基于SMS的單片機(jī)無線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：本文介紹了基于 SMS的單片機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，采用內(nèi)置 CAN控制器的 AT90CAN128作為控制器來實(shí)現(xiàn) J1939的數(shù)據(jù)采集功能，通過串口控制 GSM/GPRS模塊實(shí)現(xiàn)短信發(fā)送，主要采集發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)，可以滿足高時(shí)效等要求。

1.引言

目前，工程機(jī)械不僅力求采用內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)來解決各個(gè)系統(tǒng)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的問題，尤其因?yàn)樾枰?jīng)常工作在偏遠(yuǎn)地區(qū)，工程機(jī)械希望結(jié)合電子通訊等行業(yè)，采用發(fā)高性價(jià)比的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)化的要求，汽車行業(yè)已經(jīng)開始引入現(xiàn)場(chǎng)總線，并且形成了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)— J1939標(biāo)準(zhǔn)[6]，并且相關(guān)的產(chǎn)品系統(tǒng)逐漸進(jìn)入國內(nèi)市場(chǎng);而短消息服務(wù)業(yè)務(wù) SMS作為 GSM網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)，具有：永遠(yuǎn)在線;不需撥號(hào);價(jià)格較便宜;覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，特別適用于小流量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。 GSM短信業(yè)務(wù)[2]、J1939數(shù)據(jù)采集[8]、無線監(jiān)控系統(tǒng)都是近年來研究的熱點(diǎn)問題，但是將三者結(jié)合起來的設(shè)備在國內(nèi)為數(shù)不多。將三者集合起來，不僅可以解決單點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，更貫穿密集的網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)節(jié)點(diǎn)，使結(jié)構(gòu)更加靈活，又可以進(jìn)一步降低成本。本文設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)就是綜合了以上三者的在工程機(jī)械上的一個(gè)應(yīng)用。安排設(shè)計(jì)了一個(gè)安裝在工程機(jī)械上的裝置，帶有符合 J1939標(biāo)準(zhǔn)[6]的 CAN總線接口以讀取總線上發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，然后將這些信息定時(shí)通過GSM短信形式發(fā)送出去的監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)工程機(jī)械的使用有很多實(shí)際意義。整體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示與發(fā)送的功能，用戶不僅可以根據(jù)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)狀況，而且可以把相關(guān)參數(shù)以短消息形式發(fā)送給監(jiān)控中心，完成遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且可以保存作為后期研究比較的依據(jù)。

2.系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)本課題所設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)是基于 GSM的短信業(yè)務(wù)，并且采用 AT90CAN28作為控制器來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的?？傮w結(jié)構(gòu)圖如下圖 1：

設(shè)計(jì)中主要研究的是監(jiān)控系統(tǒng)終端的硬件設(shè)計(jì)，其中監(jiān)控中心可以是用戶手機(jī)也可以是載有 GSM模塊的 PC。

2.1、監(jiān)控終端的硬件模塊化設(shè)計(jì)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖 2

硬件設(shè)計(jì)時(shí)采用了模塊化思想，將監(jiān)控終端分成五大模塊：電源、J1939數(shù)據(jù)采集、 GSM短信模塊、人機(jī)界面(包括鍵盤和液顯)和控制模塊。

控制模塊使用的單片機(jī)是 AVR出產(chǎn)的具有 RISC 內(nèi)核的 8位低功耗 CMOS微處理器，典型特點(diǎn)：內(nèi)置 CAN控制器，顯著的節(jié)省了硬件資源 ,簡化了程序代碼。而短信模塊選擇的是西門子公司的GSM/GPRS模塊MC35i;液晶顯示模塊則是選用了北京青云 LCM12864ZK，可顯示四行，每行 8個(gè)漢字。