基于GSM短消息接口的MC3一體化遙測(cè)系統(tǒng)

引言

GSM（Global System for Mobile Communication）是全球移動(dòng)通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。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(shè)備處于點(diǎn)與點(diǎn)通信狀態(tài)下，還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)短消息業(yè)務(wù)。短消息只能傳送一句話，這種通信是異步進(jìn)行的。作為GSM系統(tǒng)，每條短消息都是作為單獨(dú)的時(shí)間來處理的，短消息的傳送都是經(jīng)過短消息服務(wù)中心進(jìn)行周轉(zhuǎn)的。

由于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息不需單獨(dú)建立通信通道，因此費(fèi)用較低。移動(dòng)、聯(lián)通用戶內(nèi)部發(fā)短信息收費(fèi)0.1元，移動(dòng)與聯(lián)通過發(fā)0.15元。每條短消息可以傳送160個(gè)7比特編碼數(shù)據(jù)或140個(gè)8比特編碼數(shù)據(jù)，或70個(gè)UNICODE碼。因此，在一些對(duì)實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)傳輸量和傳輸速度要求不是很高的測(cè)控系統(tǒng)中，可以利用GSM短消息接口進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制指令傳輸，這樣就可以節(jié)約首期龐大的投資去建立無線通信網(wǎng)絡(luò)。
 

1 MC3一體化測(cè)控系統(tǒng)

MC3一體化就是在一臺(tái)測(cè)控儀器同時(shí)具有測(cè)量（measurement）、數(shù)據(jù)采集（collection）、通信（communication）、控制（control）功能。現(xiàn)代獨(dú)立儀器已不僅僅要求具有測(cè)量、數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)示意如圖1所示。MC3一體化就是要改變過去那種各種總線技術(shù)將測(cè)量、數(shù)據(jù)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(tǒng)穩(wěn)定性、減小系統(tǒng)所占空間、減小功耗、節(jié)約電能。MC3一體化將會(huì)成為獨(dú)立儀器發(fā)展的一個(gè)方向，尤其在遙測(cè)領(lǐng)域。

2 MC3一體化遙測(cè)系統(tǒng)的硬件組成

基于GSM網(wǎng)絡(luò)的MC3一體化遙測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量和數(shù)據(jù)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(shù)字式溫度傳感器。根據(jù)單總線獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它可以使用戶輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，并可使多點(diǎn)溫度測(cè)量電路變得簡(jiǎn)單、可靠。可組網(wǎng)數(shù)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(shì)，給了用戶更多的選擇，讓用戶可以更方便地構(gòu)建適合自己的測(cè)溫系統(tǒng)。DS18B20充分利用了單總線的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，可以輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，提高系統(tǒng)的抗干擾性，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便，而且適合于在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量。系統(tǒng)的通信部分是利用一個(gè)西門子手機(jī)，對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，同時(shí)接收來自外界的控制指令?；旧纤械氖謾C(jī)都提供了一個(gè)用戶接口，這些接口的作用主要用于維修。

西門子手機(jī)短信息的發(fā)送和接收由微控制器AT89C51處理，并根據(jù)相應(yīng)的處理，向遠(yuǎn)端移動(dòng)用戶發(fā)送相應(yīng)的溫度值，同時(shí)作為微控制器，接受遠(yuǎn)端的指令，識(shí)別、翻譯并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由繼電器控制1個(gè)直流風(fēng)扇。系統(tǒng)的硬件框圖如圖2所示。

3 MC3一體化遙測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵和主要難點(diǎn)是手機(jī)的短消息就接口開發(fā)。手機(jī)短消息的開發(fā)主要包括手機(jī)短消息的用戶數(shù)據(jù)區(qū)編碼和解碼、通信模式設(shè)定和聯(lián)機(jī)測(cè)試、短消息的收發(fā)、收發(fā)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵命令字的模式匹配等。手機(jī)接口開發(fā)主要利用由愛立信、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(jié)構(gòu)，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(qiáng)的檢錯(cuò)、糾錯(cuò)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，更具體地說是基于ASCII碼的一種結(jié)構(gòu)模式，每一條命令很容易讀懂。PDU模式也是基于字符的，準(zhǔn)確地說，是基于十六進(jìn)制的，數(shù)據(jù)和代碼都經(jīng)過編碼了，所以無法直接讀懂。PDU模式在GSM移動(dòng)設(shè)備中使用最為普遍。西門子C35I只支持PDU模式。不同廠家的GSM終端接口是會(huì)不相同的。其結(jié)構(gòu)為AT+命令=參數(shù)。例如，讀取手機(jī)上全部未讀過的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，無論讀過與否。圖3給出本系統(tǒng)的軟件流程圖。

結(jié)束語

基于GSM短消息接口的MC3一體化遙測(cè)系統(tǒng)經(jīng)測(cè)試運(yùn)行，工作穩(wěn)定可靠，遠(yuǎn)端手機(jī)可以是任何移動(dòng)用戶，但命令碼可以只對(duì)稱定人開放，所獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼外，還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，確保系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，能在無人值守、家用電器狀況監(jiān)視、車輛安全等方面有實(shí)際的應(yīng)用；也可以在許多場(chǎng)合使用，如數(shù)據(jù)采集、商業(yè)零售、遙控遙測(cè)、全球定位、交通管制、汽車防盜和跟蹤、電子零售、安保產(chǎn)品、移動(dòng)銀行、移動(dòng)ATM取款機(jī)上得到應(yīng)用。