專利名稱：物聯網的遠程無線信息提示系統及方法
技術領域：
本發明涉及物聯網技術領域，特別是涉及基于物聯網的遠程信息處理技術。
背景技術：
物聯網是指通過各種信息傳感設備，如傳感器、射頻識別(RFID)技術、全球定位系統、紅外感應器、激光掃描器、氣體感應器等各種裝置與技術，實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，與互聯網結合形成的一個巨大網絡。其目的是實現物與物、物與人，所有的物品與網絡的連接，方便識別、管理和控制。物聯網技術的重要基礎和核心仍舊是互聯網，通過各種有線和無線網絡與互聯網融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去。在物聯網上的傳感器定時采集的信息通過網絡傳輸，由于信息傳輸量極其龐大，形成了海量信息。在信息傳輸過程中，為了保障數據的正確性和及時性，必須適應各種異構網絡和協議。還有，物聯網不僅僅提供了傳感器的連接， 其本身也具有智能處理的能力，能夠對物體實施智能控制。物聯網將傳感器和智能處理相結合，利用云計算、模式識別等各種智能技術，擴充其應用領域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數據，以適應不同用戶的不同需求，發現新的應用領域和應用模式。例如，為了在傳統的產業建立物聯網，大部分工業上的消息提示系統等等大多還是采用有線方式進行數據的傳輸。毋庸置疑，這將給設備的部署、維護、操作帶來了很大的不便。傳統的有線通訊的局限性非常的明顯，整個系統過多依賴控制室和作業現場之間的物理連線，尤其是當被監控的現場所處的環境非常惡劣、并且具有一定的危險性時(如空中懸掛的巨幅廣告牌)，采用物理連線的傳統有線傳輸模式所付出的代價是非常巨大的，因為控制室需要遠離作業現場，因此需要投入的成本將非常巨大。現有技術中，基于無線通信新型技術的各類新型服務已經開始成為我們生活中不可缺少的部分。在這其中，無線通信新型技術的應用不僅美化了我們的城市、引導了企業的投資方向、增加了個人信息的安全性，更為整個社會的發展帶來了巨大的變化。此外，無線技術的應用也成為了呈現一個城市現代化、科技化水平的重要標志。將無線通信技術應用于物聯網環境中，成為物聯網發展的關鍵。目前，基于無線技術的信息提示系統仍然處于一個較低的發展水平，大多數系統都是采用無線電臺、電話網、自組網絡等方式來進行數據的傳輸及控制，在穩定性、抗干擾能力等方面有非常嚴重的缺陷，距離上的限制也成為了系統局限性的一部分。因此，隨著計算機技術、通信技術以及電子技術的發展，遠程無線通信與傳輸成為物聯網實現中一個亟待解決的問題。

發明內容
基于上述現有技術，本發明提出了一種物聯網的遠程無線信息提示系統，借助成熟的第三方網絡(即GSM網絡)構建遠程無線通信網用的短消息實現遠程消息提示系統及方法。本發明提出了一種物聯網的遠程無線信息提示系統，該系統包括GSM終端、ARM嵌入式開發板(例如Mini2440開發板)、萬用電路板(例如MSP430小板)、可接顯示屏的萬用電路板(例如MSP430大板)及其控制的兩個顯示屏，在GSM終端與ARM嵌入式開發板以及萬用電路板與可接顯示屏的萬用電路板之間，通過串口實現通信連接；其中，GSM終端為嵌入TC_35i模塊的手機終端，用于接收參與物聯網現場采集的數據；ARM嵌入式開發板通過RS232串口發送AT指令激活GSM終端的TC_35i模塊來接收短消息數據，完成主控制端發來的短消息數據的接收，并將接收到的數據通過串口傳送至萬用電路板；然后通過RF905無線通信設備將數據傳送到可接顯示屏的萬用電路板；萬用電路板，通過串口接收來自ARM嵌入式開發板的數據，并通過連接在其上面的RF905無線通訊設備將數據傳送給可接顯示屏的萬用電路板；萬用電路板的操作流程為禁止看門狗，初始化系統，初始化RF905無線通訊設備，關閉電平轉換，串口初始化，配置RF905無線通訊設備，通過RF905無線通訊設備發送數據；可接顯示屏的萬用電路板，對從萬用電路板傳送來的數據進行處理，通過RF905 無線通訊設備接收來自萬用電路板的數據，并對數據進行處理后通過顯示屏顯示處理。并且，可接顯示屏的萬用電路板上的操作流程為禁止看門狗，初始化系統，初始化RF905無線通訊設備，關閉電平轉換，串口初始化，配置RF905無線通訊設備；通過RF905無線通訊設備接收數據；初始化顯示屏，顯示字符串，對來自MSP430小板的數據進行轉換，然后在顯示屏上顯示出來；液晶屏，用于顯示信息數據處理結果。所述TC_35i模塊的初始化操作包括，首先用定時器延時約5秒，等待TC_35i模塊自檢完畢后，檢查是否插入了 SIM卡，進而繼續檢查SIM卡的移動運營商，然后再對GSM模塊進行初始化，即用AT指令初始化發送方式和設置短信中心號碼。所述ARM嵌入式開發板采用MSP430大板。所述萬用電路板采用MSP430小板。所述可接顯示屏的萬用電路板采用MSP430大板。本發明還提出一種物聯網的遠程無線信息提示方法，該方法包括以下步驟GSM終端為嵌入TC_35i模塊的手機終端，用于接收參與物聯網現場采集的數據；ARM嵌入式開發板通過串口接收TC_35i模塊產生的PDU格式短消息數據；接收到數據后，按位數分析的方式解碼數據，以讀出GSM短消息中涵蓋的與物聯網相關信息；把接收到的信息轉化成16位進制的Unicode編碼形式；通過串口發送到萬用電路板；最后，萬用電路板通過RF905無線通訊模式遠程發送數據到可接顯示屏的萬用電路板；可接顯示屏的萬用電路板通過RF905無線通訊模式接收到遠程發送的數據；接著，數據在ARM嵌入式開發板終端接受處理；然后，發送給液晶顯示器顯示信息。所述TC_35i模塊包括初始化操作，該初始化操作具體包括以下步驟首先用定時器延時約5秒，等待TC-35i模塊自檢完畢后，檢查是否插入了 SM卡，進而繼續檢查SM卡的移動運營商，然后再對GSM模塊進行初始化，即用AT指令初始化發送方式和設置短信中心號碼。所述ARM嵌入式開發板采用MSP430大板。所述萬用電路板采用MSP430小板。所述可接顯示屏的萬用電路板采用MSP430大板。與現有技術相比，本發明很好地克服了現有物聯網技術中常用的有線通信方式， 利用成熟的第三方網絡(即GSM網絡)的短消息實現遠程消息提示，本發明所實現的遠程無線消息提示系統是一個高度集成的系統，包含多種計算機相關的應用，建立該系統也是一項復雜的工作，該專利為以后物聯網以及遠程消息系統的發展提供了很好的基礎并且起到了重要的促進作用，提升了城市建設中物聯網的效率和建設水準。


圖I為本發明的物聯網的遠程無線信息提示系統結構框圖示意圖2為本發明的物聯網的遠程無線信息提示系統操作流程圖3為TC-35i模塊的初始化流程圖4為主節點部分功能模塊圖5為本發明物聯網的遠程無線信息提示系統的主窗口界面設計圖6為本發明物聯網的遠程無線信息提示系統的接收模塊界面設計圖7為本發明物聯網的遠程無線信息提示系統的發送模塊界面設計圖；具體實施方式
無線信息提示技術目前主流的實現方法是在使用無線通信的基礎上，利用嵌入式
設備進行無線通信的信息傳輸。為了傳統產業中的物聯網普及建設，本發明將通訊技術融合到傳統產業中，基于GSM短消息平臺來實現本發明的物聯網的遠程無線信息提示系統。 該系統綜合了嵌入式技術、無線數據通信、自動化控制等技術，以GSM服務作為傳輸平臺， 通過LED顯示屏顯示接收到的信息。由于GSM網絡具有覆蓋范圍廣、信號較穩定、無同頻干擾、保密性好、可處理大量的短消息、數據和傳真傳送等業務功能，而GSM短消息主要提供話音、短信息、數據等多種業務，具有隨時在線(Always Online)、不需撥號、價格便宜、覆蓋范圍廣等特點,特別適合于需傳送小流量數據的應用，能廣泛用于各種遠程監控、定位導航、個人通信終端等。本發明的物聯網的遠程無線消息提示系統是在原有嵌入式產品的基礎上，結合當前蓬勃發展的無線通信技術而形成的新型無線消息提示系統。如圖I所示，本發明的系統包括GSM終端、Mini2440開發板、MSP430小板、MSP430 大板及由其控制的兩個顯示屏，GSM終端使用的不是普通的手機終端，而是改裝后的手機終端，即TC-35i模塊；在開發板的選擇上，選擇的是經濟且實用Mini2440開發板。在GSM終端與Mini2440開發板以及MSP430與Mini2440開發板之間，我們使用串口來實現它們之間的通信連接。如圖2所示為本發明系統的總流程。首先，系統需要在GSM終端上接收參與物聯網現場采集的數據，接收到數據后把數據傳送給mini2440開發板，在mini2440開發板上對數據進行處理，將經處理后的數據傳送到MSP430小板上，然后通過RF905無線通信設備將數據傳送到MSP430大板上并對數據進行處理，最后在顯示屏上顯示出接收到的消息，實現遠程信息提示。接收開始時，Mini2440開發板通過RS232串口發送AT指令激活GSM終端TC_35i 模塊來接收短消息數據，完成主控制端發來的短消息數據的接收。如圖3所示，為TC-35i 模塊的初始化流程首先用定時器延時約5秒，等待TC-35i模塊自檢完畢后，檢查是否插入了 SM卡，進而繼續檢查SM卡的移動運營商，然后再對GSM模塊進行初始化，主要用到的就是用AT指令初始化發送方式和設置短信中心號碼。Mini2440開發板通過串口接收TC_35i模塊產生的PDU格式短消息數據；接收到數據后，Mini2440按位數分析的方式解碼數據，比如，一條數據為0891683108701305F
0040D0891683186374004F1000870113032015223044F60597D 的短信，其中，08-短信息
中心地址長度，91——短信息中心號碼類型，683108701305F0——短信息中心號碼，補F 湊成偶數，04——文件頭字節，OD——信息類型，08——被叫號碼長度，91——被叫號碼類型，683186374004F1——被叫號碼，補F湊成偶數，00——協議標識，08——數據編碼方案 Unicode, 70113032015223——有效期，04——用戶數據長度，4F60597D——用戶數據“你好”，至此按位分析完畢；以讀出GSM短消息中涵蓋的與物聯網相關信息；接著，把接收到的信息轉化成16位進制的Unicode編碼形式；通過串口發送到MSP430小板；最后，MSP430小板通過RF905無線通訊模式遠程發送數據到MSP430大板；MSP430大板通過RF905無線通訊模式接收到遠程發送的數據；接著，數據在MSP430終端接受處理；然后，發送給液晶顯示器顯不信息。以下結合具體實施方式
，對本發明物聯網的遠程無線信息提示系統的實現，具體說明如下一、系統基于的硬件平臺Siemens TC-35i GSM收發模塊、Mini2440開發板、 MSP430單片機和RF905 ；_■、系統基于的軟件平臺Micro soft CE 6.0三、開發平臺系統平臺Microsoft Windows 7、開發 IDE Microsoft
VisualStudio 2008、開發語言 _C#· NET四、系統的實現中器件的具體型號不限，只要具有相應的功能就可以，本專利以 Mini2440和MSP430為例，其它具有相同功能的器件也可以實現。五、具體實現如圖4所示，系統的實現分為主節點和分節點兩部分來實現。其中， 主節點部分包括主窗體的設計、數據接收的界面設計、數據發送的界面設計、串口通信的設計與編寫、發送AT指令讀短信方法的編寫、PDU解碼方法的編寫、刪除指定序號的短信方法編寫、發送指定信息至MSP430小板方法編寫等；MSP430小板的主要功能是通過串口接收來自Mini2440開發板的數據，并通過連接在其上面的RF905無線通訊設備將數據傳送給MSP430大板。并且，MSP430小板上的程序流程為禁止看門狗——初始化系統——初始化RF905——關閉電平轉換——串口初始化——配置RF905——通過RF905發送數據；MSP430大板的主要功能是通過RF905無線通訊設備接收來自MSP430小板的數據，并對數據進行處理后通過顯示屏顯示處理。并且，MSP430大板上的程序流程為禁止看門狗——初始化系統——初始化RF905——關閉電平轉換——串口初始化——配置RF905—通過RF905接收數據——初始化顯示屏——顯示字符串(此處，通過程序對來自 MSP430小板的數據進行轉換，然后在顯示屏上顯示出來)。分節點部分包括MSP接受模塊的設計和液晶屏顯示模塊的設計。在這些模塊中， 主窗體、數據發送數據和接收三部分是通過可視化界面實現的，其余各模塊都是通過代碼實現的。下面是可視化界面部分的設計。如圖2-5所示，是本發明的主窗體的界面設計。該界面上分接收區域與發送區域。 上半部分為接收區域，第一排的按鈕分別為打開接收串口、設置接收串口、清空接收框。中間的文本框為接收到的數據。下半部分為發送區域，包括發送數量統計、打開發送串口、設置發送串口、發送及重置計數器。如圖2-6所示，是本發明的數據接收的界面設計。在數據接收中，可以設置端口名和波特率，并且如果未設置端口名和波特率時會彈出提示信息；當設置好接收端口后，點擊接收區域Open按鈕打開端口，此時將自動接收最新的一條短消息。其整個接收過程如圖2-7所示，是本發明的數據發送的界面設計，在數據發送中，可以設置端口名和波特率，并且如果未設置端口名和波特率時會彈出提示信息；當設置好發送端口后，單擊發送區域Open按鈕，并單擊Send按鈕，此時將上一條接收到的信息發送至MSP430小板，并且發送計數器數值加I。
權利要求
1.一種物聯網的遠程無線信息提示系統，其特征在于，該系統包括GSM終端、ARM嵌入式開發板(例如Mini2440開發板)、萬用電路板(例如MSP430小板)、可接顯示屏的萬用電路板(例如MSP430大板)及其控制的兩個顯示屏，在GSM終端與ARM嵌入式開發板以及萬用電路板與可接顯示屏的萬用電路板之間，通過串口實現通信連接；其中GSM終端為嵌入TC-35i模塊的手機終端，用于接收參與物聯網現場采集的數據；ARM嵌入式開發板通過RS232串口發送AT指令激活GSM終端的TC_35i模塊來接收短消息數據，完成主控制端發來的短消息數據的接收，并將接收到的數據通過串口傳送至萬用電路板；然后通過RF905無線通信設備將數據傳送到可接顯示屏的萬用電路板；萬用電路板，通過串口接收來自ARM嵌入式開發板的數據，并通過連接在其上面的 RF905無線通訊設備將數據傳送給可接顯示屏的萬用電路板；萬用電路板的操作流程為 禁止看門狗，初始化系統，初始化RF905無線通訊設備，關閉電平轉換，串口初始化，配置 RF905無線通訊設備，通過RF905無線通訊設備發送數據；可接顯示屏的萬用電路板，對從萬用電路板傳送來的數據進行處理，通過RF905無線通訊設備接收來自萬用電路板的數據，并對數據進行處理后通過顯示屏顯示處理。并且，可接顯示屏的萬用電路板上的操作流程為禁止看門狗，初始化系統，初始化RF905無線通訊設備，關閉電平轉換，串口初始化，配置RF905無線通訊設備；通過RF905無線通訊設備接收數據；初始化顯示屏，顯示字符串，對來自MSP430小板的數據進行轉換，然后在顯示屏上顯示出來；液晶屏，用于顯示信息數據處理結果。
2.如權利要求I所述的物聯網的遠程無線信息提示系統，其特征在于，所述TC-35i模塊的初始化操作包括，首先用定時器延時約5秒，等待TC-35i模塊自檢完畢后，檢查是否插入了 SM卡，進而繼續檢查SM卡的移動運營商，然后再對GSM模塊進行初始化，即用AT指令初始化發送方式和設置短信中心號碼。
3.如權利要求I所述的物聯網的遠程無線信息提示系統，其特征在于，所述ARM嵌入式開發板米用Mini2440開發板。
4.如權利要求I所述的物聯網的遠程無線信息提示系統，其特征在于，所述萬用電路板采用MSP430小板。
5.如權利要求I所述的物聯網的遠程無線信息提示系統，其特征在于，所述可接顯示屏的萬用電路板采用MSP430大板。
6.一種物聯網的遠程無線信息提示方法，其特征在于，該方法包括以下步驟GSM終端為嵌入TC-35i模塊的手機終端，用于接收參與物聯網現場采集的數據；ARM嵌入式開發板通過串口接收TC-35i模塊產生的PDU格式短消息數據；接收到數據后，按位數分析的方式解碼數據，以讀出GSM短消息中涵蓋的與物聯網相關信息；把接收到的信息轉化成16位進制的Unicode編碼形式；通過串口發送到萬用電路板；最后，萬用電路板通過RF905無線通訊模式遠程發送數據到可接顯示屏的萬用電路板；可接顯示屏的萬用電路板通過RF905無線通訊模式接收到遠程發送的數據；接著，數據在ARM嵌入式開發板終端接受處理；然后，發送給液晶顯示器顯示信息。
7.如權利要求4所述的物聯網的遠程無線信息提示方法，其特征在于，所述TC-35i 模塊包括初始化操作，該初始化操作具體包括以下步驟首先用定時器延時約5秒，等待TC-35i模塊自檢完畢后，檢查是否插入了 SM卡，進而繼續檢查SM卡的移動運營商，然后再對GSM模塊進行初始化，即用AT指令初始化發送方式和設置短信中心號碼。
8.如權利要求I所述的物聯網的遠程無線信息提示系統，其特征在于，所述ARM嵌入式開發板米用Mini2440開發板。
9.如權利要求I所述的物聯網的遠程無線信息提示系統，其特征在于，所述萬用電路板采用MSP430小板。
10.如權利要求I所述的物聯網的遠程無線信息提示系統，其特征在于，所述可接顯示屏的萬用電路板采用MSP430大板。
全文摘要
本發明公開了一種物聯網的遠程無線信息提示系統，其特征在于，該系統包括GSM終端、ARM嵌入式開發板(例如Mini2440開發板)、萬用電路板(例如MSP430小板)、可接顯示屏的萬用電路板(例如MSP430大板)及其控制的兩個顯示屏，在GSM終端與ARM嵌入式開發板以及萬用電路板與可接顯示屏的萬用電路板之間，通過串口實現通信連接，與現有技術相比，本發明為以后物聯網以及遠程消息系統的發展提供了很好的基礎并且起到了重要的促進作用，提升了城市建設中物聯網的效率和建設水準。
文檔編號H04W4/14GK102595355SQ201210007129
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者馮志勇, 張冰怡, 車明, 齊彥君 申請人:天津大學