专利名称：物联网的远程无线信息提示系统及方法
技术领域：
本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及基于物联网的远程信息处理技术。
背景技术：
物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息通过网络传输，由于信息传输量极其庞大，形成了海量信息。在信息传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接， 其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。例如，为了在传统的产业建立物联网，大部分工业上的消息提示系统等等大多还是采用有线方式进行数据的传输。毋庸置疑，这将给设备的部署、维护、操作带来了很大的不便。传统的有线通讯的局限性非常的明显，整个系统过多依赖控制室和作业现场之间的物理连线，尤其是当被监控的现场所处的环境非常恶劣、并且具有一定的危险性时(如空中悬挂的巨幅广告牌)，采用物理连线的传统有线传输模式所付出的代价是非常巨大的，因为控制室需要远离作业现场，因此需要投入的成本将非常巨大。现有技术中，基于无线通信新型技术的各类新型服务已经开始成为我们生活中不可缺少的部分。在这其中，无线通信新型技术的应用不仅美化了我们的城市、引导了企业的投资方向、增加了个人信息的安全性，更为整个社会的发展带来了巨大的变化。此外，无线技术的应用也成为了呈现一个城市现代化、科技化水平的重要标志。将无线通信技术应用于物联网环境中，成为物联网发展的关键。目前，基于无线技术的信息提示系统仍然处于一个较低的发展水平，大多数系统都是采用无线电台、电话网、自组网络等方式来进行数据的传输及控制，在稳定性、抗干扰能力等方面有非常严重的缺陷，距离上的限制也成为了系统局限性的一部分。因此，随着计算机技术、通信技术以及电子技术的发展，远程无线通信与传输成为物联网实现中一个亟待解决的问题。
发明内容
基于上述现有技术，本发明提出了一种物联网的远程无线信息提示系统，借助成熟的第三方网络(即GSM网络)构建远程无线通信网用的短消息实现远程消息提示系统及方法。本发明提出了一种物联网的远程无线信息提示系统，该系统包括GSM终端、ARM嵌入式开发板(例如Mini2440开发板)、万用电路板(例如MSP430小板)、可接显示屏的万用电路板(例如MSP430大板)及其控制的两个显示屏，在GSM终端与ARM嵌入式开发板以及万用电路板与可接显示屏的万用电路板之间，通过串口实现通信连接；其中，GSM终端为嵌入TC_35i模块的手机终端，用于接收参与物联网现场采集的数据；ARM嵌入式开发板通过RS232串口发送AT指令激活GSM终端的TC_35i模块来接收短消息数据，完成主控制端发来的短消息数据的接收，并将接收到的数据通过串口传送至万用电路板；然后通过RF905无线通信设备将数据传送到可接显示屏的万用电路板；万用电路板，通过串口接收来自ARM嵌入式开发板的数据，并通过连接在其上面的RF905无线通讯设备将数据传送给可接显示屏的万用电路板；万用电路板的操作流程为禁止看门狗，初始化系统，初始化RF905无线通讯设备，关闭电平转换，串口初始化，配置RF905无线通讯设备，通过RF905无线通讯设备发送数据；可接显示屏的万用电路板，对从万用电路板传送来的数据进行处理，通过RF905 无线通讯设备接收来自万用电路板的数据，并对数据进行处理后通过显示屏显示处理。并且，可接显示屏的万用电路板上的操作流程为禁止看门狗，初始化系统，初始化RF905无线通讯设备，关闭电平转换，串口初始化，配置RF905无线通讯设备；通过RF905无线通讯设备接收数据；初始化显示屏，显示字符串，对来自MSP430小板的数据进行转换，然后在显示屏上显示出来；液晶屏，用于显示信息数据处理结果。所述TC_35i模块的初始化操作包括，首先用定时器延时约5秒，等待TC_35i模块自检完毕后，检查是否插入了 SIM卡，进而继续检查SIM卡的移动运营商，然后再对GSM模块进行初始化，即用AT指令初始化发送方式和设置短信中心号码。所述ARM嵌入式开发板采用MSP430大板。所述万用电路板采用MSP430小板。所述可接显示屏的万用电路板采用MSP430大板。本发明还提出一种物联网的远程无线信息提示方法，该方法包括以下步骤GSM终端为嵌入TC_35i模块的手机终端，用于接收参与物联网现场采集的数据；ARM嵌入式开发板通过串口接收TC_35i模块产生的PDU格式短消息数据；接收到数据后，按位数分析的方式解码数据，以读出GSM短消息中涵盖的与物联网相关信息；把接收到的信息转化成16位进制的Unicode编码形式；通过串口发送到万用电路板；最后，万用电路板通过RF905无线通讯模式远程发送数据到可接显示屏的万用电路板；可接显示屏的万用电路板通过RF905无线通讯模式接收到远程发送的数据；接着，数据在ARM嵌入式开发板终端接受处理；然后，发送给液晶显示器显示信息。所述TC_35i模块包括初始化操作，该初始化操作具体包括以下步骤首先用定时器延时约5秒，等待TC-35i模块自检完毕后，检查是否插入了 SM卡，进而继续检查SM卡的移动运营商，然后再对GSM模块进行初始化，即用AT指令初始化发送方式和设置短信中心号码。所述ARM嵌入式开发板采用MSP430大板。所述万用电路板采用MSP430小板。所述可接显示屏的万用电路板采用MSP430大板。与现有技术相比，本发明很好地克服了现有物联网技术中常用的有线通信方式， 利用成熟的第三方网络(即GSM网络)的短消息实现远程消息提示，本发明所实现的远程无线消息提示系统是一个高度集成的系统，包含多种计算机相关的应用，建立该系统也是一项复杂的工作，该专利为以后物联网以及远程消息系统的发展提供了很好的基础并且起到了重要的促进作用，提升了城市建设中物联网的效率和建设水准。
图I为本发明的物联网的远程无线信息提示系统结构框图示意图2为本发明的物联网的远程无线信息提示系统操作流程图3为TC-35i模块的初始化流程图4为主节点部分功能模块图5为本发明物联网的远程无线信息提示系统的主窗口界面设计图6为本发明物联网的远程无线信息提示系统的接收模块界面设计图7为本发明物联网的远程无线信息提示系统的发送模块界面设计图；具体实施方式
无线信息提示技术目前主流的实现方法是在使用无线通信的基础上，利用嵌入式
设备进行无线通信的信息传输。为了传统产业中的物联网普及建设，本发明将通讯技术融合到传统产业中，基于GSM短消息平台来实现本发明的物联网的远程无线信息提示系统。 该系统综合了嵌入式技术、无线数据通信、自动化控制等技术，以GSM服务作为传输平台， 通过LED显示屏显示接收到的信息。由于GSM网络具有覆盖范围广、信号较稳定、无同频干扰、保密性好、可处理大量的短消息、数据和传真传送等业务功能，而GSM短消息主要提供话音、短信息、数据等多种业务，具有随时在线(Always Online)、不需拨号、价格便宜、覆盖范围广等特点,特别适合于需传送小流量数据的应用，能广泛用于各种远程监控、定位导航、个人通信终端等。本发明的物联网的远程无线消息提示系统是在原有嵌入式产品的基础上，结合当前蓬勃发展的无线通信技术而形成的新型无线消息提示系统。如图I所示，本发明的系统包括GSM终端、Mini2440开发板、MSP430小板、MSP430 大板及由其控制的两个显示屏，GSM终端使用的不是普通的手机终端，而是改装后的手机终端，即TC-35i模块；在开发板的选择上，选择的是经济且实用Mini2440开发板。在GSM终端与Mini2440开发板以及MSP430与Mini2440开发板之间，我们使用串口来实现它们之间的通信连接。如图2所示为本发明系统的总流程。首先，系统需要在GSM终端上接收参与物联网现场采集的数据，接收到数据后把数据传送给mini2440开发板，在mini2440开发板上对数据进行处理，将经处理后的数据传送到MSP430小板上，然后通过RF905无线通信设备将数据传送到MSP430大板上并对数据进行处理，最后在显示屏上显示出接收到的消息，实现远程信息提示。接收开始时，Mini2440开发板通过RS232串口发送AT指令激活GSM终端TC_35i 模块来接收短消息数据，完成主控制端发来的短消息数据的接收。如图3所示，为TC-35i 模块的初始化流程首先用定时器延时约5秒，等待TC-35i模块自检完毕后，检查是否插入了 SM卡，进而继续检查SM卡的移动运营商，然后再对GSM模块进行初始化，主要用到的就是用AT指令初始化发送方式和设置短信中心号码。Mini2440开发板通过串口接收TC_35i模块产生的PDU格式短消息数据；接收到数据后，Mini2440按位数分析的方式解码数据，比如，一条数据为0891683108701305F
0040D0891683186374004F1000870113032015223044F60597D 的短信，其中，08-短信息
中心地址长度，91——短信息中心号码类型，683108701305F0——短信息中心号码，补F 凑成偶数，04——文件头字节，OD——信息类型，08——被叫号码长度，91——被叫号码类型，683186374004F1——被叫号码，补F凑成偶数，00——协议标识，08——数据编码方案 Unicode, 70113032015223——有效期，04——用户数据长度，4F60597D——用户数据“你好”，至此按位分析完毕；以读出GSM短消息中涵盖的与物联网相关信息；接着，把接收到的信息转化成16位进制的Unicode编码形式；通过串口发送到MSP430小板；最后，MSP430小板通过RF905无线通讯模式远程发送数据到MSP430大板；MSP430大板通过RF905无线通讯模式接收到远程发送的数据；接着，数据在MSP430终端接受处理；然后，发送给液晶显示器显不信息。以下结合具体实施方式
，对本发明物联网的远程无线信息提示系统的实现，具体说明如下一、系统基于的硬件平台Siemens TC-35i GSM收发模块、Mini2440开发板、 MSP430单片机和RF905 ；_■、系统基于的软件平台Micro soft CE 6.0三、开发平台系统平台Microsoft Windows 7、开发 IDE Microsoft
VisualStudio 2008、开发语言 _C#· NET四、系统的实现中器件的具体型号不限，只要具有相应的功能就可以，本专利以 Mini2440和MSP430为例，其它具有相同功能的器件也可以实现。五、具体实现如图4所示，系统的实现分为主节点和分节点两部分来实现。其中， 主节点部分包括主窗体的设计、数据接收的界面设计、数据发送的界面设计、串口通信的设计与编写、发送AT指令读短信方法的编写、PDU解码方法的编写、删除指定序号的短信方法编写、发送指定信息至MSP430小板方法编写等；MSP430小板的主要功能是通过串口接收来自Mini2440开发板的数据，并通过连接在其上面的RF905无线通讯设备将数据传送给MSP430大板。并且，MSP430小板上的程序流程为禁止看门狗——初始化系统——初始化RF905——关闭电平转换——串口初始化——配置RF905——通过RF905发送数据；MSP430大板的主要功能是通过RF905无线通讯设备接收来自MSP430小板的数据，并对数据进行处理后通过显示屏显示处理。并且，MSP430大板上的程序流程为禁止看门狗——初始化系统——初始化RF905——关闭电平转换——串口初始化——配置RF905—通过RF905接收数据——初始化显示屏——显示字符串(此处，通过程序对来自 MSP430小板的数据进行转换，然后在显示屏上显示出来)。分节点部分包括MSP接受模块的设计和液晶屏显示模块的设计。在这些模块中， 主窗体、数据发送数据和接收三部分是通过可视化界面实现的，其余各模块都是通过代码实现的。下面是可视化界面部分的设计。如图2-5所示，是本发明的主窗体的界面设计。该界面上分接收区域与发送区域。 上半部分为接收区域，第一排的按钮分别为打开接收串口、设置接收串口、清空接收框。中间的文本框为接收到的数据。下半部分为发送区域，包括发送数量统计、打开发送串口、设置发送串口、发送及重置计数器。如图2-6所示，是本发明的数据接收的界面设计。在数据接收中，可以设置端口名和波特率，并且如果未设置端口名和波特率时会弹出提示信息；当设置好接收端口后，点击接收区域Open按钮打开端口，此时将自动接收最新的一条短消息。其整个接收过程如图2-7所示，是本发明的数据发送的界面设计，在数据发送中，可以设置端口名和波特率，并且如果未设置端口名和波特率时会弹出提示信息；当设置好发送端口后，单击发送区域Open按钮，并单击Send按钮，此时将上一条接收到的信息发送至MSP430小板，并且发送计数器数值加I。
权利要求
1.一种物联网的远程无线信息提示系统，其特征在于，该系统包括GSM终端、ARM嵌入式开发板(例如Mini2440开发板)、万用电路板(例如MSP430小板)、可接显示屏的万用电路板(例如MSP430大板)及其控制的两个显示屏，在GSM终端与ARM嵌入式开发板以及万用电路板与可接显示屏的万用电路板之间，通过串口实现通信连接；其中GSM终端为嵌入TC-35i模块的手机终端，用于接收参与物联网现场采集的数据；ARM嵌入式开发板通过RS232串口发送AT指令激活GSM终端的TC_35i模块来接收短消息数据，完成主控制端发来的短消息数据的接收，并将接收到的数据通过串口传送至万用电路板；然后通过RF905无线通信设备将数据传送到可接显示屏的万用电路板；万用电路板，通过串口接收来自ARM嵌入式开发板的数据，并通过连接在其上面的 RF905无线通讯设备将数据传送给可接显示屏的万用电路板；万用电路板的操作流程为 禁止看门狗，初始化系统，初始化RF905无线通讯设备，关闭电平转换，串口初始化，配置 RF905无线通讯设备，通过RF905无线通讯设备发送数据；可接显示屏的万用电路板，对从万用电路板传送来的数据进行处理，通过RF905无线通讯设备接收来自万用电路板的数据，并对数据进行处理后通过显示屏显示处理。并且，可接显示屏的万用电路板上的操作流程为禁止看门狗，初始化系统，初始化RF905无线通讯设备，关闭电平转换，串口初始化，配置RF905无线通讯设备；通过RF905无线通讯设备接收数据；初始化显示屏，显示字符串，对来自MSP430小板的数据进行转换，然后在显示屏上显示出来；液晶屏，用于显示信息数据处理结果。
2.如权利要求I所述的物联网的远程无线信息提示系统，其特征在于，所述TC-35i模块的初始化操作包括，首先用定时器延时约5秒，等待TC-35i模块自检完毕后，检查是否插入了 SM卡，进而继续检查SM卡的移动运营商，然后再对GSM模块进行初始化，即用AT指令初始化发送方式和设置短信中心号码。
3.如权利要求I所述的物联网的远程无线信息提示系统，其特征在于，所述ARM嵌入式开发板米用Mini2440开发板。
4.如权利要求I所述的物联网的远程无线信息提示系统，其特征在于，所述万用电路板采用MSP430小板。
5.如权利要求I所述的物联网的远程无线信息提示系统，其特征在于，所述可接显示屏的万用电路板采用MSP430大板。
6.一种物联网的远程无线信息提示方法，其特征在于，该方法包括以下步骤GSM终端为嵌入TC-35i模块的手机终端，用于接收参与物联网现场采集的数据；ARM嵌入式开发板通过串口接收TC-35i模块产生的PDU格式短消息数据；接收到数据后，按位数分析的方式解码数据，以读出GSM短消息中涵盖的与物联网相关信息；把接收到的信息转化成16位进制的Unicode编码形式；通过串口发送到万用电路板；最后，万用电路板通过RF905无线通讯模式远程发送数据到可接显示屏的万用电路板；可接显示屏的万用电路板通过RF905无线通讯模式接收到远程发送的数据；接着，数据在ARM嵌入式开发板终端接受处理；然后，发送给液晶显示器显示信息。
7.如权利要求4所述的物联网的远程无线信息提示方法，其特征在于，所述TC-35i 模块包括初始化操作，该初始化操作具体包括以下步骤首先用定时器延时约5秒，等待TC-35i模块自检完毕后，检查是否插入了 SM卡，进而继续检查SM卡的移动运营商，然后再对GSM模块进行初始化，即用AT指令初始化发送方式和设置短信中心号码。
8.如权利要求I所述的物联网的远程无线信息提示系统，其特征在于，所述ARM嵌入式开发板米用Mini2440开发板。
9.如权利要求I所述的物联网的远程无线信息提示系统，其特征在于，所述万用电路板采用MSP430小板。
10.如权利要求I所述的物联网的远程无线信息提示系统，其特征在于，所述可接显示屏的万用电路板采用MSP430大板。
全文摘要
本发明公开了一种物联网的远程无线信息提示系统，其特征在于，该系统包括GSM终端、ARM嵌入式开发板(例如Mini2440开发板)、万用电路板(例如MSP430小板)、可接显示屏的万用电路板(例如MSP430大板)及其控制的两个显示屏，在GSM终端与ARM嵌入式开发板以及万用电路板与可接显示屏的万用电路板之间，通过串口实现通信连接，与现有技术相比，本发明为以后物联网以及远程消息系统的发展提供了很好的基础并且起到了重要的促进作用，提升了城市建设中物联网的效率和建设水准。
文档编号H04W4/14GK102595355SQ201210007129
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者冯志勇, 张冰怡, 车明, 齐彦君 申请人:天津大学