ＧＳＭ在空調水浸報警系統中的應用
2008-04-12 00:00:00馮明發夏繼媛蘇子京
現代電子技術 2008年10期
摘 要：SMS短信息服務作為GSM（Global System for Mobile communications，全球移動通信系統）網絡的一種基本業務已得到越來越多的系統運營商和系統開發商的重視，以GSM網絡作為數據無線傳輸網絡，可以開發出多種前景極其樂觀的各類應用。給出一個小型的嵌入式SMS英文短信息接口的設計，實現空調漏水報警系統。
關鍵詞：GSM;嵌入式；無線傳輸網絡；空調漏水報警系統
中圖分類號：TN915 文獻標識碼：B
文章編號：1004-373X(2008)10-064-03
Application of GSM in Air Conditioning Flooding Alarm System
FENG Mingfa，XIA Jiyuan，SU Zijing
(Electronic and Information Engineering，Shenzhen Polytechnic College，Shenzhen，518055，China)
Abstract：SMS (Short Message Service) is regarded as a basical service and it has been noticed seriously by more and more equipment-operators and emplorders.GSM as a data wireless transmission network，it can develop many applications.This paper provides a small-scale embedded SMS English short message interface design，it realizes air conditioning flooding alarm system.
Keywords：GSM;embedded;wireless transmission network;air conditioning flooding alarm system
1 引 言
隨著現代化的高層建筑不斷增多，漏水和跑水可能在任何建筑物中隨時有發生危險，一旦發生，就可能造成重大損失。空調水浸報警系統，主要用于解決現代高層建筑樓內發生漏水時的報警問題。他可應用于寫字樓、賓館飯的客房房間、設備機房、集中空調機房、計算中心、水泵房等。采用本裝置當某地點漏水超過危險警戒時傳感器會即時檢測到并把信號傳給單片機，單片機記錄準確的漏水位置，并通過GSM以短信方式通知維修人員，進行維護，從而減少由于漏水造成的損失。
2 系統實現
2.1 總體框架介紹
如圖1所示，該系統包含以下模塊： CPU模塊、LCD模塊、GSM通信模塊、報警模塊、存儲模塊、傳感器模塊。CPU模塊采用CPU結構。主微控制器采用高性能AVRATmega16芯片，其與傳感器進行實時聯系，若有漏水信號，則微控制器與GSM通信模塊通信，GSM發送短信通知工作人員哪個地方漏水，把實時記錄的漏水時間和地點記錄下來，方便查詢。
LCD模塊可是用于查詢當前哪個傳感器有問題，則可以節省了大量的時間去查找哪個部分的傳感器有問題。GSM模塊可以節省人力，因為不用工作人員定時去查詢，而是只要等GSM模塊發來的短信通知工作人員去哪個地方檢查就可以。
2.2 系統硬件電路
2.2.1 主控部分電路
如圖2所示，主控單片機選用AVR的 ATmega16芯片。其主要特點：
高速度(50 ns)、低功耗 硬件應用Harward結構，具有預取指令功能，使得指令可以在一個時鐘周期內執行。
工業級產品 具有大電流(灌電流)10～20 mA或40 mA(單一輸出)，可直接驅動SSR或繼電器;有看門狗定時器(WDT)、安全保護、防止程序走飛、提高產品的抗干擾能力。
AVR的I/O口是真正的I/O口，能正確反映I/O口的真實情況。I/O口有輸入/輸出，三態高阻輸入，也可設定內部拉高電阻作輸入端的功能，便于作各種應用特性所需(多功能I/O口)。
如圖２所示，A/D的基準電壓(指參考電壓)可以通過在AREF引腳上加一個電容進行解耦，以更好地抑制噪聲。這里選用一個陶瓷電容104 pF。 A/D的電源（指AVR的供電電壓＋5 V）通過一個LC 網絡與數字電壓源VCC 連接。
2.2.2 主控單片機與GSM模塊接口電路
GSM MODEM 和主控機之間通過RS 232串口進行雙向通信，采用MAX ２３２芯片進行單片機電平轉換，如圖3所示。
2.2.3 聲光報警模塊
當水位到達指定高度時，峰鳴器和LED會同時起作用，進行報警，如圖4所示。
2.2.4 GSM通信模塊
短信息服務作為GSM網絡的一種基本業務，已得到越來越多的系統運營商和系統開發商的重視。本設計以GSM網絡作為數據無線傳輸網絡，選用的是西門子TC35系列的TC35i。他是西門子推出的最新的無線模塊，功能上與TC35兼容、設計緊湊、大大縮小了用戶產品的體積。TC35i與GSM 2/2+兼容、雙頻(GSM900/GSMl800)、RS 232數據口、符合ETSI標準GSM0707和GSM0705，且易于升級為GPRS模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標準的AT命令接口，為數據、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應用開發及設計，如圖5所示。
AT命令使用說明。單片機通過串行口與GSM模塊通信，利用AT命令對模塊進行控制。每條AT都以AT開頭，以
2.3 軟件控制流程
如圖６所示，系統上電復位后進行初始化操作，主要是AVR ATmega16的狀態初始化以及使用到的各個外設模塊的工作模式的設定，包括I/O、AD串口、LCD的初始化等。程序用C編寫而成，在這里就不具體列出。
3 調 試
調試采用串口調試軟件進行模擬，在這里介紹如何檢測GSM MODEM是否連接完好、撥打電話和短信的發送。發送AT 測試連機是否成功。用鍵盤鍵入“at”，如果連機成功，TC35i就會應答“OK”。如圖７所示。
撥打電話，撥號命令 ATD ：撥打電話號碼 。使用方法：atd＋“撥打的電話號碼”＋；（注意：使用這個命令時候，號碼后面要加分號）發送短消息，命令： AT+CMGS。使用方法：at+cmgs=“電話號碼”＋回車。軟件會出現＞，然后在后面添加短信內容，比如：Hi!，之后按ctrl＋z，等待短信息中心返回的信號＋CMGS：41，發送成功后，會出現“OK”。如圖９所示。
４ 調試過程與難點
在進行軟件調試的過程中，要把硬件部分先設計好，首先是傳感器部分，在設計時，先是選用TL0802。出來的效果不明顯，最后選用LM358，隨著水位的變化，水的電阻也會變化，通過LM358，以輸出的電壓作為A/D的輸入。
硬件的設計上考慮到以后的升級，預留2個外部中斷按鈕。為了調試和軟件升級的方便，在電源上增加USB電源接口，以后調試就不用繁重的變壓器電源。
５ 結 語
本文給出利用GSM短消息模式實現基于無線網絡的空調水浸報警系統方案，該方案采用現有的GSM網絡，具有覆蓋范圍廣、可靠性高、費用低廉等諸多優勢。同時，方案用GSM模塊實現報警信息的遠程無線發送，相對用專人檢測而言、節省了人力資源、提高了工作效率。完全可以應用到許多場合，具有廣泛的應用意義。
參 考 文 獻
［1］馬潮，詹衛前，耿德根. ATmega8原理及應用手冊［M］.北京：清華大學出版社，2003.
［2］肖學云.無線電元器件精匯［M］.北京：人民郵電出版社，2005.
［3］詹衛前.AVR單片機C語言開發入門指導［M］.北京：清華大學出版社，2004.
［4］Siemens，Inc．AT-Commands for GSM-Engine TC35［Z］.2001.
作者簡介 馮明發 男，1958年出生，副教授。研究方向為自動化技術。
夏繼媛 女，1979年出生，講師。研究方向為智能控制。
蘇子京 男，1983年出生，廣東人。研究方向為智能控制。
