END字符串中間的控制指令內容；
步驟5、PC機將解析得到的指令轉換為16進位傳輸給數據採集模塊，指令若為二進位數，則實現對監控對象的工作狀態控制；若為CAP字符串，則採集監控對象的工作狀態返還給PC機，再通過簡訊通信模塊發送到手機終端。
[0012]一種基於上述遠程監控系統的數據採集方法，具體包括以下步驟:
步驟A、連接裝置，系統初始化，自動讀取已燒入好的固件程序；
步驟B、接收PC機傳過來16進位控制指令，通過向不同的自定義請求代碼發送不同的控制指令實現數據採集與傳輸。
[0013]本發明與現有技術相比，其顯著優點為:I)系統採用半雙工通信方式，數據雙向傳遞；2)本發明的系統藉由GSM網絡，實現遠距離的監控，成本低；3)本發明的系統複雜程度高，安全性強，信號穩定；4)指令發送速度快，執行效率高；5)無指令狀態下處於待機狀態，耗電量低。
[0014]下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的系統結構圖。
[0016]圖2是TC35簡訊通信模塊開發流程圖。
[0017]圖3是USB數據採集模塊開發流程圖。
[0018]圖4是USB固件程序開發流程圖。
[0019]圖5是手機終端與簡訊通信模塊和PC機通信流程圖。
【具體實施方式】
[0020]本發明的一種基於簡訊的遠程監控系統，能夠實現家居智能化，包括遠程開啟和關閉、室內溫度和溼度讀取、自動澆花、煤氣漏氣報警、火災報警、防盜報警等功能。
[0021]本發明的一種基於簡訊的遠程監控系統，包括依次相連的手機終端、簡訊通信模塊、PC機、數據採集模塊和監控對象，其中手機終端通過簡訊通信模塊將控制指令傳輸給PC機，PC機將控制指令傳輸給數據採集模塊，數據採集模塊控制監控對象工作；同時，數據採集模塊採集監控對象的工作狀態，並將採集到的信息傳輸給PC機，PC機通過簡訊通信模塊將信號傳輸給手機終端，手機終端實時顯示監控對象的工作狀態。
[0022]所述手機終端與簡訊通信模塊之間通過GSM網絡連接，簡訊通信模塊與PC機之間通過USB數據總線連接，PC機與數據採集模塊通過USB數據總線連接。
[0023]所述監控對象包括家用電器、家用傳感器。所述家用電器包括空調、熱水器、灌溉裝置、燈等，上述家用電器通過繼電器與數據採集模塊相連；所述傳感器包括溫溼度傳感器、煤氣報警器、防盜報警器等，上述傳感器通過導線與數據採集模塊相連。
[0024]所述簡訊通信模塊為西門子公司TC35晶片，數據採集模塊為cypress公司CY7C68013A 晶片。
[0025]一種基於上述基於簡訊的遠程監控系統的通信方法，包括以下步驟:
步驟1、連接裝置，系統初始化，設置通訊COM埠，填寫手機號碼，之後加載簡訊通信模塊的動態連結庫；
步驟2、開啟手機終端與簡訊通信模塊的線程；
步驟3、簡訊通信模塊判斷是否收到控制指令，如果收到控制指令則傳輸給PC機，否則再次執行本步驟；所述控制指令的格式有兩種，一是CMD:XXXXXXXX:END，其中X為二進位數，代表家用電器或家用傳感器的工作狀態，每一個X代表一個監控對象；另一個是CMD:CAP:END,代表採集家用電器或傳感器的工作狀態並將信息返回給手機終端。
[0026]步驟4、PC機對控制指令進行解析，具體為提取指令中CMD與END字符串中間的控制指令內各;
步驟5、PC機將解析得到的指令轉換為16進位傳輸給數據採集模塊，指令若為二進位數，則實現對監控對象的工作狀態控制；若為CAP字符串，則採集監控對象的工作狀態返還給PC機，再通過簡訊通信模塊發送到手機終端。
[0027]—種基於上述基於簡訊的遠程監控系統的數據採集方法，具體包括以下步驟: 步驟A、連接裝置，系統初始化，自動讀取已燒入好的固件程序；
步驟B、接收PC機傳過來16進位控制指令，通過向不同的自定義請求代碼發送不同的控制指令實現數據採集與傳輸。所述的自定義請求代碼有三種，其一，OXAl表示向埠寫數據，其二，0XA2表示向埠讀數據，其三，0XB3表示向傳感器發送數據採集請求。
[0028]下面進行更詳細的描述:
本發明的通信方法，具體步驟為:
步驟一:如圖1，通過Android開發設計手機終端，其實質是向TC35簡訊通信系統發送指令簡訊
步驟二:設計TC35簡訊通信系統用戶程序及API函數，自擬通信協議，使TC35簡訊通信系統收到信息後傳給PC機，根據通信協議進行處理後將指令傳給CY7C68013A數據採集系統；
步驟三:設計CY7C68013A數據採集系統的驅動程序、固件程序、上位機程序，CY7C68013A數據採集系統的收到指令後，傳給由後端連接的家用電器、傳感器等執行指令；
步驟四:如果指令需要返回信息，則家用電器、傳感器等會反過來執行上述步驟，將用戶需要的信息數據返回到用戶手機終端。
[0029]系統由手機終端、TC35簡訊通信系統、CY7C68013A數據採集系統、PC機、家用電器及傳感器組成。如圖2，設計相應所需的API函數，存於SMS.DLL中。設計用戶程序流程如下:
a)加載SMS.DLL並定位函數；
b)調用fnSetModemType函數，設置相應的TC35類型；
c)執行初始化函數fnlnitModem,可以指定打開某個埠；
d)調用fnSendMsg函數進行信息提交,指定用某個埠發送；
e)以查詢方式調用fnReadMsgEx函數接收SIM卡接收到的信息，也可以接收由fnSendMsg發送信息的發送結果；
f)調用fnSendMsg函數發送信息給指定用戶，默認為發指令用戶；
g)退出程序前調用fnCloseModem關閉埠。[0030]如圖3，選擇CY7C68013A作為USB開發晶片。通過cypress公司提供的基於EZ-USBFX2的USB通訊程序開發包，在方便的EZ-USB FX2的框架下對固件、驅動、上位機程序進行設計。固件程序設計流程如圖4，設置自定義請求代碼0XA1、0XA2、0XB3分別對應向埠寫數據、向埠讀數據、向傳感器發送請求，通過對自定義請求的調用實現設備請求。
[0031]EZ_USB FX2開發套件為用戶提供了系統所需的兩個驅動程序，即通用驅動(ezusb.sys)和下載固件的驅動程序(CyLoad.sys)，根據VID和PID的不同，只需對驅動程序進行稍微的改動，每個驅動程序使用一個INF文件進行引導安裝。
[0032]上位機程序主要是為用戶提供一個友好的交互界面，它負責向68013A發送自定義請求，並對採集的數據進行處理分析。Cypress公司為EZ-USB系列晶片的Visual C++應用程式開發提供了接口控制函數庫一CyAPI控制函數，只要把CyAP1.h頭文件和CyAP1.1ib庫文件加入主程中，便可以在程序中方便的調用CyAPI控制函數實現PC機同外界USB設備的通訊。這裡，上位機程序設置為後臺自動執行程序，根據通信協議，PC機判別收到的指令內容後，自動對68013A發送自定義請求。
【權利要求】
1.一種基於簡訊的遠程監控系統，其特徵在於，包括依次相連的手機終端、簡訊通信模塊、PC機、數據採集模塊和監控對象，其中手機終端通過簡訊通信模塊將控制指令傳輸給PC機，PC機將控制指令傳輸給數據採集模塊，數據採集模塊控制監控對象工作；同時，數據採集模塊採集監控對象的工作狀態，並將採集到的信息傳輸給PC機，PC機通過簡訊通信模塊將信號傳輸給手機終端，手機終端實時顯示監控對象的工作狀態。
2.根據權利要求1所述的基於簡訊的遠程監控系統，其特徵在於，所述手機終端與簡訊通信模塊之間通過GSM網絡連接，簡訊通信模塊與PC機之間通過USB數據總線連接，PC機與數據採集模塊通過USB數據總線連接。
3.根據權利要求1所述的基於簡訊的遠程監控系統，其特徵在於，所述監控對象包括家用電器、家用傳感器。
4.根據權利要求1所述的基於簡訊的遠程監控系統，其特徵在於，所述簡訊通信模塊為西門子公司TC35晶片，數據採集模塊為cypress公司CY7C68013A晶片。
5.一種基於權利要求1所述基於簡訊的遠程監控系統的通信方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟1、連接裝置，系統初始化，設置通訊COM埠，填寫手機號碼，之後加載簡訊通信模塊的動態連結庫； 步驟2、開啟手機終端與簡訊通信模塊的線程； 步驟3、簡訊通信模塊判斷是否收到控制指令，如果收到控制指令則傳輸給PC機，否則再次執行本步驟； 步驟4、PC機對控制指令進行解析，具體為提取指令中CMD與END字符串中間的控制指令內容； 步驟5、PC機將解析得到的指令轉換為16進位傳輸給數據採集模塊，指令若為二進位數，則實現對監控對象的工作狀態控制；若為CAP字符串，則採集監控對象的工作狀態返還給PC機，再通過簡訊通信模塊發送到手機終端。
6.根據權利要求5所述的通信方法，其特徵在於，步驟3中所述控制指令的格式有兩種，一是CMD:XXXXXXXX:END，其中X為二進位數，代表家用電器或家用傳感器的工作狀態，每一個X代表一個監控對象；另一個是CMD:CAP:END，代表採集家用電器或傳感器的工作狀態並將信息返回給手機終端。
7.一種基於權利要求1所述基於簡訊的遠程監控系統的數據採集方法，其特徵在於，具體包括以下步驟: 步驟A、連接裝置，系統初始化，自動讀取已燒入好的固件程序； 步驟B、接收PC機傳過來16進位控制指令，通過向不同的自定義請求代碼發送不同的控制指令實現數據採集與傳輸。
8.根據權利要求7所述的數據採集方法，其特徵在於，步驟B中所述的自定義請求代碼有三種，其一，OXAI表示向埠寫數據，其二，0XA2表示向埠讀數據，其三，0XB3表示向傳感器發送數據採集請求。
【文檔編號】H04W4/14GK103454955SQ201310403269
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】高建坡, 潘安, 鄧文康 申請人:南京理工大學