基于GSM技術(shù)的遠程監控系統

引言

為了消除GSM公網(wǎng)信號盲區，延伸覆蓋范圍，需要在一些偏遠的地區或話(huà)務(wù)較少的地方設置直放站。然而直放站經(jīng)常出現交流電源系統不穩定、溫度變化影響直放站正常工作、電子器件參數變化影響放大器放大倍數等問(wèn)題 [1]。上述問(wèn)題的出現會(huì )影響GSM公網(wǎng)的覆蓋面積，使部分用戶(hù)通訊中斷或無(wú)法使用。但是受這些地區交通、通訊等的局限，直放站的維修變的很困難。為了解決這些問(wèn)題，我們設計了該監控系統，它將告警信息通過(guò)手機短消息的方式發(fā)送到集中監控中心實(shí)現了直放站的遙控，即遠程控制電源的通斷；遙測，遠程測量各種開(kāi)關(guān)量；遙調，遠程調節功率放大器的增益；遙訊，遠程查詢(xún)采集各種模擬量。

1系統方案l

根據系統要求，為實(shí)現遙控、遙測、遙調和遙訊，該監控系統應具備如下功能：實(shí)時(shí)監控直放站交流電源的變化，若超過(guò)270伏，必須自動(dòng)切斷動(dòng)力電源；實(shí)時(shí)監控直放站當地的溫度變化，當溫度超過(guò)上限值時(shí)啟動(dòng)排風(fēng)裝置。當溫度低過(guò)下限值時(shí)啟動(dòng)加溫裝置；實(shí)時(shí)監控各種放大器的工作狀態(tài)，包含：功率上行放大器，功率下行放大器，低噪聲功率上行放大器，低噪聲功率下行放大器，微波功率放大器。當各放大器參數變化偏離正常范圍后，可實(shí)現遠程自動(dòng)調節。

根據需求分析，對該監控系統作如下方案：首先，在直放站機箱內安放控制終端，主要作用是采集所有的模擬量和開(kāi)關(guān)量，同時(shí)可以控制交流電源的切換和調節各種放大器的放大倍數。其次，設置主控中心,主要作用是接收所有直放站控制終端上傳的數據，并存儲到數據庫中，同時(shí)下傳控制命令到各終端，控制命令有數據采集、參數設置和遠程控制等。再次，主控中心與控制終端的數據通訊利用公網(wǎng)實(shí)現?？刹捎命c(diǎn)對點(diǎn)的直接數據通訊，也可采用移動(dòng)通訊的短信息SMS（Short Message Service）兩種方式。直接數據通訊方式實(shí)時(shí)性強、傳送速度快，但其通訊成本高。SMS方式則是首先將信息發(fā)送到短信息中心，然后再由短信中心排隊依次發(fā)送到各自目標地。所以該方式實(shí)時(shí)性差，通訊連通速度慢。但短消息方式成本最低，不存在占用信道的問(wèn)題[2]。從本題目實(shí)際情況看，實(shí)時(shí)性和速度的要求并不很高，因此，選擇SMS方式作為控制終端與主控中心的通訊方式完全可行。

2 系統組成及工作原理

該系統由直放站監控部分、手機模塊、手機終端和集中監控中心四部分組成。系統的原理框圖如圖1所示。集中監控中心通過(guò)通道1發(fā)送命令，首先通過(guò)TC35T發(fā)送設置命令，初始化直放站，設置需要采集的模擬量和開(kāi)關(guān)量，設置系統的密碼，設置維修人員的手機號碼；然后發(fā)送采集命令，采集各種數據量。采集完數據量后，經(jīng)下位機的處理，通過(guò)通道2以短消息的方式發(fā)送到集中監控中心，中心將數據整理存入數據庫中。如果直放站出現了故障，直接通過(guò)TC35模塊發(fā)送故障信息到維修人員手機上，同時(shí)監控中心接收發(fā)自直放站的告警信息，并進(jìn)行相應的處理，如判定告警地點(diǎn)、告警類(lèi)型及相應的原因、及時(shí)通知值班和相關(guān)維護管理人員、對告警信息進(jìn)行統計和分析、設置告警監控模塊配置信息等。當故障排除后，下位機同樣發(fā)送短消息到監控中心，通知中心故障排除，可以正常采集數據了。每個(gè)直放站都對應有維修人員。

3 硬件電路設計

系統的硬件電路設計包括數據采集電路設計、TC35接口電路設計、遙調電路設計、看門(mén)狗電路及溫度傳感器電路設計等。

3.1 數據采集電路

該系統中的數據采集分為模擬量采集和開(kāi)關(guān)量采集,電路如圖2所示。其中模擬量共采集8路，分別為：直放站功率放大器上行下限檢測量IN0，直放站功率放大器下行下限檢測量IN1，直放站低噪放大器上行下限檢測量IN2，直放站低噪放大器下行下限檢測量IN3，直放站微波功率放大器下限檢測量IN4，直放站交流輸入電壓上限檢測量IN5，直放站交流輸入電壓下限檢測量IN6，溫度檢測量IN7。模擬量采集后送A/D轉換器進(jìn)行轉換，本文采用的是TLC2543串行A/D。開(kāi)關(guān)量也檢測8路，分別為：220V交流電壓檢測，門(mén)禁檢測，光端機發(fā)無(wú)光檢測，光端機收無(wú)光檢測，光端機+12V直流電壓檢測，直放站-48V直流電壓檢測，直放站+24V直流電壓檢測，直放站+12V直流電壓檢測。開(kāi)關(guān)量的檢測通過(guò)光電隔離后送入單片機。

3.2 TC35接口電路設計