远程路灯控制系统的设计-毕业论文.doc

摘 要随着社会经济的不断发展，人们对城市的基础设施建设的要求也不断提高，作为城市建设中的必需的公用设施，照明系统更是关系到市民切身利益的一个重要环节，路灯的控制和管理的水平显示出一个城市的现代化程度。在城市照明的系统中，如何节约能源，提高路灯能源的利用率已经成为急需解决的问题。所以，提供一种合理的路灯远程监控，且有效而合理的管理方法，对城市建设显得极为重要。路灯建设和管理作为城市的基础设施的重要工程之一，一个良好的城市照明系统不仅关系着人民生活、生产发展、交通安全和社会治安等，而且对提供良好的投资环境，吸引外商投资，促进经济发展，起着非常重要的作用。本文利用GSM的短信息的短息控制方式对路灯进行远程控制，GSM通信模块采用西门子TC-35模块，通过短信的方式来控制灯的开关与灯的亮度。根据路灯需要的实际情况的需要来控制路灯的点亮程度节约资源的目的。关键词：GSM，短消息，远程控制，亮度检测 31Remote wireless street light controller designAbstractWith the development of society and economy, the requirement of urban infrastructure construction has been improving. As the urban construction of essential utilities, lighting system is related to the immediate interests of citizens, and lamp control and management level shows a citys modernization degree. How to save energy and improve lamp energy utilization have become urgent problems in urban lighting system. Therefore, it appears important to provide an effective and reasonable method of remote lamp management.Street construction and management of city infrastructure as one of the important projects, a good city lighting system is not only related with peoples life, the development of production, traffic safety and social security, but also to provide a good investment environment, attract foreign investment, promote economic development, plays a very important role. In this paper, using GSM short message short message control means on the street lamp remote control, GSM communication module adopts Siemens TC-35module, through the short message mode to control the light switch and lamp brightness. According to the actual situation of street lamps need need to control the street lamp light level the purpose of saving resources.Keywords: GSM Short message Remote control Brightness detection目 录1绪论11.1 课题背景11.2 路灯控制的发展现状22 控制系统方案32.1 远程控制方式42.2 LED灯的介绍42.3 设计方案论证52.4 结构框图63 硬件电路的设计73.1 西门子TC-35模块73.2 单片机控制模块93.3 电流检测比较电路103.4 报警及指示电路113.5 模块供电电路113.6 路灯控制指示装置124 软件部分的设计134.1 系统主程序134.2 子程序介绍154.3 模块中与SMS有关的GSM AT指令介绍185 总结19致谢20参考文献21附录1 总设计图22附录2 源程序231 绪论随着数字技术和网络技术的发展，公共照明数字化和网络化已经成为当前的一种必然趋势。节约能源、保证灯具寿命、提高照明管理水平、美化城市夜量和保证城市夜间出行安全等，都已经成为对公共照明系统的一项基本要求。城市路灯照明系统是城市必不可少的公用设施，是现代城市文明的一个重要的标志。路灯自动测控系统则是路灯照明先进的管理方法与手段，比较原来的钟控定时开关管理具有质的飞跃。路灯测控系统在中国城市建设中得到广泛的应用，在节省能源、美化城市、方便管理等方面有重要的意义。1.1 课题背景路灯控制是市政建设的一项重要内容，而传统的路灯在控制模式上，采用定时器和接触器来完成，让路灯在指定的时间内开通和关闭，在管理模式上，采用人工巡视的方法即“白天巡线，晚上巡灯，从而使路灯在控制和管理上，无法做到路灯与路灯管理室之间的实时交流。由于控制系统不便于远程监控和管理，进而不能对路灯的工作情况做系统的统计，对单个路灯不能随时控制，对路灯的故障不能及时的排查，对线路的电压和电流不能随时检测，对电缆的防盗没有有效的处理，对电能的有功和无功不能实时采集和有效控制，可以说不能适应当前城市路灯照明飞速发展的需要，它造成人力、物力、财力的大量浪费。针对传统路灯控制系统存在的缺陷，我们的城市路灯监控系统应当集成计算机集控技术、通信技术、自动控制技术、电力线载波技术等多个领域的最新科研与技术研究成果，使我们的路灯亮化工程成为现代化城市的重要标志。随着时代的发展，城市现代化建设步伐不断加快，对城市道路照明及城市亮化工程需求也更大，而能源的供需矛盾也越来越突出，节电节能、绿色照明的要求越来越迫切，越来越高。现在再采用那些传统的手控、钟控城市照明系统的方法已不能满足要求。如何充分利用高科技手段解决上述矛盾也就成为当前照明控制领域一个新的和紧要的课题。城市道路照明自动化控制和智能化管理作为城市现代化的标志之一，它所带来的经济和社会效益是十分显著的，它的推广和实施也将是市政工程建设中的一项重要内容。随着城市的扩大，路灯数量的迅速增长，这种控制方式在故障实时监控处理、按需控制、节能等方面已越来越不能适合城发展。因此对于路灯所采取的智能控制和节能措施已经非常有意义。路灯测控系统在中国城市建设中得到广泛应用，在节省能源、美化城市、方便管理等方面有重要意义。随着社会的发展，能源问题已经成为全球最为关注的问题之一，能源危机已经成为全人类面临的主要危机。其中，城市路灯的耗电量占整个城市公用事业耗电总量的比例很大，因而路灯的节能工作在当前及今后有特别重要的意义。2008年8月1日开始实施的国务院办公厅关于深入开展全民节能行动的通知国办发(2008)106号文件第五条中指出：“控制路灯和景观灯照明，在保证车辆，行人安全的前提下，合理的开启和关闭路灯。因此，我们要将我们的现代化城市路灯建设成为“绿化工程”，尽可能的节约电能。1.2 路灯控制的发展现状城市路灯监控在国内外研究都是前沿课题，国内外学者都做了深入的研究。目前主要应用GPRS和Internet技术，合理组织软件结构，使工作人员通过主机服务器来迅速获取自己权限下的所有信息，从而达到远程监测路灯的工作状态并及时发出控制命令。例如：海口市安装路灯监控设备158套，可控制滨海大道、海府路、海秀东路、龙昆南路、和平大道、琼山大道等148条道路的10806杆18693盏路灯。路灯监控设备采用了智通路灯节能监控系统，该系统可以实现路灯管理的信息化和自动化，极大的提高照明系统的管理效率，大量节约电能，节电率能够达到20一40，并大大延长灯泡使用寿命。出现突发故障时，可迅速知道故障点类型及位置，及时组织抢修。温江路灯管理所陆续为全区88台路灯箱变配电柜，安装了路灯GPRS监控系统，对城区周边150平方公里(含老城区、新城区、科技园)的路灯进行24小时无线遥控监测和控制，实现路灯远程信息化管理。另外，完善了全区路灯地理信息系统，利用路灯GPRS监控系统现代化控制技术对全区路灯进行全天候无线控制管理。合肥的智能路灯监控上岗。采用GPRS通讯方式具备遥控遥信遥调功能，新增路灯监控终端88套，各终端系统将实时采集的监控数据通过GPRS通信通道传输至监控中心，监管人员根据这些数据信息随时掌握路灯的工作状况，合理进行路灯的开关，可有效解决合肥的夜景灯、路灯管理和监控工作，提高道路照明控制效率。欧洲尤里卡(EUREKA)计划项目之一就是路灯电子镇流器和路灯远程监控系统。路灯远程监控系统主要包括IDM(Intelligent Distributed Management)局部主控制器、IDM电力线调制解调器和IDM定时模块。IDM局部主控制器是配备了高压气体放电灯电子镇流器的路灯系统的局部控制节点。它和每一盏灯都能够进行通信，能向每一盏灯发送开灯命令、关灯命令、调光命令和收集故障灯信息命令，同时它还能与路灯监控中心的主控制器通过电话线、无线或者电力线进行通信。变压器和每一盏路灯是以电力线为通信传输媒介进行通信的。IDM电力线调制解调器主要是与高压气体放电灯电子镇流器通信的，它在高压气体放电灯电子镇流器的内部。同一个电力网络的一个主节点和若干个从节点之间采用电力线扩频载波技术进行通信。IDM定时模块是和具有调光功能的路灯电子镇流器连在一起的，它能够通过检测线电压知道夜晚持续时间，并且能够根据存储在数据库中的数据执行相应的调光程序。第三届(广州)国际路灯、庭院灯暨户外照明展，于今年3月26日至3月28日在广州琶洲保利世贸博览馆举行，风能太阳能路灯、节能照明电子、智能路灯监控管理系统、LED路灯与其他高效节能光源等最新科技公共照明节能技术都在展会上集中展示吲。从上述的举例当中，可以总结城市路灯监控的现状为：路灯控制正朝着具体化，智能化，远程化，节能化的方向发展。2 控制系统方案现代化路灯控制系统由三个层次组成，分为总控站、主控站及从控站。总控站由PC机组成，可与主控站通过光缆或无线电连接，以实现对各个主控站的管理，并设定开关灯时间及执行开灯比例指令，同时对主控站返回的信息进行汇总，对有故障的路灯通过图文显示出来，以便准确确定其所在的位置。图1 路灯控制系统图主控站通过光缆或无线方式来接收总控机的指令，并通过电力线载波的串行通信方式来对从控站进行监控。一个通信数据包由8字节数据组成，第一、二字节是主控标识，第三字节是命令，第四、五字节是从站地址，第六至第八字节为数据。从理论上讲，一个主控站最多可控制6万个从站。主控站采用广播方式发送命令数据，从机站收到通信包后进行数据分析，分析的内容：一是识别主机是否是自己的上级主控站，二是识别从机地址是否是自己的地址，只有在全部确认无误后，主控站才执行命令和相应的操作。每个从控站可控制三组路灯，它通过电力载波接收电路来接收主控站的指令，并执行相应的操作，完成对工作电流的采样及处理，判断路灯是否工作正常，以便采取合理的保护措施；同时，它可以对现场工作温度、电流进行采样处理，以便在温度、电流值超出正常工作范围时采取保护措施，同时将相关信息返送回主控站中。2.1 远程控制方式电力线载波是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。GPRS是基于中国移动GSM网上的2.5G分组交换数据网，因此具有很好的信号覆盖。目前，网络已覆盖全国所有省、直辖市、自治区，网络遍及240多个城市。无论在繁华的闹市、还是在僻静的边远地区，GPRS都能够最大限度的提供高速数据服务，不受城市建设、天气及其他干扰的影响。GSM(Global System for Mobile communication)系统是到目前基于时分多址技术的移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最广泛的一种系统。而且目前已建成的覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网，他是我国公众移动通信网的主要方式。基于GSM的短信息服务，是一种在移动网络上传送简短信息的无线应用,也是一种信息在移动网络上储存和转寄的过程。因为公众GSM网络在全球范围内实现了联网和漫游，建立上述系统不须再组建专用通信网络，所以具有实时传输数据功能的短信应用将得到迅速普及。,利用短信息业务可以实现数据的自动双向传递。2.2 LED灯的介绍LED发光二极管，是一种半导体固体发光器件，电光功率转换非常高，相同照明效果比传统光源节能80%以上。LED照明灯具在近期得到飞跃的发展，LED作为绿色环保的清洁光源得到广泛的认可。路灯是城市照明的一个重要组成部分，传统的路灯常一般都采用高压钠灯，高压钠灯的光效低的缺点造成了能源的巨大浪费，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的路灯对城市照明节能是具有十分重要的意义。大功率LED路灯与常规高压钠灯路灯不同的是，大功率LED路灯的光源采用低压直流供电、由GaN基功率型蓝光LED与黄色荧光粉合成的高效白光二极管，发光二极管(LightEmittingDiode，简写为LED)是基于半导体PN结形成的用微弱的电能就能发光的高效固态光源，在一定的正向偏置电压和注入电流下，注入P区的空穴和注入N区的电子在扩散至有源区后经辐射复合而发出光子，将电能直接转化为光能。LED作为路灯的光源，它和传统路灯光源比较有许多优点：LED路灯本身具有光的指向性，没有光的漫射，保证光效；LED路灯有独特的二次光学设计，将LED路灯的光照射到所需照明的区域，即路面，进一步提高了光照效率，达到节能目的；LED的光源效率目前已达100lm/W，而且还有很大的发展空间，总体光效LED路灯比高压钠灯强；LED路灯的光显色性比高压钠灯高，高压钠灯显色指数只有23左右，而LED路灯显色指数可达到75以上，从视觉心理角度考虑，达到同等亮度，LED路灯的光照度平均可以比高压钠灯降低20%以上(参照英国道路照明标准)；而且，在中间视觉水平下，人眼在高色温环境里比低色温环境更容易辨别事物，避免了某些危险状态的发生；LED路灯的光衰小，因此，LED路灯在使用功率的设计上可以比高压钠灯低；LED路灯可以自动调光，能实现在满足不同时段照明要求，最大可能的降低功率，节省电能；LED是低压直流器件，驱动单颗LED的电压为安全电压，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。直流的特点使LED特别适合与太阳能、风电进行结合；寿命长，理论寿命能使用5万小时以上； LED可以进行频繁的开关而不用担心其损坏；电路电源全部采用高质量元器件；LED光源不含有害金属汞，不像高压钠灯或金属卤化物灯在报废时对环境造成危害。2.3 设计方案论证路灯监控系统是一个工程实际应用项目，所以在系统设计方案时，所以应当考虑系统的经济性。在系统设计上，就要考虑在满足系统运行要求下，尽可能的节省开支。远程路灯控制不但可以根据天气的实际情况来对路灯进行实时控制，而且远程控制，节省人力物力。路灯监控系统在控制要求方面除完成可靠性以外，还要合理。主要体现在路灯开关合理，操作合理，具有人性化的界面显示。由于道路在夜晚可见度的问题，交通事故的发生概率大大增加。而直接向道路可见度的原因在于路灯的亮灭情况。因此一个可靠的路灯监控系统非常重要。采用自动检测周围环境的路灯控制可靠性不比远程路灯控制。系统能在该开关灯时及时发出开关灯命令，在路灯发生故障时及时通知工作人员排查故障等。相比之下远程控制会更合理。远程路灯控制的方式也有多种例如利用电力载波进行的控制，或者是GPRS通信，GSM的短信息的短息控制方式。电力线载波的最大特点：不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递，无疑成为了解决这智能家居数据传输的最佳方案之一。同时因为数据仅在近距离这个范围中传输，束缚电力线载波应用的5大困扰将不复存在，远程对路灯的控制我们也能通过传统网络先连接到PC然后再控制路灯方式实现，电力线载波调制解调模块的成本也远低于无线模块。GPRS是基于中国移动GSM网上的2.5G分组交换数据网，因此具有很好的信号覆盖。但其控制设计比较复杂，可靠性有所影响。本设计采用GSM的短信息的短息控制方式。GSM通信模块采用西门子TC-35模块。城市道路的人流量和车流量在晚间6一12 时是均值较高的时段,而12 时过后则会显著降低,与之相随的是对光照要求和实际用电需求也应有所降低。达到节能的目的，自然路灯控制应该具有控制路灯照明亮度的功能。所以可以再每天18：0024：00时是人们活动的高峰时段，可按照规定设计标准照度照明对方便人们的夜生活和维护城镇的治安等是非常必要的，但在午夜以后，夜深人静，保持原设计照度的照明就是一种浪费。所以在午夜后可以利用路灯控制适当减低路灯的亮度，使路灯这是开启总量的2/3，而到凌晨路灯开启总量的1/3。所以控制系统就需用控制一组就有3路路灯。由于LED灯的节能特性本设计控制的是LED灯。2.4 结构框图根据以上条件采用GSM的短信息的短息控制方式的控制系统的组成有西门子TC-35模块外围，GSM卡，单片机控制模块，路灯控制指示装置，电流检测比较电路，报警及指示电路，供电电路还有LED灯的供电电路等。其组成框图结构如下， 图2 控制系统组成基于GSM的短信息的路灯控制系统，完成的任务是可以远程实现路灯的自动开启和关闭，当夜晚（或光线较暗）来临，且处于交通高峰期时，可以控制路灯全部开启，交通高峰期过后，可以按比例开启，凌晨时段按1/3，任意一路灯带有工作电流检测，当路灯发生漏电故障后可以实现报警，并将信息反馈到控制端。3 硬件电路的设计基于GSM的短信息的短息控制方式的控制系统的组成有西门子TC-35模块外围，GSM卡，单片机控制模块，路灯控制指示装置，电流检测比较电路，报警及指示电路，供电电路还有LED灯的供电电路等。3.1 西门子TC-35模块随着通信技术的发展，基于移动通信网络服务功能，正向工业控制和遥控领域有不断扩大的趋势。为适应这种需要，西门子公司推出了新一代无线通信GSM模块TC35，基于该模块的短消息功能，可以快速安全可靠地实现用户信息处理等功能，特别适用于控制中心与终端设备距离很远，或不便采用有线通信介质等场合，例如油井信息采集后的传输、远程抄表系统、城市交通导向等均基于TC35模块来实现。TC35西门子工业GSM模块是一个支持中文短信息的工业级GSM模块，工作在EGSM9OO和 GSM1800双频段，电源范围为直流3.34.8V，电流消耗休眠状态为3.5mA，空闲状态为25mA，发射状态为300mA(平均)，25mA峰值；可传输语音和数据信号，功耗在EGSM900(4类)和GSM1800 (1类)分别为2W和1W，通过接1：3连接器和天线连 接器分别连接SlM卡读卡器和天线。SlM电压为 3W/1.8V。TC35i的数据接口(CMOS电平)通过AT 命令可双向传输指令和数据，可选波特率为 300bs115kbs，自动波特率为1.2kbs一 115kbs。它支持Text和PDU格式的SMS(Short Message Service，短消息)，可通过AT命令或关断信号实现重启和故障恢复。TC35模块主要由GSM基于处理器、GSM射频模块、供电模块、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。通过ZIF连接器与单片机实现电路接口，该接口读取或发送TC35模块中的数据，将是本文论述的重点，也是TC35i应用的核心。TC35与单片机的硬件接口电路如图所示。如图所示，TC35模块有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)连接器引出。这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。TC35的第15引脚是正电源输入脚通常推荐值4.2V，第610引脚是电源地。11、12为充电引脚，可以外接锂电池，13为对外输出电压(共外电路使用)，14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻，用于锂电池充电保护控制。15脚是启动脚IGT，系统加电后为使TC35i进入工作状态,必须给IGT加一个大于100ms的低脉冲,电平下降持续时间不可超过1ms。图3 TC-35模块外围电路1623为数据输入/输出，分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0 和DCD0。tc35i模块的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合ITU-T RS232接口标准。它有固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bps115kbps之间可选，默认9600。硬件握手信号用RTS0/CTS0，软件流量控制用XON/XOFF，CMOS电平，支持标准的AT命令集。其中18脚RXD、19脚TXD为TTL的串口通讯脚，需要和单片机或者PC通讯。TC35使用外接式SIM卡, 2429为SIM卡引脚，SIM卡同TC35i是这样连接的:SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通过SIM卡阅读器与TC35i的同名端直接相连，ZIF连接座的CCIN引脚用来检测SIM卡是否插好，如果连接正确，则CCIN引脚输出高电平，否则为低电平。TC35的第32脚SYNC引脚有两种工作模式，一种是指示发射状态时的功率增长情况，另一种是指示TC35i的工作状态，可用AT命令AT+SYNC进行切换，本模块使用的是后一种。当LED熄灭时,表明TC35i处于关闭或睡眠状态；当LED为600 ms亮/600ms熄时，表明SIM卡没有插入或TC35i正在进行网络登录；当LED为75 ms亮/3s熄时，表明TC35i已登录进网络，处于待机状态。30、31、32脚为控制脚，其中30为RTC backup，31为Power down，32 为SYNC。3538为语音接口，35、36接扬声器放音。37、38可以直接接驻极体话筒来采集声音（37是话筒正端，39是话筒负端）。3.2 单片机控制模块单片机为本系统的核心器件。这里我们选用89S52单片机，89S52具有低功耗、高性能的特点，且与89C51兼容，特别是其内部增加的闪速可电改写的存储器FlashROM给单片机的开发及应用带来了很大的方便，且芯片的价格非常便宜，因此近年来得到了及其广泛的应用。图4 单片机与其外围电路89S52是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低功耗、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。使用ATMEL公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。3.3 电流检测比较电路LED灯具的高节能、长寿命、利环保的优越性能获得普遍的公认。与传统的路灯相比，该灯被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上，并且在LED产生的光谱中不含紫外线、红外线等辐射，是典型的绿色照明光源。LED灯采用直流供电，整体电压几十伏，电流300mA。假设采用四个灯管一串为一组，六组为一节，完成一个基本灯型单位。一个灯代表一组串四个然后六组再并的24个LED的电路形式，一个LED点亮，所需电压为3V，电流为20mA，这样就可以算出整个负载的电压和电流，计算如下：U=3V12=36V （1）I=20mA63=360mA （2）这样就可以根据为下一步电流检测比较电路设计提供了的技术参数要求电流检测芯片采用MAX471，MAX471 使美国MAXIM公司生产的精密集成电流传感器，适合3A以下的电流检测，在高温条件下测量精度为为。MAX471有内置电流传感电阻和增益电阻，量程为3A，允许多片MAX471实现量固定程扩展。MAX471 有两对RS+ RS-端，它没有电源端，但可以用RS+代替电源端，SHDN为掉电控制端，常态下该端接地，接高电平使芯片进入掉电模式，电源电流迅速降低到1.5uA。两对RS+ 、RS-分别为内部传感电阻的正负端，SIGN为极性端，当线路电流从RS+到RS-端时，SIGN端输出高电平，反之，电流从RS-流到RS+端时，SIGN输出低电平，OUT为电流输出端，们均有一个电流输出端，可以用一个电阻来简单地实现以地为参考点的电流/电压的转换，并可工作在较宽电压内。OUT与线路电流成比例关系，该段的输出阻抗为3M,只要OUT端与地之间接一个2K的电阻，就能使MAX471的输出电压比例系数为1V/A。 下图电路中的比较电路采用LM324，LM324系列器件带有真差动输入的四运算放大器。其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。在下图电路中当Vi+（+）为同相输入端的电压大于Vi-（-）为反相输入端的电压时，输出高电平，反之，则为低电平。图5 电流检测比较电路3.4 报警及指示电路报警电路采用简单的蜂鸣器电路。报警电路由单片机控制输出，出现报警情况时，单片机控通过P3.6口输出低电平，控制下图三极管8550，使三极管8550导通，驱动蜂鸣器发声，同时电源电流通过R2使发光二极管发光。图6 报警及指示电路3.5 模块供电电路7805是电子产品中常见的三端稳压集成电路，有正电压输出，8905这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。下图为7805构成的电路图，给控制系统供电。图7 7805稳压电路LM2940是常用串联型线性稳压电源， LM2596-5的特点转换效率高带载能力大，但缺点是其纹波电压大所以不适合做单片机电源；不过利用LM2940对控制系统和执行部分供电，可以有效地防止各器件之间发生干扰，以及电流不足的问题，使得系统能够稳定地工作。由于LM2940的稳压的线性度非常好，所以选用LM2940-5单独对tc-35进行供电。图8 LM2940供电电路3.6 路灯控制指示装置下图为路灯控制执行电路，由单片机发出控制信号驱动三极管8550工作驱动继电器动作，使路灯供电电路接通同时电源通过R5使发光二级管D1导通，指示该路灯供电电路接通。图9 输出控制电路4 软件部分的设计通过设计方案对该系统的程序设计，使该系统正常工作实现控制功能。该路灯控制系统的软件程序包括：主程序，延时程序，起动tc-35程序，单片机串口初始化，通过串口发送字符串，通过串口接收数据程序，初始化tc-35程序，接收短信准备程序，判断短信程序，发送读取短信指令，读取短信内容执行操作程序，删除短信程序还有发送短信程序。4.1 系统主程序系统的工作过程是给系统供上12v直流电源后，系统上LD1点亮，表明开发板已经正常上电。此时会看到LD2一闪一秒，亮灭间隔时间相同，此状态表明TC35正处于搜寻网络状态。大概一分钟以后（不确定具体时间，看当时所处环境的信号强度）。当LD2出现短灭常亮的状态时，表明TC35已经搜寻到网络信号，处于待机状态。此时可以通过手机发送指令通过TC35模块接收来实现对单片机的控制，进而实现对继电器的控制。在tc-35模块上按上有效的SIM卡，通过手机发送短信到tc-35的手机卡上能够实现如下到指令如下：1.开继电器，发送open?(?代表选择第几个继电器，共3个继电器，注意open是小写)，如发送open1到目标号码，片刻后将会看到板子上的D1灯点亮，并听到继电器打开的声音，此时可以发现继电器1已经打开，如果你发送的指令错误，手机将会收到来自目标手机的短信提醒，告诉你当前的操作失败，操作失败的短信回复内容为：Operate Failed，try again！openJ为KY1，KY2继电器，openI为三继电器全开，2.关继电器，发送shut?(?代表选择第几个继电器)，如发送shut1到目标号码，如果先前继电器1是处于开启状态的话，LED1灯熄灭，并会听到“咔嚓“声响表明继电器1已经关闭。如果先前继电器是处于关闭状态的话则不会有任何反应如果你发送的指令错误，手机将会收到来自目标手机的短信提醒，告诉你当前的操作失败，操作失败的短信回复内容为：Operate Failed，try again！shutJ为KY2，KY3继电器，shutI为三继电器全开。系统具有过流判断的功能，出现电流系统检测路灯工作的电流，并与允许的极限值比较，不正常时则报警，并回复发生故障的短信。本路灯控制系统主程序结构如图：图10 路灯控制程序电路接通后有主程序控制，首先执行启动tc-35程序，延时大约10秒 ,等待模块联网，执行串口初始化程序和初始化tc-35程序，通过执行接收短信准备程序，判断是否有新短信，有的话置准备接收位receiveready=1。下面判断receiveready为1就执行发送读取短信指令的程序，准备接收位回0，发送短信准备标志位sendready=1。下面延时300ms，判断短信，是否回复短信给目标号码，若回复发送标志位send=1。下一步判断send=1则执行延时2s，读短信内容，判断短信内容，判断电流比较标志位，决定是否进行相应的指令操作，回复短信，通过判断标志位决定回复短信内容。延时1s后删除读取的短信，每一次操作完成后对接收数组清零，相应的操作为还原。然后重新进行扫描是否有新短信，循环操作。4.2 子程序介绍（1）读取短信内容执行操作程序读取短信内容，判断指令是否为开关继电器指令，是的话判断过流检测是否正常，之后进行操作，判断指令内容，是开启那几个灯，如果判断错误，则指令标志位flag=1。该子程序首先通过for语句将通过串口发过来的短息中的消息内容指令部分截取出来放到CommandBuf数组中。下面通过对下面几个标志位的判断CommandBuf0，CommandBuf1 ，CommandBuf2，CommandBuf3 ，来决定发来的信息，正确的执行信息为open加上控制的目标，所以前几个字符可以作为路灯控制短信息的标志，当然也可以任意的设计短信控制的这几位标志。如果不是这几位的话则直接跳转到最后，指令标志位flag=1，表示此控制失败。下面判断guoliu位，若过流位为1的话也将跳到最后，返回。在进行上面的各种标志位的判断后进行指令操作，利用case指令通过单片机输出置位输出端口。图12 读取短信内容执行操作程序（2）回复短信程序首先提取对方短信号码，判断是否过流，则发送guzhang 同时P3_6=0，判断指令标志位flag=0，则表示控制操作成功，若为1，则表示控制操作失败回复fail。指令执行调用子程序后，通过已经读取的短信内容，同时从中提取对方的号码，被叫号码的类型，2位十六进制数，接下来就是判断电流检测标志位，若为1则表示电路有故障，同时向控制的地方发送有故障的标志，下面是检测发送成功没有的检测，如果没用成功的话就发送，控制操作失败。图11 回复短信程序（3）接收短信准备程序。判断tc-35内容，如果有新短信来,模块会通过串口向单片机发送字符串, 判断是否有新短信来,如果来的话就置位准备接受位标志为receiveready=1; 如果不是新短信的指令,就舍弃,并将接收数组清零。（4）判断短信程序判断短信内容，是否使发送短信标志位send=1。通过对数据的读取，sendready=1，(SystemBuf5 =0x47与SystemBuf6= 0x52的话就使发送短信标志位send=1，然后返回。（5）发送读取短信指令，在单片机收到有信息到来时通过串口发送指令，tc-35收到指令后通过串口将短息返回单片机。（6）删除短信程序通过单片机串口发送AT指令，操作删除短信。（7）起动tc-35程序实现对TC35进行启动,单片机上的P3_7管脚是跟TC35的IGT管脚相连;需要启动TC35,必须在 15脚(/IGT)加时长至少为100ms的低电平信号,且该信号下降沿时间小于1ms。启动后，15 脚的信号应保持高电平。（8）单片机串口初始化，通过串口发送字符串，通过串口接收数据程序实现功能是通过单片机串口实现与tc-35的通信（9）初始化tc-35程序单片机发送初始化指令对tc-35进行初始化，判断是否模块初始化成功,成功的话模块会回复OK给单片机，如果单片机没有收到OK,就继续发送初始化指令。（10）延时程序是通过循环操作指令，利用操作指令的时间来进行延时。4.3 模块中与SMS有关的GSM AT指令介绍GSM引擎模块提供的命令符合GSM07.05和GSM07.07规范。GSM07.07中定义的AT Command接口，提供了一种移动平台与数据终端设备之间的通用接口；GSM07.05对短消息作了详细的规定。在短消息模块收到网络发来的短消息时，能够通过串口发送指示信息，数据终端设备可以向GSM模块发送各种命令。与SMS有关的GSM AT指令如表一所示。GSM AT指令集，是由诺基亚、爱立信、摩托罗拉和HP等厂家共同为GSM系统研制的，其中包含了对SMS（Short Message Service）的控制。表1 与SMS相关的若干GSM AT指令AT指令功能AT+CMGCSend an SMS commend(发出一条短信息命令)AT+CMGDDelete SMS message (删除SIM卡内存的信息)AT+CMGFlect SMS message format(选择短消息信息格式：0-PDU；1-文本)AT+CMGLList SMS message from preferred store(列出SIM卡中的短消息格式PDU/TEXT：0“REC UNREAD”为未读，1“REC READ”为已读，2“STOU NSENT”为待发，3“STOSENT”为已发，4“ALL”为全部AT+CMGRRead SMS message (读短消息)AT+CMGSSend SMS message (发短消息AT+CMGWWrite SMS message to memory (向SIM内