基于GSM短信息的热水器遥控系统

２０１

山西电子技术　

２年第３期　应用实践　

文章编号：１６７４－４５７８（２０１２）０３．ＯＯ０９．０２　

基于ＧＳＭ短信息的热水器遥控系统　

雷怡然　，郭兴龙　

（１南昌大学信息工程学院，江西南昌３３０ｏ３１；　

２．中北大学信息探测与处理技术研究所，山西太原０３ｏｏ５１）　

摘要：应用物联网中远程控制的技术，提出了基于移动通信网络的热水器遥控系统设计。采用ＧＳＭ手机模　

块Ｐ１３００的短信息功能，具体设计了监控端核心控制通信模块，并用Ｃ语言设计了软件，家庭热水器遥控系统实现　

方案正确可行。　

关键词：ＧＳＭ；手机模块；遥控　

中图分类号：ＴＮ９１４．３　文献标识码：Ａ　

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名称　

是“ｔＩｌｅ　Ｉｍｅｍｅｔ　Ｄｆ　ｔｌｌｉｎｇｓ”。物联网的核心和基础仍然是互联　

２系统硬件设计　

网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络，其用户端延伸和　

华禹旋风００１手机开发模块既是一款手机又可以直接　

扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信Ｈ】。　

应用于行业产品，比如无线数据采集、控制、安防等领域。可　

想像一下，一个寒冷的冬日，晚上工作结束回家后你需　

在工业项目中直接代替单片机或者是ＡＲＭ，把手机开发模　

要冲个热水澡来解乏。可是在单位的你必须先回到家里，然　

块理解成一个高级单片机，甚至比单片机更简单的小电脑，　

后再给热水器加水，然后等待水达到合适温度。如果利用物　

不需要了解硬件，直接在ＰＣ上开发程序，降低了软硬件的　

联网技术实现了热水器控制器并入通信网络，即可通过通信　

难度。目前已经成功地应用于ＲＦＩＤ公交售票，物流条码扫　

技术遥控热水器，然后等我们回到家时，热水器的水温刚好　

描，工业数据采集，ＧＰＲＳ视频监控等领域　Ｊ。　

合适使用。本文的设计正是基于这样一种目地出发。　

全球移动网络（ＧＳＭ，Ｇ１ｏｂａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｍｏｂｉ￣Ｃｏｍｍｕｍ．　

ｃａｆｉｏ￣）是目前覆盖范围最广的移动通信网络，短消息服务　

（ＳＭＳ，Ｓｈｏｒｔ　Ｍｅｓｓａ￣Ｓｅ￣ｉｃｅ）是ＧＳＭ终端之间通过服务中心　

进行文本信息收发的应用服务，ＳＭＳ服务作为ＧＳＭ网络的　

一

种基本业务，已经得到越来越多系统运营商和系统开发商　

的重视。ＳＭＳ以其实现简单，抗干扰能力强，通信成本低等　

特点，在远程无线监控系统、数据采集系统、远程无线传输、　

车辆监控定位系统等领域中得到了广泛的应用　Ｊ。由于本　

设计所涉及的通信数据量较小，故选择使用简便的短信息功　

能来实现通信任务。　

１系统总体设计　

图２华禹旋风００１手机开发模块结构图　

２．１系统硬件设计　

为了能实现需求的功能，本设计包括三部分：（１）浴室　

（１）Ｐ１３００内部集成了三个主要芯片，并提供多达　

的热水器水箱及配套设备，包括水温传感器，水位传感器，注　

１２８ＨＮ的扩展口。①基带芯片ＭＴ６２２５是一颗高集成的单　

水电磁阀，加热电路及其可控电子开关；（２）监控端核心控　

芯片手机解决方案，内部集成一颗１０４　ＭＨｚ的ＡＲＭ７和一颗　

制通信模块，采用市场上华禹手机模块旋风００１手机开发模　

ＤＳＰ以及一些外部接口。②电源芯片ＭＴ６３１８是一颗专为　

块（Ｐ１３００）；（３）主控端采用任意入网的支持手机短信息的　

ＭＴ６２２５设计的高性能ＰＭＩＣ。③射频芯片ＭＴ６１３９是一颗　

ＧＳＭ手机。结构如图１。　

直接变频的高性能四频带射频芯片，因为采用直接变频，省　

去了中频电路，外部电路更加简洁，降低了射频设计应用难　

度。　

（２）传感器与执行器接入电路。本设计传感器可采用　

太阳能热水器控制仪表配件，水温水位传感器探头（４芯通　

图１热水器遥控系统结构图　

用）。市场上的水温水位传感器探头原理各式各样。Ｐ１３００　

模块留有复用ＡＤＣ通道和丰富的ＧＨＯ接口供系统扩展。　

收稿日期：２０１２—０３—２６修回日期：２０１２—０５—１４　

作者简介：雷怡然（１９９０－），女，山西太原人，本科生。　

郭兴龙（１９６５．），男，山西太原人，高级工程师，博士生，研究方向，遥测技术。　

１０　山西电

模拟信号传感器可通过调理电路经ＡＤＣ口接入，数字信号　

传感器，如ＤＳ１８Ｂ２０直接由系统ＧＰＩＯ接入即可。　

一

般红线蓝线为水位信号，白线绿线为温度线。　

３系统软件设计　

本系统的ＭＴＫ平台的软件操作系统为Ｎｕｃｌｅｕｓ，类似　

ｃＯｓ的ＲＴＯＳ操作系统。在Ｎｕｄｅｓｕ的基础上抽象了　

ＷＩＮ３２形式的ＧＵＩ，开发语言为Ｃ开发环境，同时也提供完　

整的ＪＡＶＡ开发环境（Ｊ２ＭＥ）供用户使用。　

本系统软件设计主要包括两部分，可以选用ｃ语言来实　

现以下的设计方案。　

３．１手机控制短信息格式设计　

为了便于通信，本系统将采用标准格式的短信息。短信　

分两种，一种为设置短信息，给出温度设置信息和水量设置　

信息。收到设置信息后，系统自动调整电热器电子开关和送　

放水电磁阀，确保系统状态向设置点移动，直至符合要求；另　

一

种为状态查询信息，收到查询信息后系统自动返回当前温　

度信息和水量信息。　

３．２　Ｐ１３０ｏ主控程序　

系统软件应分五部分：　

（１）短信息读取程序。本部分程序监测系统的短信息　

接收，提取信息的种类和设置信息的参数，供其他子程序调　

用。　

（２）短信息自动发送程序。收到查询信息后，本部分程　

序按照标准格式短信息返回当前热水器的状态。　

（３）状态控制程序。本部分程序监测热水器中水位和　

温度的状态，收到短信息后，根据读取程序返回数据，如果是　

设置信息，调整系统状态向设置值移动，直至符合要求。　

（４）身份认证程序。判断发信息者的身份，只对系统设　

定的手机号作响应。　

（５）自动待机功能。当长时间未有指示时，系统进入待　

机模式，等待短信息中断唤醒。进入待机模式时，确保电源　

关闭，并停止注水，以免酿成事故。　

ＶＯ＿Ｇ　

ＶＯ

Ｂ　

—

ＵＳＢ　

ＵＳＢ　

ＧＤＲＶＵＳＢ　

ＡＣ　

ＧＤＲＶＡＣ　

ｌＳＥＮＳＥ　

ＶＢ＾Ｔ　

ＰＷＲＫＥＹ　

ＳＥＬ１　

ＳＥＬ２　

ＢＰ／ＶＲＥＦ　

ＶＢ一０ＵＴ　

ＣＮＤ　

ＰＷＲＩＮ１　

图３　ＭＴ６３１８结构图　

子技术　２０１２年　

图４　ＭＴ６１３９结构原理图　

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图５

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太阳能热水器温度和水位探头　

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图６　Ｐ１３００扩展信号引脚　

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爱送热水器状态Ｉ　ｌ设置热水器状态ｌ　

ｌ皂垫壁垫　—一　

图７系统框图　（下转第２５页）　

第３期　周国平，等：基于ＳＴＣ１２Ｃ２０５２的人民币识别控制系统的设计　２５　

参考文献　

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回送一个应昝信号Ｄ　

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事　

Ｉ回送应答信号ＥＩ　

●　

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日用通过５９５的输出子程序　

北京微视新纪元科技有限公司．ＭＶＣ系列摄像头的用　

户手册ＭＶＣＩＯ００［Ｚ］．２００７．０６．　

ＱｉａｎＪｉ，Ｏｉａｎ　Ｄｏｎｇｐｉｎｇ，Ｚｈａｎｇ　Ｍｅｎｇｊｉｅ．Ａｄｉｉｇｔ　ｒｅ．ｃｏｇ－ｍｔ－　

Ｉｎｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｐａｐｅｒ　Ｃｕｒｒｅｎｃｙ　Ｉｄｅｍｉｆｉｅａｔｉｏｎ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｖｉｒ－　

］

图３・上位机和下位机的通信框图　

　］　］　］　ｉ

ｔｕａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｕｔｏｍａｆｉｏｎ，２００６：　

　］　

４６—４９．　

Ｄｅｓｉｇｎ　０ｆ　ＲＭＢ　Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＳＴＣ　１　２　Ｃ２Ｏ５２　

Ｚｈｏｕ　Ｇｕｏ－ｐｉｎｇ，Ｓｉ　Ｆｅｉ－ｆｅｉ，Ｓｈｅｎ　Ｄｏｎｇ—ｑｉｎ，Ｃｈｅｎ　Ｊｉａ－ｄ０ｎｇ，Ｗａｎｇ　Ｑｉｏｎｇ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｉ觇　，Ｎａｎｉｆｎｇ　Ｊｉａｎｇｓｕ　２１００３７，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｍａｉｎｌｙ　ｍａｋｅｓ　ａ　ｄｅｓｉｇｎ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｍｏｄｕｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＲＭＢ　ｂａｎｋｎｏｔｅｓ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ，ｓｕｃｈ　

ａｓ　ｉｍａｇｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｏｄｕｌｅ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ，ｉｔ　ｓｅｌｅｃｔｓ　ＳＴＣ１２Ｃ２０５２ａｓ　ａ　ｃｏｎｔｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｈｉｐｓ　ａｎｄ　ＭＶＣＩＯＯＯＭ　ａ８　ｒ

ｔｈｅ　ｉｍａｇｅ　ａｃｑｕｉｓｉｉｔｏｎ　ｄｅｖｉｃｅ；ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｐａｒｔ，ｔｈｅ　ｔｒｕｅ　ｖｅｒｓｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＲＭＢ　ｄａｔａ　ｉｎ　ｄａｔａｂａｓｅ　ｉｓ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｈ　ｔｔｈｅ　ｉｍａｇｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　

ｐｉｃｋｅｄ　ｕｐ　ｗｉｔｌｌ　ｈｉｓｈ－ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　ｃａｍｅｒａ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ａｎｄ　ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ　ｌｉｇｈｔ　ｓｏｕｒｃｅ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｔｈｅ　ａｕｔｈｅｎｔｉｃｉｔｙ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｌｓｏ　Ｂｅ—　

ｌｅｃｔｓ　ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｆｕｚｚｙ　ｌｏｇｉｃ　ｉｆｅｒｅｎｃｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ｉｄｅｎｔｉｎｆｙ　ｔｈｅ　ｉｍａｇｅ　ｆａｃｅ　ｖａｌｕｅ，ａｎｄ　ｅｘｔｒａｃｔｓ　ｔｈｅ　ｍｏｍｅｎｔｓ　ａＳ　ｔｈｅ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉ－　

ｍｅｎｔｓ　ｔｏ　ｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｙ　ｏｆｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｔｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＲＭＢ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ；ｉｍａｇｅ　ａｃｑｕｉｓｉｉｔｏｎ；ｔｈｅ　ＳＴＣ　ＳＣＭ　

．　

（上接第ｌ０页）　

４结束语　

本文立足移动通信网络构思了一遥控系统，借用通用手　

机模块的短消息功能，以实现热水器温度和水位的状态信息　

和控制信息的传输。控制端采用通用手机，通过传送标准格　

式的控制短信息，可以用来远程设定和查询热水器的水量和　

温度。　

全系统遥控。　

参考文献　

［１］　林旭东．智能家居系统相关技术及发展趋势［Ｊ］．科技　

创新导报，２００８（７）：６．　

［２］沈兆军，毛敏．利用ＧＳＭ短信息业务实现智能家居　

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室环境信息采集系统的实现［Ｊ］．农业工程学报，２００６，　

２２（６）：１３１—１３４．　

本系统安装时需要确保监控端手机模块信号良好，控制　

电路必须具有良好的防水结构，以适应浴室的高湿度环境。　

系统中留有很大的扩展裕量，可用来对家庭中其它电器及安　

ｏｆ　ｔｈｅ　Ｗａｔｅｒ　Ｈｅａｔｅｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＧＳＭ　Ｓｈｏｒｔ　Ｍｅｓｓａｇｅ　

Ｉｅｉ　Ｙｉ．ｒａｎ　，Ｇｕｏ　Ｘｉｎｇ．１ｏｎｇ２　

（１．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＮａｎｃｈａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓ　，Ｎａｎｃｈａｎｇ　Ｊｉａｎｇｘｉ　３３００３１，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｓｉｓ，￣Ｃａｐｔｕｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｇ，ＮＵＣ，Ｔａｉｎｙｎａｎ　Ｓｈａｎｘｉ　０３００５１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ａｐｐｌｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆｔｈｅ　ｒｅｍｏｔｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｗｅｂ　ｏｆｔｈｉｎｇｓ．ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｏｆｆｅｒｓ　ａ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆｗａｔｅｒ　ｈｅａｔｅｒ　ｒｅｍｏｔｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　

ｓｙｓｔｅｍ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｂｉｌｅ　ｅｏｍｍｕｎｌｅａｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ．ｉｔ　ｕｔｉｌｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔ　ｍｅｓｓａｇｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ＧＳＭ？ｍｏｂｉｌｅ　ｐｈｏｎｅ　

ｍｏｄｕｌｅ　Ｐ１３００，ｄｅｔｉｌａｅｄ　ｄｅｓｉｇｎｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｍｏｄｕｌｅ　ｏｆｍｏｎｉｔｏｒ　ｐｏｒｔ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｂｙ　Ｃ　Ｐｒｏｇｒａｍ－　

ｍｉｎｇ　Ｌａｎｇｕａｇｅ．ｒＩ１ｌｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ｆａｍｉｌｙ　ｗａｔｅｒ　ｈｅａｔｅｒ　ｒｅｍｏｔｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ？ｉｓ　ｃｏｒｒｅｃｔ　ａｎｄ　ｆｅａｓｉｂｌｅ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＧＳＭ；ｍｏｂｉｌｅ　ｐｈｏｎｅ　ｍｏｄｕｌｅ；ｒｅｍｏｔｅ　ｃｏｎｔｒｏ１