基于SMS的單片機無線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

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

1.引言

目前，工程機械不僅力求采用內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)來解決各個系統(tǒng)間進行數(shù)據(jù)交換的問題，尤其因為需要經(jīng)常工作在偏遠地區(qū)，工程機械希望結(jié)合電子通訊等行業(yè)，采用發(fā)高性價比的設(shè)備來實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能。針對網(wǎng)絡(luò)化的要求，汽車行業(yè)已經(jīng)開始引入現(xiàn)場總線，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)逐漸進入國內(nèi)市場;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：永遠在線;不需撥號;價格較便宜;覆蓋范圍廣等特點，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，不僅可以解決單點的實時監(jiān)測，更貫穿密集的網(wǎng)絡(luò)上各個節(jié)點，使結(jié)構(gòu)更加靈活，又可以進一步降低成本。本文設(shè)計的遠程監(jiān)控系統(tǒng)就是綜合了以上三者的在工程機械上的一個應(yīng)用。安排設(shè)計了一個安裝在工程機械上的裝置，帶有符合 J1939標(biāo)準(zhǔn)[6]的 CAN總線接口以讀取總線上發(fā)動機工作狀態(tài)，然后將這些信息定時通過GSM短信形式發(fā)送出去的監(jiān)控系統(tǒng)，對工程機械的使用有很多實際意義。整體系統(tǒng)實現(xiàn)了對發(fā)動機參數(shù)進行實時顯示與發(fā)送的功能，用戶不僅可以根據(jù)需要實時監(jiān)測發(fā)動機狀況，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作為控制器來實現(xiàn)遠程監(jiān)控的?？傮w結(jié)構(gòu)圖如下圖 1：

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

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

硬件設(shè)計時采用了模塊化思想，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、人機界面(包括鍵盤和液顯)和控制模塊。

控制模塊使用的單片機是 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：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個漢字。