基于GSM和LPC2138的基站監(jiān)控模塊的設(shè)計(jì)

1.4 GSM通信模塊

GSM通信模塊我們采用西門子公司的TC35。TC35是Siemens公司推出的新一代無線通信GSM模塊，可以快速安全可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音傳輸、短消息服務(wù)(Short Message Service)和傳真。模塊的工作電壓為3.3-5.5v，可以工作在900MHz和1800MHz兩個(gè)頻段，所在頻段功耗分別為2W(900M)和1W(1800M)。模塊有AT命令集接口，支持和PDU模式的短消息，TEXT文本僅支持英文，我們采用PDU模式。

根據(jù)系統(tǒng)的通信協(xié)議信息的發(fā)送是以發(fā)送數(shù)據(jù)幀為主要方式，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀包括起始標(biāo)志單元、命令單元、CRC校驗(yàn)單元、結(jié)束標(biāo)志單元等四部分。采用PDU模式時(shí)，一個(gè)數(shù)據(jù)幀能夠包含140個(gè)字節(jié)(70個(gè)漢字)的數(shù)據(jù)量，中文字符按照UNICODE進(jìn)行編碼。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)其格式為：服務(wù)中心地址／PDU類型／接收主地址／協(xié)議識(shí)別碼／數(shù)據(jù)譯碼方案／有效周期／用戶數(shù)據(jù)長(zhǎng)度／用戶數(shù)據(jù)；接收數(shù)據(jù)時(shí)其格式為：服務(wù)中心地址／PDU類型發(fā)信方地址／協(xié)議識(shí)別碼／數(shù)據(jù)譯碼方案／服務(wù)中心收到消息的時(shí)間／用戶數(shù)據(jù)長(zhǎng)度／用戶數(shù)據(jù)。在軟件設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)PDU數(shù)據(jù)格式編寫相應(yīng)的AT命令，即可實(shí)現(xiàn)短信息的收發(fā)。

2 監(jiān)控模塊的軟件設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)監(jiān)控模塊軟件時(shí)，采用模塊化設(shè)計(jì)。具體的說分為監(jiān)控、告警、查詢、設(shè)置四部分。對(duì)于監(jiān)控模塊和告警模塊，在其數(shù)據(jù)處理上采用一點(diǎn)多采去極值求平均法，即我們對(duì)一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)采集多個(gè)值去掉最大值和最小值然后求平均，這個(gè)平均值就作為該點(diǎn)的數(shù)據(jù)值。這樣可以消除突發(fā)脈沖干擾，降低隨機(jī)噪聲的干擾，從而進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的抗干擾性能和穩(wěn)定性。監(jiān)控模塊的主程序流程。

程序初始化為上電初始化，首先清空內(nèi)部RAM；內(nèi)部RAM讀入的屬性值包括：各通道的屬性值、空調(diào)的設(shè)置值、市電的設(shè)置值、蓄電池組輸出電壓的設(shè)置值、溫濕度設(shè)置值、人員入侵和盜警的設(shè)置值、信息服務(wù)中心號(hào)碼、基站相關(guān)維護(hù)人員號(hào)碼、系統(tǒng)時(shí)間等。監(jiān)控主要是將采集到的系統(tǒng)信息發(fā)送至監(jiān)控中心，并且執(zhí)行來自監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程控制命令；告警模塊主要是對(duì)告警信息做出反應(yīng)，針對(duì)不同的告警信息做出相應(yīng)的處理；查詢模塊和設(shè)置模塊是基站例行巡檢時(shí)供巡檢人員查詢和設(shè)置系統(tǒng)信息時(shí)使用，采用中斷模式。

系統(tǒng)的警情可以分為動(dòng)力設(shè)備告警和環(huán)境參量告警。動(dòng)力設(shè)備告警包括設(shè)備故障告警和市電停電告警，對(duì)于設(shè)備故障告警，需將警情通過GSM模塊發(fā)維護(hù)短信息給技術(shù)人員；而市電停電告警，首先采用蓄電池組提供動(dòng)力，由于蓄電池組不能長(zhǎng)時(shí)間的給通信設(shè)備提供動(dòng)力，而且它的輸出電壓會(huì)隨著蓄電池組電量的減少而降低，而且當(dāng)其電量減少到一定程度時(shí)其減少速度會(huì)猛然加快，所以如果當(dāng)蓄電池組的輸出電壓到一個(gè)特定值的時(shí)候且市電沒有恢復(fù)，則通過GSM模塊通知基站負(fù)責(zé)人去發(fā)電；如果基站內(nèi)部配備發(fā)電機(jī)，市電停電時(shí)就啟動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，市電恢復(fù)時(shí)關(guān)閉，若發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障，則發(fā)送相應(yīng)的維護(hù)信息給基站負(fù)責(zé)人。

環(huán)境參量告警包括門磁、紅外、煙霧、水淹、溫濕度等環(huán)境參量的告警。在基站門的內(nèi)側(cè)安裝一個(gè)被動(dòng)紅外傳感器，在處理門磁和紅外傳感器的信號(hào)時(shí)，我們采用只采集一次的方案，如果同時(shí)有門磁告警和紅外告警我們判定為人員入侵或者為盜警，這時(shí)啟動(dòng)聲光報(bào)警，并發(fā)信息給基站負(fù)責(zé)人，同時(shí)上報(bào)監(jiān)控中心；如果檢測(cè)到煙霧告警和水淹告警，警情確認(rèn)后發(fā)信息給基站負(fù)責(zé)人讓其去處理；而有溫濕度告警，則開啟空調(diào)，同時(shí)將警情上報(bào)至監(jiān)控中心，如果在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)警情還沒消除，則啟動(dòng)空調(diào)輪換程序。監(jiān)控中心也可根據(jù)具體情況遠(yuǎn)程控制空調(diào)。如果在市電停電期間出現(xiàn)溫濕度告警，則發(fā)相應(yīng)的短信息給基站負(fù)責(zé)人，并上報(bào)監(jiān)控中心備案。

3 結(jié)束語(yǔ)

該監(jiān)控模塊實(shí)現(xiàn)了主管部門對(duì)基站的設(shè)備和環(huán)境參量的集中監(jiān)控，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障并快速的排除，能夠記錄和存儲(chǔ)相關(guān)的重要數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的集中監(jiān)控，節(jié)約了人力資源成本，實(shí)現(xiàn)了基站的無人值守，提高了動(dòng)力設(shè)備、通信設(shè)備運(yùn)行的可靠性，從而降低了基站系統(tǒng)的運(yùn)行成本，提高了移動(dòng)通信系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及服務(wù)質(zhì)量．