单片机通信系统无线通信论文

摘要：实训室通常由专人管理，为了方便管理员能远程监控实训室，本文设计了基于单片机的实训室远程管理系统。本系统以单片机STC89C52为核心，利用通信性能较好的GSM无线通信网络，通过手机收发短消息，接收门控传感器和热释电模块信息，了解实训室及人员活动情况，并控制继电器实现远程关门等管理功能。本文主要阐述该系统的基本组成及其电路工作原理。以下是小编精心整理的《单片机通信系统无线通信论文 (精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

单片机通信系统无线通信论文 篇1：

应用于教改的单片机通信系统研究

【摘要】随着我国科学技术水平的不断提升，在当今时代背景下，诸多新型的信息化教学系统逐渐地出现在了人们的视野当中，并且在教育教学领域当中得到了广泛的应用。所取得的应用成效极为显著，不仅极大地提升了教育教学的质量，同时还极大地提升了教育教学的效率。而从宏观的角度分析，绝大多数信息化教学设备都必须要有单片机通信系统的支持，而该种系统的适用性在一定程度上直接决定着单片机教学改革的速率，进而影响到单片机教学的整体质量。就应用于教改的单片机通信系统做了简要的分析，并从设计的角度具体阐述了单片机通信系统的设计情况，目的在于进一步提升单片机通信系统在教改工作当中的应用成效。

【关键词】单片机 教学改革 信息化 通信系统 设计

一、应用于教改的单片机通信系统概述

现阶段，单片机装置人们的日常生活当中极为常见，从本质上来讲，该种装置同属于集成电路芯片，是信息化设备的重要组成元部件。同时随着我国教育教学信息化改革的不断深入，单片机通信系统在教学领域当中的应用广泛性正在不断地提升。经实践调查研究发现，在单片机教学改革工作当中，最为实用的单片机通信系统为单片机多机通信系统，该种系统可以有效地实现一机发送多机接收的功能，同时还可以为学生创设出良好的单片机实训环境。为此，诸多单片机教改技术研究学者纷纷投入到了该项研究工作当中，经过一段时间的研究发现，要想有效地将单片机多机通信系统应用到教改工作当中，并保证其能够发挥出应有的作用，必须要从以下三个方面着手进行系统的设计工作：其一，网络协议设计;其二，多机通信系统网络结构设计;其三，电路设计。只有保证这三项设计的科学合理性，才能够保证该种系统能够充分的发挥出应有的应用成效。

二、应用于教改的单片机通信系统设计分析

（一）网络协议

网络协议是保证单片机通信系统能够正常运行并发挥出应有作用的关键保障，同时也是保证在教学过程当中数据能够通过计算机设备正常输送的一种“规则”。从实际角度出发，当单片机教学设备在进行数据传输的过程会产生与其相匹配的字符集，而这些字符集只有经过转换之后，变成标准字符集才可以被输送到其他单片机当中，而网络协议所起到的作用就是转换字符集。从本质上来讲，应用于教改工作当中的单片机通信系统同属于一种具有公共服务设备，同时要想保证教改工作能够顺利进行下去，必须要保证多台单片机同时运行，在这种情况下就必须要有TCP/IP协议支持多台单片机同时运转。另外，由于所服务的对象并不是单一的一个，基于这一情况，就必须要保证IP地质、网关、DNS服务终端等各项参数的详细性。当发送信息的单边机系统在进行信息发送的过程当中，系统的终端会依照相关的内容判定标准将信息输送到指定单片机设备当中，在这一过程当中TCP/IP网络协议会监测接收端是否成功接受到信息，经监测发现接收端成功接受信息之后，网络协议会自动判定通信传输完成。同时，相关的单片机通信系统设计人员在设计应用于教改工作当中的单片机通信系统期间，必须要保证网络协议的灵活性，具体而言，就是将其设置为能够支持二次询问服务端功能的歇息，并且保证其能够进行智能传输数据以及回收数据做功。以此来保证数据未发送之后数据能够被回收到发送信息的单片机通信系统当中。

（二）多机通信系统网络结构设计

在应用于教改的单片多机通信系统当中，必须要会有服务机极为重要，该种设备同属于整个系统的主体，是分配各项网络资源的主要设备。在相应的网络协议当中，服务端会向各个单片机输送一些数据，而这些数据在被发送的过程当中会依照接收机的需求被不断地调整。另外，相关系统网络结构设计人员在实际进行设计网络的拓扑结构期间必须要将总线型设计方法应用到其中，保证在该种网络结构当中的节点都拥有较强的接受能力以及信息发送能力。可以说，该种结构在应用于教改的单片机通信系统当中极为适用，有效地将系统的结构设计成总线型的拓扑结构不仅可以极大的降低電缆的长度，同时还可以有效地提升整个系统的负载能力。当服务单片机在进行数据传输的过程当中需要询问客户单片机的数据接收需求，并赋予客户单片机选择是否接收的权利，当其中一个单片机通信系统不需要，系统将会自动将数据传输到下一个单片机当中并询问其是否接收。基于这一情况，在总线型网络结构当中，总服务系统对于与总服务端相连接的分单片机通信系统都可以形式访问权限以及发送数据权限，因此可以极大地保证信号传输的稳定性，进而提升该种系统在教改工作当中的适用性。

（三）电路设计

在应用于教改的单片机通信系统当中，服务器和客户机两者之间要想有效地进行配合合作，必须要有网络接口电路作为支持。从本质上来讲，该种电路同属于两种设备建立合作关系的纽带。因此相关的系统设计人员在实际设计应用于教改当中的单片机通信系统期间，必须要将多片芯片安装到电路当中，使其充分地发挥出数据接收以及发送的功能。同时在实际安装芯片期间，要保证芯片与客户机端口的对应性，使其能够快速的感应到点信号的存在，并该种信号进行发送。同时还要将该种电路十分位两个不同的电路，在电路芯片不做功的情况下，使一号电路和二号电路之间相互连接。当客户机在接收到数据期间使电路能够及时的发出信号，以此来保证系统具有较强的提示功能。

三、结束语

综上所述，现阶段，随着我国信息工程技术的不断发展与进步，我国政府部门已经极为重视信息工程教育的发展情况，并且正在积极努力地引导高职院校以及高等院校进行信息工程教育教学的改革，其目的在于进一步提升信息工程教学质量。而单片机教学工作是目前信息工程教育的主要科目知识，学生只有充分的掌握各项单片机知识点才能够有效地提升其信息素养。而目前，单片机通信系统的应用已经成为单片机教学改革工作的必然发展趋势，该种系统的适用性在一定程度上直接决定着单片机教学改革的质量。因此，相关的教职人员必须要将工作重心放到应用于教改的单片机通信系统研究上，结合单片机教学改革的需求以及单片机通信系统在教改工作当中的应用需求，设计出具有较强实用性的单片机通信系统，以此来保证该种系统能够在单片机教学改革工作当中发挥出应有的作用，为学生创设出良好的实训环境，进而不断地提升单片机教学的质量。

参考文献：

[1]何蕾.无线通信技术在单片机通信系统中的应用分析[J].电子制作，2018，（Z1） ：119.

[2]王鹏宇，陈东阳，杨建飞.基于单片机通信技术的多参数分布式显示系统的设计[J].廊坊师范学院学报，2017，（03） ：53.

[3]母才莘.基于ModBusRTU协议的MCGS应用系统与单片机通信设计[J].自动化应用，2017，（07）：49.

[4]李文瑞.无线通信技术在单片机通信系统中的实际应用探讨[J].电子制作，2015，（05） ：160.

[5]李皓瑜，唐荣斌.Android设备与STM32单片机通信方式的研究[J].通讯世界，2014，（21）：37.

[6]段克宁，陶春泓，谢诗敏.基于ModBus协议的工控人机界面与51单片机通信控制设计[J].仪表技术，2014，（08） ：23.

作者：刘伟春

单片机通信系统无线通信论文 篇2：

单片机在实训室远程管理中的应用

摘要：实训室通常由专人管理，为了方便管理员能远程监控实训室，本文设计了基于单片机的实训室远程管理系统。本系统以单片机STC89C52为核心，利用通信性能较好的GSM无线通信网络，通过手机收发短消息，接收门控传感器和热释电模块信息，了解实训室及人员活动情况，并控制继电器实现远程关门等管理功能。本文主要阐述该系统的基本组成及其电路工作原理。

关键词：单片机；GSM网络；SIM900A；闭门器

为便于管理员及时查看实训室的情况，本管理系统选用手机收发短消息的方式来完成对实训室的远程监控。在该系统中，控制器需要体积小，I/O接口电路简单，实时性强，而单片机作为检测控制领域的微型计算机[1]且功能齐全，故选用单片机完成实训室管理系统的控制设计。在远程通信方面，GSM（全球移动通信系统）网络应用于监控领域，其网络覆盖区域性能稳定，通信误差极小[2]，GSM的短消息业务通过无线控制信道进行传输，其原理简单，安全保密性高，不需要组建专用维护网络，所以选用GSM短消息业务来实现远程无线数据传输控制是可行的[3]。因此本系统与常规的管理方式相比，显示出一定的优越性，且操作简单、实时性强、安全可靠。

一、总体方案设计

本设计是用单片机控制GSM模块采集和控制远程设备信息的无线通信控制系统。该系统主要是以STC89C52单片机为核心部件，通过对数据采集、数据处理、GSM、输出控制等模块的设计，实现房门关闭、人员活动信息的自动采集、无线传输、继电器控制等功能。

整个系统由单片机模块、房门关闭及人员活动信息采集模块、GSM通信模块和输出控制模块组成。系统的整体方案框图如图1所示。

二、系统硬件与软件设计

1. 单片机的选用

采用STC89C52单片机。它是8位的微处理器芯片，內置3个定时/计数器。它带有8KB的闪存空间，可以通过电擦除，便于程序的修改调试。它的兼容性很好，与8051等其他型号单片机兼容，结构简单且价格便宜。可通过外围电路和GSM模块实现短消息的接收发送。

2.无线通信模块的选择

GSM模块主要负责收发短消息，通过单片机串口发送AT指令来实现，指令的内容均为代码，接收的短信采用PDU（协议数据单元）模式，由转换软件翻译，方便操作和理解[4-5]。SIM900A具备GSM/GPRS 900/1800MHz功能，可实现语音、SMS、数据和传真信息的高速传输，且性价比较高，故选用SIM900A作为无线通信模块。

3.人体红外传感器

它是利用热释电效应原理制成的一种传感产品，对温度变化敏感。如有人非法闯入房间可触发热释电器产生突变电信号，输入单片机可控制蜂鸣器触发，实现防盗报警功能。

4.门控传感器

可用微动开关作为门控传感器，用于闭门器中跟随连接杆运动的滑块压住开关，反馈位置信号给单片机，实现对房门闭合情况的监测。

5.闭门器

选用电动闭门器，控制信号由管理员以手机短消息形式发出，经GSM模块接收后，通过串口与单片机通信，控制继电器吸合，其常开触点接通闭门器的电源，实现远程关闭房门。

6.系统软件流程设计

本系统运用模块化编程思想，采用C语言进行编程，主要对各种传感器采集信号进行检测，在满足条件时产生中断，生成报警信息，并用短消息形式发送到管理员手机中，在接收到管理员发送的短消息后，通过串口与单片机通信，并控制继电器动作。

三、系统测试

将闭门器安装在实训室房门上，下载相应的程序后进行调试。按下面板上的布防开关，门控开关检测到房门未关闭，反馈给单片机识别后，对应发送手机AT指令通过串口写入GSM，由GSM以短消息形式远程发送到管理员手机。管理员看到信息后，编辑控制指令（以短消息形式）发送至GSM模块，经单片机解析后控制继电器触点接通，闭门器动作，实现关门。同理，防盗测试亦是由传感器触发后以短消息的形式告之管理员。

四、结语

基于单片机的实训室远程管理系统的设计，是对当前实训室管理方法的补充和完善，单片机和GSM模块的应用克服了传统管理系统中布线施工的耗费大、工期长、系统维护繁琐的弊端，管理员通过手机接发短消息就可以实现对实训室不间断地监控，可靠性高，且系统实施价格低廉，极具推广性和应用前景。

参考文献：

[1] 王静霞.单片机基础与应用（C语言版）[M].北京：高等教育出版社，2016.

[2] 谢维成，杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计[M].北京：清华大学出版社，2014.

[3] 皮波，姚振东，廖政炯，等.基于GSM通信技术的远程监控系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用，2015（10）：76-79.

[4] 李楠，张华卫.基于单片机和SIM900A的智能家居控制系统研究[J].自动化与仪器仪表，2017（3）：187-189.

[5] 霍涛，贾振堂.基于STM32和SIM900A的无线通信模块设计与实现[J].电子设计工程，2014（17）：106-110.

作者：方建华 范军

单片机通信系统无线通信论文 篇3：

基于物联网环境的单片机技术发展研究

摘要：物联网的快速发展，使越来越多的电子产品进入人们的生活中，而其中许多电子产品都应用了单片机技术，在单片机技术的带动下，为人们的生产生活带来了极大的便利.本文通过对基于物联网环境下的单片机的发展历程进行探讨，明确了单片机在物联网环境中的发展方式，并以多机通信系统作为实例来分析单片机技术在物联网环境中所发挥的重要作用，进一步明确了物联网环境下单片机技术的未来发展趋势，以期能够为单片机技术在物联网环境下的进一步发展与应用提供参考.

关键词：物联网;单片机;技术研究

随着我国现代社会的不断发展，科学技术水平得到了显著的提高，这也使人们能够应用更多的电子产品来进行生产和生活，从而给人们带来了极大的便利.现如今，电子产品已经在当今社会中占据了非常重要的地位，在物联网技术的带动下，电子产品的更新换代速度不断加快，产品类型不断丰富的同时，产品性能也得到不断提升，物联网时代正式来临.与此同时，在电子产品不断研发的同时，单片机技术在物联网环境中也起到重要的支撑作用，单片机技术的应用，是实现电子产品功能的关键所在.为此，本文便对基于物联网环境的单片机技术发展进行深入的研究.

1 基于物联网环境的单片机技术发展历程

所谓单片机，其实质是一种被微型化的计算机系统，正是由于单片机的体积微小，因此常常集成于电路芯片之中.

现阶段，单片机已经在各个领域中得到了广泛的应用，其发展势头非常迅猛，有着非常广阔的发展前景.在物联网环境下，单片机技术的发展已经有很长时间，自20世纪70年代起，科研人员便试图在一个芯片中将计算机系统集成进去，这也是单片机的雏形.随后，单片机的应用变得愈发广泛，并已经开始在各个领域中崭露头角，时至今日，单片机技术在物联网环境下已经经历了三个发展时期，分别是SCM发展时期、MCU发展时期和SOC发展时期.在SCM发展时期中，科研人员在研究单片机技术时，主要是对其嵌入体系结构进行深入的研究，在这一时期中使单片机技术体系结构得到了不断的完善、优化与创新.历经较长时间的发展与研究，从而使计算机发展与SCM之间得以实现分离.随后，MCU发展时期的来临，使科研人员将单片机技术作为一种微控制器来进行研究，在这一时期中主要是对单片机在系统中进行嵌入式应用的具体情况进行深入的分析，从而为单片机技术在各类系统中的实践积累了大量宝贵的经验.也正是在这一时期，使单片机技术的接口电路与外围电路等得到了进一步的扩展，并推动了单片机技术的智能化控制与应用.在SOC发展时期，物联网、微电子等技术的高速发展，为单片机技术的发展带来了一个崭新的环境，在该时期中，单片机技术的应用方式有了巨大的改变，其设计理念也愈发新潮、先进，SOC单片机系统也由此应运而生，并已经成为现如今物联网技术中的核心技术.从以上三个发展时期可以了解到，单片机技术历经三个阶段的发展，其在物联网技术中正占据着越来越重要的地位，并在电子产品的更新换代中起到了不可估量的推进作用.

2 单片机技术在物联网环境下的发展方式

2.1 监控领域的发展

在物联网环境下，单片机技术已经在各个领域中得到了广泛的普及与应用，其发展速度愈发迅猛.在监控领域中，单片机技术的应用能够使电子产品具备监控功能，比如车辆监控系统、智能家居系统等.以车辆监控系统为例，单片机技术在车辆监控系统中是一项核心控制技术，通过与通信技术和全球定位系统之间的有机结合，并利用无线通信网络来对过往车辆进行监控，能够使系统对车辆的定位数据进行自动化接收，并将其显示在地图中.此外，用户还可通过监控中心来下达控制指令，并通过单片机来实现车辆的管理、调度以及动态跟踪等功能.现如今，单片机技术在监控领域的发展已经成熟化，并为我国智慧城市建设做出了突出的贡献.

2.2 仪表测量领域的发展

单片机在仪表测量领域的发展也十分快速，单片机技术的集成性高、可靠性好，通过在微小的硅片中集成单片机技术，能够大大提高仪表的精确度，从而使仪表的测量变得更加准确，并帮助人们通过这些测量数据来解决实际问题.

2.3 工业控制领域的发展

在工业控制领域中，单片机技术是最为常用的一种技术，在物联网环境下，将单片机技术应用于工业控制中来进行数据采集和控制，能够实现工业领域的自动化、智能化控制，大大提高了工业生产中的安全性，提高了工业生产效率.

2.4 电子通信领域的发展

在电子通信领域中，物联网环境下能够使人们获取到任何物体的相关信息，并借助于单片机技术来实现数据通信.单片机技术的发展，还使得电子产品除了具有通讯功能以外，还能进行数据的存储，并使通讯速度及数据容量得到大幅提高，大大促进了电子通讯领域的发展.

2.5 医疗领域的发展

在物联网技术的带动下，使单片机技术在医疗领域的发展也变得十分迅猛，许多电子产品的出现，大大提高了医疗水平，如监护仪、超声诊断系统、分析仪等，这些都是典型的单片机电子产品，从而使我国医疗质量得到了大幅提高.

2.6 语言识别领域的发展

物联网环境下，人们在应用物联网技术来实现通讯的同时，还致力于机器语言的开发，这也使单片机技术进一步拓展到语言识别领域中，通过语言合成，能够为人际通信提供更大的便利.利用單片机技术来研发专用的语言处理芯片，能够使其通过波形编码等技术手段来进行语音合成，并实现语音信号的编解码，由单片机对这些语音数字信号进行压缩，从而在需要的时候将这些语音数据进行调用，通过信息读取来对语音进行还原，从而实现人机之间的语音互通.在设计过程中，应对硬件进行合理的布局，使能耗得到降低的同时，尽量缩短CPU的处理时间，并尽可能地减少芯片的应用数量，同时利用中断使用的方法来达到低功耗的目的.

2.7 自动化监控领域的发展

在自动化监控领域，单片机技术在极大程度上满足了人们的监控需求.现如今，在物联网环境下，单片机监控产品的不断增多，使其能够根据不同信号种类来进行各种类别的声光报警，并自动控制设备的启动和关闭，同时在必要情况下还能通知相关人员来进行确认.

3 基于物联网环境的单片机技术应用实例分析

为了进一步分析基于物联网环境的单片机技术，以下便以多机通信系统为实例，以此分析单片机技术的发展与应用.

3.1 物联网环境下多机通信系统的网络协议

在物联网环境下，多机通信系统便是一种典型的单片机技术产品，其不仅采用了单片机技术，还应用了计算机技术与网络技术，通过这些技术的灵活运用，能够使其更好应用于通讯领域中.在多机通信系统中，网络协议是其运行基础，并且也是数据交换过程中所必须遵循的规则.因为多机通信系统的通信机有很多台，但其服务机只有一个，因此需要采用TCP/IP协议，为了使多台通信机能够彼此实现通信，需要建立一个新的网络协议.在进行数据传输时，由服务端发送数据咨询指令，该指令会重复发送两次，第一次是对网络协议和答案进行咨询，当检测到既定值不同时，服务端会第二次发送咨询命令，并自动绕开该客户端，和下一客户端进行通信咨询，直至客户端回签和网络协议中的既定信息相同为止，这样便可实现服务端和该客户端的数据传输.当客户端中断接收数据，则数据会按照原来的路径返回至服务端.

3.2 单片机在物联网环境下实现多机通信的拓扑结构

在多机通信系统中，基于物联网环境的单片机技术要想实现多机通信功能，就必须要设计一个合理的网络拓扑结构，网络拓扑结构应采用总线型，这样能够方便服务机对网络资源进行统一的分配与管理.服务端则会向每个客户端发送数据咨询指令，当具备一个发配时间时，会通过网络总线来对发配时间进行分配，否则会自动跳过该客户端.在多机通信系统中，所有客户端都能看到其他机器的数据发送状态.如图1所示为基于单片机技术的多机通信系统网络拓扑结构.

3.3 基于物联网环境的单片机接口电路应用

在基于物联网环境的单片机技术发展中，对于多机通信系统的设计，除了要对其网络协议与拓扑结构进行设计以外，其接口电路的设计也是非常重要的.通过单片机技术来进行网络接口设计，能够实现对数据的接收、提交与中继等功能，使其能够在网络环境下提供系统信号，并确保各端口之间实现同构.在设计过程中，应确保其满足多机通信系统的功能要求，利用四个单片机来实现对数据的共同接收，各个单片机都配备有相应的端口.在系统运行过程中，如果系统空闲，则不会进行数据传输，此时四个单片机会将接口信号转变为低电平，并由单片机来支撑整个网络状态，当系统需要进行数据接收与传输时，系统会根据实际需要利用单片机来调用相应的接口.

3.4 单片机在其他结构的应用

在基于物联网环境的多机通信系统中，单片机技术在应用过程中需要设计服务端与客户端的电路，通过模块化设计方法来分别设计电路，然后与同一电路板进行连接，其中客户机电路要进行编址，服务机电路则采用固定地址，并由单片机对ADC数据进行读取，然后在显示器中进行显示，使系统人员能够通过显示器来查看各个客户端的工作状态，并利用单片机来实现各个客户机的网络监管.如图2所示为基于物联网环境的多机通信系统功能模块.

在多机通信系统中，每台设备均有着相应的驱动程序，这些驱动程序都可利用单片机来进行控制与调用.除此之外，用户在下达指令时，可利用键盘来进行控制命令的输入，而这就需要设计一个键盘程序，通过在键盘程序中输入各个部件的工作参数，并在显示器中进行参数对比，能够实现对系统稳定性及可靠性等方面的检验.

4 单片机技术在物联网环境下的发展趋势

基于物联网环境的单片机技术发展趋势主要体现在四个方面，分别是CPU、微型化、低功耗半导体以及存储器.首先，对于单片机技术来说，CPU是其核心所在，随着CPU性能的不断提高，必然会促进单片机技术的发展，现如今，CPU经过不断的改进与变革，使其在数据处理方面的适用性得以不断提高，而在此过程中，总线宽度得以不断拓展，并由原来的8位逐渐拓展至32位.在不久的将来，总线宽度不仅会得到进一步的拓展，CPU结构也将从原来的单CPU结构转变为双CPU结构，从而更加快速的推动单片机技术的发展.其次，单片机技术必将向着微型化的方向发展，其芯片体积在缩小的同时，功能模块也将得到进一步的扩展，从而使单片机能够同时兼顾低功耗与功能性.再次，单片机技术所采用的半导体将得到进一步的革新，传统的CMOS半导体虽然有着较低的功耗，但其运行速度却较慢，这也使科研人员更致力于将能耗更低、速度更快的CHMOS半导体应用于单片机技术中.最后，在存储器发展方面，将持续对存储器进行优化与革新，并发展为利用闪速存储器来实现数据读写与存储，以此防止因意外断电而造成数据丢失的问题，使单片机技术的系统结构得到简化的同时，还能大幅提高單片机存储器的容量.

总而言之，随着物联网在各个领域中的普及与应用，使单片机电子产品得以不断增多，这在很大程度上促进了单片机技术的发展，并在不断发展过程中，将与更多现代化技术方法相结合，从而研发出功能更加强大、性能更加先进的电子产品，使其能够在人类的生产生活中发挥更为重要的作用.

参考文献：

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作者：樊国强