基于GSM短消息接口的MC3一體化遙測系統

引言

GSM（Global System for Mobile Communication）是全球移動(dòng)通信系統的簡(jiǎn)稱(chēng)。在GSM中，唯一不需建立端到端通道的業(yè)務(wù)就是端消息業(yè)務(wù)（SMS），在移動(dòng)設備處于點(diǎn)與點(diǎn)通信狀態(tài)下，還能同時(shí)實(shí)現短消息業(yè)務(wù)。短消息只能傳送一句話(huà)，這種通信是異步進(jìn)行的。作為GSM系統，每條短消息都是作為單獨的時(shí)間來(lái)處理的，短消息的傳送都是經(jīng)過(guò)短消息服務(wù)中心進(jìn)行周轉的。

由于點(diǎn)對點(diǎn)短消息不需單獨建立通信通道，因此費用較低。移動(dòng)、聯(lián)通用戶(hù)內部發(fā)短信息收費0.1元，移動(dòng)與聯(lián)通過(guò)發(fā)0.15元。每條短消息可以傳送160個(gè)7比特編碼數據或140個(gè)8比特編碼數據，或70個(gè)UNICODE碼。因此，在一些對實(shí)時(shí)性和數據傳輸量和傳輸速度要求不是很高的測控系統中，可以利用GSM短消息接口進(jìn)行數據和控制指令傳輸，這樣就可以節約首期龐大的投資去建立無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )。
 

1 MC3一體化測控系統

MC3一體化就是在一臺測控儀器同時(shí)具有測量（measurement）、數據采集（collection）、通信（communication）、控制（control）功能?，F代獨立儀器已不僅僅要求具有測量、數據采集并顯示的功能，而且還要求具有通信和控制多種功能，同時(shí)還要體積小、功耗低，其結構示意如圖1所示。MC3一體化就是要改變過(guò)去那種各種總線(xiàn)技術(shù)將測量、數據采集、通信、控制等功能模塊分散互連，而將這些功能模塊做1個(gè)儀器里面，或者做在1個(gè)電路板上，甚至于在芯片上集成。這樣可以提高系統穩定性、減小系統所占空間、減小功耗、節約電能。MC3一體化將會(huì )成為獨立儀器發(fā)展的一個(gè)方向，尤其在遙測領(lǐng)域。

2 MC3一體化遙測系統的硬件組成

基于GSM網(wǎng)絡(luò )的MC3一體化遙測系統的測量和數據采集由1個(gè)溫度傳感器芯片DS18B20完成。DS18B20是一種可組網(wǎng)數字式溫度傳感器。根據單總線(xiàn)獨特的優(yōu)點(diǎn)，它可以使用戶(hù)輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò )，并可使多點(diǎn)溫度測量電路變得簡(jiǎn)單、可靠?？山M網(wǎng)數字式溫度傳感器DS18B20是DS1820的更新產(chǎn)品，它在電壓、特性及封裝方面都具有優(yōu)勢，給了用戶(hù)更多的選擇，讓用戶(hù)可以更方便地構建適合自己的測溫系統。DS18B20充分利用了單總線(xiàn)的獨特優(yōu)點(diǎn)，可以輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò )，提高系統的抗干擾性，使系統設計更靈活、方便，而且適合于在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行現場(chǎng)溫度測量。系統的通信部分是利用一個(gè)西門(mén)子手機，對溫度數據進(jìn)行傳輸，同時(shí)接收來(lái)自外界的控制指令?；旧纤械氖謾C都提供了一個(gè)用戶(hù)接口，這些接口的作用主要用于維修。

西門(mén)子手機短信息的發(fā)送和接收由微控制器AT89C51處理，并根據相應的處理，向遠端移動(dòng)用戶(hù)發(fā)送相應的溫度值，同時(shí)作為微控制器，接受遠端的指令，識別、翻譯并控制執行機構執行。執行機構由繼電器控制1個(gè)直流風(fēng)扇。系統的硬件框圖如圖2所示。

3 MC3一體化遙測系統的軟件設計

系統開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵和主要難點(diǎn)是手機的短消息就接口開(kāi)發(fā)。手機短消息的開(kāi)發(fā)主要包括手機短消息的用戶(hù)數據區編碼和解碼、通信模式設定和聯(lián)機測試、短消息的收發(fā)、收發(fā)數據的關(guān)鍵命令字的模式匹配等。手機接口開(kāi)發(fā)主要利用由愛(ài)立信、摩托羅拉和惠普共同提出的AT指令集。AT指令是基于字符的命令結構，有TEXT模式和PDU模式，還有早期使用的BLOCK模式。BLOCK模式是二進(jìn)制流命令格式，具有很強的檢錯、糾錯能力，主要用在通信鏈路不可靠的環(huán)境中。TEXT模式是基于字符的，更具體地說(shuō)是基于A(yíng)SCII碼的一種結構模式，每一條命令很容易讀懂。PDU模式也是基于字符的，準確地說(shuō)，是基于十六進(jìn)制的，數據和代碼都經(jīng)過(guò)編碼了，所以無(wú)法直接讀懂。PDU模式在GSM移動(dòng)設備中使用最為普遍。西門(mén)子C35I只支持PDU模式。不同廠(chǎng)家的GSM終端接口是會(huì )不相同的。其結構為AT+命令=參數。例如，讀取手機上全部未讀過(guò)的SMS消息，最簡(jiǎn)單的辦法是用AT+CMGL=0；而用AT+CMGL=4則可讀取全部SMS消息，無(wú)論讀過(guò)與否。圖3給出本系統的軟件流程圖。

結束語(yǔ)

基于GSM短消息接口的MC3一體化遙測系統經(jīng)測試運行，工作穩定可靠，遠端手機可以是任何移動(dòng)用戶(hù)，但命令碼可以只對稱(chēng)定人開(kāi)放，所獲取的數據經(jīng)過(guò)編碼外，還可以進(jìn)行數據加密，確保系統的安全性。系統具有很強的可擴展性，能在無(wú)人值守、家用電器狀況監視、車(chē)輛安全等方面有實(shí)際的應用；也可以在許多場(chǎng)合使用，如數據采集、商業(yè)零售、遙控遙測、全球定位、交通管制、汽車(chē)防盜和跟蹤、電子零售、安保產(chǎn)品、移動(dòng)銀行、移動(dòng)ATM取款機上得到應用。