基于GSM短消息的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　溫室環(huán)境的各項(xiàng)參數(shù)是否符合規(guī)定要求需進(jìn)行檢測(cè)得知，而科技的發(fā)展為溫室環(huán)境的監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、高效化提供了重要條件。GSM短信息以其覆蓋區(qū)域廣、快捷、高效、準(zhǔn)確、費(fèi)用低廉、受環(huán)境影響小等特點(diǎn)．逐步應(yīng)用于工業(yè)控制、移動(dòng)作業(yè)環(huán)境、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控中?？呻S時(shí)隨地通過GSM模塊以短消息方式發(fā)送和接收現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)，具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、精度高的優(yōu)點(diǎn)，便于數(shù)據(jù)信息的集中管理和遠(yuǎn)程控制。采用 MSP430F149單片機(jī)和TC35i作為核心器件，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境中溫度、濕度、光照強(qiáng)度、CO2濃度等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。并將測(cè)得數(shù)據(jù)定時(shí)以GSM 短消息的方式發(fā)送到手機(jī)、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，也可設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境參數(shù)。當(dāng)環(huán)境參數(shù)不符合環(huán)境要求時(shí)向手機(jī)發(fā)送警報(bào)。因此，該系統(tǒng)是一種低成本、體積小、可移動(dòng)、方便操作的新型環(huán)境監(jiān)測(cè)儀。

　　2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理

　　該系統(tǒng)主要由兩大部分組成：環(huán)境數(shù)據(jù)采集部分和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端。環(huán)境數(shù)據(jù)采集部分主要由環(huán)境數(shù)據(jù)采集傳感器、單片機(jī)MSP430F149和GSM無線收發(fā)模塊等組成。其中環(huán)境數(shù)據(jù)采集傳感器包括溫濕度傳感器、光照傳感器、CO2濃度傳感器，主要完成環(huán)境信息的采集。MSP430F149是一款超低功耗單片機(jī)，能夠在1．8～3．6V電壓、1 MHz的時(shí)鐘下運(yùn)行，具有5種節(jié)電模式；具有強(qiáng)大的處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè)，主要控制環(huán)境數(shù)據(jù)采集傳感器和GSM無線收發(fā)模塊兩者有序工作，它是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心部分，一方面進(jìn)行用戶鑒權(quán)，另一方面將獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成GSM短信模式，并控制TC35i收發(fā)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)。GSM無線收發(fā)模塊即 TC35i，負(fù)責(zé)發(fā)送和接收短信，它可以向用戶監(jiān)測(cè)終端發(fā)送檢測(cè)到的實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，同時(shí)也接收用戶監(jiān)測(cè)終端發(fā)來的命令短信。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端可以是手機(jī)終端或計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心。

　　圖1為系統(tǒng)整體框圖，整個(gè)電路采用MSP430F149結(jié)合外同電路實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度、光照強(qiáng)度和CO2濃度的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。系統(tǒng)循環(huán)監(jiān)控環(huán)境，若出現(xiàn)問題，單機(jī)片立即通過AT命令RS232異步串行接口與GSM收發(fā)模塊進(jìn)行通信，并利用該模塊向手機(jī)終端或計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心發(fā)送短信息。監(jiān)測(cè)者可用短信命令設(shè)置智能模塊，或發(fā)送短消息查詢命令查詢其監(jiān)控情況，從實(shí)現(xiàn)到無線監(jiān)測(cè)。該方式無需撥號(hào)，短信收發(fā)模塊直接把傳輸?shù)膬?nèi)容和終端號(hào)碼傳送給SMSC，再由 SMSC發(fā)送給接收終端。如果發(fā)送失敗，網(wǎng)絡(luò)保留消息重新發(fā)送。

　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　3．1 GSM收發(fā)模塊TC35i

　　TC35i是一款工業(yè)級(jí)GSM模塊，集成有射頻單元和基帶處理器，可工作于900 MHz和1 800 MHz兩個(gè)頻段，支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短消息和傳真功能。TC35i模塊的正常運(yùn)行需要相應(yīng)外圍電路的配合。TC35i共有40個(gè)引腳，通過零阻插座ZIF (Zero Insertion Force)連接器分別與電源、啟動(dòng)與關(guān)機(jī)、數(shù)據(jù)通信、語音通信、SIM卡、指示燈等電路連接。啟動(dòng)電路由開漏極三極管和上電復(fù)位電路組成。TC35i上電1Oms后(電池電壓須大于3V)，為使之正常工作，必須在引腳IGT加時(shí)長(zhǎng)至少為100 ms的低電平信號(hào)，且該信號(hào)下降沿的時(shí)間小于1 ms。啟動(dòng)后，該引腳信號(hào)應(yīng)保持高電平。TC35i的數(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā)，符合ITU2T，RS232接口電路標(biāo)準(zhǔn)，工作在CMO電平(2165 V]，數(shù)據(jù)接口配置為8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無校驗(yàn)位，可以在300 b／s～115 Kb／s的波特率下運(yùn)行。支持的自動(dòng)波特率為418～115 Kb／s。TC35i模塊還支持RTSO／CTSO的硬件握手和Xon／Xoff的軟件流控制，串口RS232通信采用MAX3238器件實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。

　　3．2 數(shù)據(jù)采集傳感器

　　數(shù)據(jù)采集傳感器是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，采集處理環(huán)境參數(shù)，將環(huán)境中的溫濕度、光照強(qiáng)度、CO2濃度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)存人存儲(chǔ)器，系統(tǒng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)帶有有線傳輸方式，通過RS232對(duì)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集與調(diào)試。