基于GSM技術(shù)的遠程監控系統

TC35模塊主要是由射頻天線(xiàn)、內部FLASH、GSM基帶處理器、匹配電源和一個(gè)40腳的ZIP插座組成[3]。TC35接口電路設計主要是40針的電纜與單片機的接口。其中，1∽5腳提供3.3∽5.5V峰值2A的直流電源；6∽10接地；15腳為點(diǎn)火信號，接到單片機的P1.7，可以通過(guò)軟件啟動(dòng)模塊。16腳∽23腳是RS232串口的功能引腳，18腳、19腳分別為發(fā)送RXD和接收TXD引腳。24腳∽29腳對應的是SIM卡的引腳。32腳為指示燈引腳，當未插入SIM卡或40腳的電纜沒(méi)有接好或者模塊正在入網(wǎng)時(shí)，指示燈處于閃亮狀態(tài)，亮600ms 滅600ms；當模塊登錄網(wǎng)絡(luò )時(shí)，指示燈亮75ms滅3s。

圖2 數據采集電路

3.3遙調電路設計

遙調電路主要是為了遠程調節各種功率放大器的增益，它采用固態(tài)非易失性數字電位器X9241。數字電位器是一種特殊的DAC，它的模擬量輸出不是電壓或電流，而是電阻?；瑒?dòng)單元的位置是由CS、U/D、INC三個(gè)輸入端控制[4]。當CS為高，INC為高時(shí)，滑動(dòng)端的位置可以被儲存在一個(gè)非易失性存儲器內，因此在下一次上電工作時(shí)可以被重新調用。當電位器的滑動(dòng)端移到某一新位置時(shí)，而保持INC為低，CS為高時(shí)，此位置不存儲。VH、VL、VW相當于一般電位器的三個(gè)端。

3.4看門(mén)狗電路與溫度傳感器電路的設計

看門(mén)狗電路為了防止由于程序跑飛和電源的故障引起的工作不正常，其中MAX813L為看門(mén)狗監控芯片，可為CPU提供上電復位、掉電復位、手動(dòng)復位、看門(mén)狗及電壓比較器功能。在上電期間，當電源電壓超過(guò)其復位門(mén)限后，813L產(chǎn)生一至少140ms 脈寬的復位脈沖，當掉電或電源波動(dòng)下降到低于復位門(mén)限1.25V后也產(chǎn)生復位脈沖，確保任何情況下系統正常工作。當程序跑飛時(shí)，WDO輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?，并保持?40ms以上，813L產(chǎn)生復位信號，同時(shí)看門(mén)狗定時(shí)器清0。溫度傳感器電路為了測量直放站的溫度。由于采集的溫度范圍屬于常溫范圍，所以采用晶體管傳感器LM335。它的輸出電壓與熱力學(xué)溫度成正比，靈敏度10mv/c。輸出后的電壓經(jīng)過(guò)LM358放大器的放大后送A/D轉換器。

4 軟件設計

4.1短消息服務(wù)業(yè)務(wù)

短消息服務(wù)業(yè)務(wù)是GSM系統提供給用戶(hù)的一種數字業(yè)務(wù)，它與話(huà)音傳輸及傳真一樣同為GSM數字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )提供的主要電信業(yè)務(wù)，SMS的收發(fā)占用的是GSM網(wǎng)絡(luò )的信令信道，不會(huì )占用普通話(huà)音信道，而且它是雙向通信，具有一定的交互能力。而且SMS具有較高的可靠性，短消息發(fā)送端的用戶(hù)可知道短消息是否已經(jīng)到達接收端，由于短消息依靠了SMSC短消息服務(wù)中心的存儲和轉發(fā)機制，當接收端用戶(hù)關(guān)機或不在服務(wù)區內時(shí)，SMSC會(huì )暫時(shí)保存該短消息，接收端用戶(hù)如果在規定時(shí)間內重新處于工作狀態(tài)，SMSC會(huì )立刻發(fā)送短消息給接收端用戶(hù)，當發(fā)送成功時(shí)會(huì )返回發(fā)送端用戶(hù)一個(gè)確認信號。SMS充分利用了GSM網(wǎng)絡(luò )的基站覆蓋廣的特點(diǎn)和全程全網(wǎng)的優(yōu)勢，具有極佳的移動(dòng)性，使得任何一個(gè)申請了短消息服務(wù)的GSM無(wú)線(xiàn)終端用戶(hù)在全網(wǎng)范圍內獲得服務(wù)。每個(gè)短消息的信息量限制為140個(gè)八位組、140個(gè)英文字符或70個(gè)中文字符。如果超過(guò)此長(cháng)度，則要分多次發(fā)送。

4.2系統軟件功能

該系統的軟件設計包括：上位機軟件設計；下位機軟件設計；下位機與上位機通信軟件設計。其中上位機軟件設計包括監控中心主界面設計和數據庫程序設計；下位機軟件設計包括數據采集及A/D轉換程序和越限報警程序。由于該系統采用的是一點(diǎn)對多點(diǎn)的雙向數據傳輸，因此每個(gè)控制終端都有自己的地址碼。上位機可以查詢(xún)下位機，下位機也可以定時(shí)發(fā)送數據給上位機。因為下位機與上位機通信是通過(guò)短消息來(lái)完成的，所以通信軟件設計的關(guān)鍵是單片機如何發(fā)送AT命令。發(fā)送和接收SMS信息有兩種方式：基于AT命令的文本模式和基于AT命令的PDU(protocol description unit Mode)模式。西門(mén)子的手機大多只支持PDU模式，在PDU模式下短信息正文經(jīng)過(guò)編碼后轉換成UNICODE碼被傳送[5]。由于我們采用的是西門(mén)子的TC35手機模塊和TC35T手機終端，所以本文主要采用PDU模式發(fā)送和接收數據。在程序設計中，采用通訊協(xié)議的做法，由上位機發(fā)出控制命令或數據采集命令，讓各個(gè)下位機將檢測的數據傳過(guò)來(lái)，同時(shí)進(jìn)行校驗，以保證數據的正確性。

5 結束語(yǔ)

本文介紹的直放站監控系統集計算機、通信技術(shù)于一體，采用先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)通訊模塊和最成熟、最完善、應用最廣的GSM作為數據傳輸的平臺，通過(guò)短消息業(yè)務(wù)完成直放站與集中監控中心的通信。短消息業(yè)務(wù)特別適用于需頻繁傳送小數據量的應用，還適用于偏遠地區、架設通信線(xiàn)路困難的地方。對于直放站來(lái)說(shuō)，它一般放在偏遠地區，應用短消息業(yè)務(wù)來(lái)傳送數據最為合適。該系統目前已投入運行，實(shí)踐證明其工作性能非?？煽?，且具有良好的市場(chǎng)前景。

本文作者的創(chuàng )新點(diǎn)是借助短消息業(yè)務(wù)具有永遠在線(xiàn)、不需撥號、價(jià)格便宜、覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，利用GSM網(wǎng)絡(luò )提供的SMS技術(shù)， 實(shí)現了遠程監控系統的遙控、遙測、遙調和遙訊。