融合GSM/GPRS技术的智能信报箱研究与实现

摘要

随着时代的发展，人民生活水平的提高，投递已经远非过去那种单纯的邮件报刊投递了。通信、金融、水电等行业的各类帐单以及交通、法院、税务等部门的行政司法文书或者单据的投递量日益增长。另外，居民私费订阅报刊近年来也呈上升趋势，这就要求我们的信报箱安全可靠、方便便捷，并且使之更加的人性化。 针对上述问题，本文提出一种融合GSM/GPRS技术的智能信报箱研究与实现。其外形为小储物柜结构，通过电控锁控制系统箱门的开和关，只有在正常存取物品或快件的时候，才会由系统开关箱门。邮递员存入物品或快件时，控制系统通过对射式红外传感器采集到信件投入的信号，定时发送到用户手机中。用户取件时，输入正确的密码后便可方便地提取物品或快件。同时通过TCP/IP协议将所有信报箱系统控制器联网到物业管理处的监控电脑，电脑及时查询信箱的运行状态，包括信箱是否有信件、信件是否过期等。 该系统是采用双CPU作为核心微处理器进行设计、开发与实现的。本文依据单片机开发系统的规范，通过对系统功能需求分析，提出硬、软件的总体设计方案，并且通过模块化设计实现系统的各个功能。本文涉及到的原理以及重要程序进行详细阐述。在硬件设计方面，首先介绍了整个系统的硬件供电模块，然后分别介绍了主控制板、从控制板以及GPRS模块板的电路。主控板介绍了读写模块电路、RS485模块电路、实时时钟模块电路、JTAG模块电路、人机交互模块电路。从控制板主要介绍了MCU2控制电路以及信号采集电路。GPRS模块板主要介绍了SIM卡接口电路、SIM900A芯片外围电路以及与PC机连接的串口电路。在软件设计方面，首先介绍整个软件设计的主程序，然后分别介绍了时钟I2C通讯子程序、LCD显示子程序、扫描键盘子程序、读卡过程子程序以及短信息发送子程序。 本文无线通讯模块选用SIM900A模块，其与ATMEGA128控制器实现了无线通讯系统的设计。利用通信模块的SMS实现定时短信息的发送，并且通过GPRS网络实现TCP数据传输。最后通过软件调试满足系统的预期要求。 该系统已经设计完成，并应用于小区中，现场运行情况良好，达到了预期的设计目的。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 研究意义

1．4 论文的主要工作和结构安排

第二章 智能信报箱系统总体方案设计

2．1 智能信报箱系统功能需求

2．2 智能信报箱总体方案设计

2．3 通讯系统方案的选择

2．3．1 国内通讯技术的发展现状

2．3．2 通讯方式的确定

2．3．3 GPRS组网方式的选择

2．3．4 通讯协议的选择

2．4 智能IC卡的选择

2．5 本章小结

第三章 智能信报箱硬件电路设计

3．1 智能信报箱设计思路

3．2 单片机控制系统硬件选型

3．2．1 控制板MCU的选型

3．2．2 通讯模块的选择

3．3 电源模块

3．3．1 主控制板电源供电电路

3．3．2 SIM900A电源电路

3．3．3 射频读卡模块电源电路

3．4 主控制板中硬件电路设计

3．4．1 读写模块

3．4．2 实时时钟模块电路

3．4．3 RS485接口模块电路

3．4．4 JTAG接口模块电路

3．4．5 人机交互模块电路

3．5 从控制板硬件电路设计

3．5．1 MCU控制电路

3．5．2 信号采集电路

3．6 GPRS模块硬件电路设计

3．6．1 SIM卡接口电路

3．6．2 SIM900A芯片外围电路

3．6．3 与PC连接的串口电路

3．7 本章小结

第四章 智能信报箱软件设计

4．1 系统软件总体结构

4．2 系统主程序

4．2．1 时钟I2C通讯子程序

4．2．2 LCD显示子程序

4．2．3 按键扫描子程序

4．2．4 读卡过程及程序设计

4．2．5 RS485通讯程序设计

4．2．6 短信息发送程序设计

4．3 读卡器与MIFARE 1卡的通信

4．3．1 通信过程

4．3．2 三重认证和加密算法

4．4 本章小结

第五章 系统调试与产品的运行

5．1 AT指令调试

5．1．1 SMS功能实现

5．1．2 TCP数据传输的实现

5．2 登陆软件实现及调试

5．3 产品测试与运行

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 进一步的研究工作

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的专利目录

声明