基于GSM技術(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

TC35模塊主要是由射頻天線、內(nèi)部FLASH、GSM基帶處理器、匹配電源和一個40腳的ZIP插座組成[3]。TC35接口電路設(shè)計(jì)主要是40針的電纜與單片機(jī)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(jī)的P1.7，可以通過軟件啟動模塊。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(yīng)的是SIM卡的引腳。32腳為指示燈引腳，當(dāng)未插入SIM卡或40腳的電纜沒有接好或者模塊正在入網(wǎng)時，指示燈處于閃亮狀態(tài)，亮600ms 滅600ms；當(dāng)模塊登錄網(wǎng)絡(luò)時，指示燈亮75ms滅3s。

圖2 數(shù)據(jù)采集電路

3.3遙調(diào)電路設(shè)計(jì)

遙調(diào)電路主要是為了遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)各種功率放大器的增益，它采用固態(tài)非易失性數(shù)字電位器X9241。數(shù)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。滑動單元的位置是由CS、U/D、INC三個輸入端控制[4]。當(dāng)CS為高，INC為高時，滑動端的位置可以被儲存在一個非易失性存儲器內(nèi)，因此在下一次上電工作時可以被重新調(diào)用。當(dāng)電位器的滑動端移到某一新位置時，而保持INC為低，CS為高時，此位置不存儲。VH、VL、VW相當(dāng)于一般電位器的三個端。

3.4看門狗電路與溫度傳感器電路的設(shè)計(jì)

看門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為看門狗監(jiān)控芯片，可為CPU提供上電復(fù)位、掉電復(fù)位、手動復(fù)位、看門狗及電壓比較器功能。在上電期間，當(dāng)電源電壓超過其復(fù)位門限后，813L產(chǎn)生一至少140ms 脈寬的復(fù)位脈沖，當(dāng)?shù)綦娀螂娫床▌酉陆档降陀趶?fù)位門限1.25V后也產(chǎn)生復(fù)位脈沖，確保任何情況下系統(tǒng)正常工作。當(dāng)程序跑飛時，WDO輸出由高電平變?yōu)榈碗娖剑⒈３衷?40ms以上，813L產(chǎn)生復(fù)位信號，同時看門狗定時器清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LM358放大器的放大后送A/D轉(zhuǎn)換器。

4 軟件設(shè)計(jì)

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(tǒng)提供給用戶的一種數(shù)字業(yè)務(wù)，它與話音傳輸及傳真一樣同為GSM數(shù)字蜂窩移動通信網(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，不會占用普通話音信道，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)送端的用戶可知道短消息是否已經(jīng)到達(dá)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(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，當(dāng)接收端用戶關(guān)機(jī)或不在服務(wù)區(qū)內(nèi)時，SMSC會暫時保存該短消息，接收端用戶如果在規(guī)定時間內(nèi)重新處于工作狀態(tài)，SMSC會立刻發(fā)送短消息給接收端用戶，當(dāng)發(fā)送成功時會返回發(fā)送端用戶一個確認(rèn)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，具有極佳的移動性，使得任何一個申請了短消息服務(wù)的GSM無線終端用戶在全網(wǎng)范圍內(nèi)獲得服務(wù)。每個短消息的信息量限制為140個八位組、140個英文字符或70個中文字符。如果超過此長度，則要分多次發(fā)送。

4.2系統(tǒng)軟件功能

該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括：上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)；下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)；下位機(jī)與上位機(jī)通信軟件設(shè)計(jì)。其中上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)包括監(jiān)控中心主界面設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計(jì)；下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)采集及A/D轉(zhuǎn)換程序和越限報(bào)警程序。由于該系統(tǒng)采用的是一點(diǎn)對多點(diǎn)的雙向數(shù)據(jù)傳輸，因此每個控制終端都有自己的地址碼。上位機(jī)可以查詢下位機(jī)，下位機(jī)也可以定時發(fā)送數(shù)據(jù)給上位機(jī)。因?yàn)橄挛粰C(jī)與上位機(jī)通信是通過短消息來完成的，所以通信軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是單片機(jī)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。西門子的手機(jī)大多只支持PDU模式，在PDU模式下短信息正文經(jīng)過編碼后轉(zhuǎn)換成UNICODE碼被傳送[5]。由于我們采用的是西門子的TC35手機(jī)模塊和TC35T手機(jī)終端，所以本文主要采用PDU模式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在程序設(shè)計(jì)中，采用通訊協(xié)議的做法，由上位機(jī)發(fā)出控制命令或數(shù)據(jù)采集命令，讓各個下位機(jī)將檢測的數(shù)據(jù)傳過來，同時進(jìn)行校驗(yàn)，以保證數(shù)據(jù)的正確性。

5 結(jié)束語

本文介紹的直放站監(jiān)控系統(tǒng)集計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)于一體，采用先進(jìn)的無線通訊模塊和最成熟、最完善、應(yīng)用最廣的GSM作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠脚_，通過短消息業(yè)務(wù)完成直放站與集中監(jiān)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(shù)據(jù)量的應(yīng)用，還適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)、架設(shè)通信線路困難的地方。對于直放站來說，它一般放在偏遠(yuǎn)地區(qū)，應(yīng)用短消息業(yè)務(wù)來傳送數(shù)據(jù)最為合適。該系統(tǒng)目前已投入運(yùn)行，實(shí)踐證明其工作性能非?？煽浚揖哂辛己玫氖袌銮熬?。

本文作者的創(chuàng)新點(diǎn)是借助短消息業(yè)務(wù)具有永遠(yuǎn)在線、不需撥號、價格便宜、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(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的遙控、遙測、遙調(diào)和遙訊。