基于GSM短消息的通信電源監控系統的設計

王洪霞,孟麗囡

(遼寧工業大學,遼寧 錦州 121001)

0 引 言

通信電源是通信系統的心臟,為通信系統提供動力,要保證系統正常工作必需對其監控。目前的遠程監控大致有：串行通信、電話線、Web等。然而無論使用上述哪一種監控技術,都需要專門的組網,串行通信監控速度慢,通信距離受限制;電話線監控適合在城市應用,且兩個Modem不停的工作,浪費時間;基于Web監控技術功能比較完善,性能比較優越,但需要投入大量的網絡建設資源,耗資比較大。隨著近年來移動通信網絡的日益擴大,短消息業務得到了飛速發展,各種基于短消息收發的增值服務也日益產生?；诙滔祿粨Q的技術,由于省略了龐大的網絡建設投資和維護費用,對于一些分布廣泛、信息點密度稀疏、信息點經常移動的系統具有很大的優勢。利用現有的GSM(Global System for Mobile Communication)網絡資源,發揮網絡覆蓋率高、傳輸特性好等優勢,為現有數據采集系統提供一種便捷的無線數據傳輸方式,這將成為工業控制及現場監控等領域的發展趨勢。

1 監控系統結構

系統由主站微機控制中心、遠程控制終端、用戶手機組成。主站設備安裝在控制中心或值班中心,監控終端安裝在遠端的通信機房。無線通信采用GSM短信息方式來實現遠程數據的采集與監控,系統的各個部分通過GSM無線通信網絡聯成一體。監控計算機與GSM模塊構成上位機,首先監控計算機通過串行接口與上位GSM模塊通信,通過短信方式向下位機GSM模塊發送指令。下位機GSM模塊接受到指令后,把指令發給單片機,單片機根據指令的內容做出不同的動作。其系統結構如圖1所示。

圖1 監控系統結構

2 系統的硬件簡介

遠程監控終端主要由GSM模塊與單片機系統組成。遠程監控終端將以AT89S52單片機和TT50短信模塊為核心實現對12位A/D轉接口電路、串口通信接口電路、電源電路、復位電路和8位開關的輸入與4位開關量輸出的電路等的設計,如圖2所示。

圖2 硬件系統原理

(1)單片機主要完成數據的采集、轉換與存儲任務,該系統中采用ATML公司生產的AT89S52,該公司高密度非易失性存儲器技術制造,與工業80C51產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程,亦適于常規編程器。在單芯片上,擁有靈巧的 8位CPU和在系統可編程 Flash,使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。

(2)通信模塊采用TT50,無需用戶掌握GSM和SMS方面的知識,無需復雜編程,無需編碼轉換,通過串口透明收發中英文手機短信。短時間內開發出穩定、可靠的基于GSM手機短信通訊的設備。特別適合單片機、嵌入式MCU、PC機收發手機短信。當用PC機開發短信應用系統時,無需短信開發經驗、無需短信二次開發庫,即可應用該短信模塊短時間內開發出您的普通手機短信應用軟件。

(3)存儲電路本次設計采用了X5045作為存儲電路,特別是 X5045中的看門狗對系統提供了保護功能。當系統發生故障而超過設置時間時,電路中的看門狗將通過RESET信號向CPU作出反應。X5045提供了三個時間值供用戶選擇使用。

3 短信技術分析

TT50采用自定義的簡易AT指令來實現短信的收發,發送短信的時候只需要簡單的一條指令“AT+SEND=短信內容”即可,TT50模塊接收到短信內容后會自動將短信內容發出來,用戶編程可采用中斷接收的方式。

3.1 通信模塊的AT指令的介紹

(1)AT+TEL=目標地址設置接收短信的目標地址AT+TEL=?查詢接收短信的目標地址;

(2)AT+MODE=編碼方式;

(3)AT+SEND=短信內容;

(4)AT+BAUD=X回車設置TT50串口通訊的波特率;

(5)AT+BAUD=?查詢當前通訊波特率;

(6)AT+REST=1模塊復位指令,給TT50模塊串口發送該指令后,模塊將復位;

(7)AT+SLEEP=1模塊休眠,這時TT50模塊處于省電狀態;

(8)AT+SLEEP=0模塊喚醒。

3.2 通信模塊的編碼方式

共有四種編碼方式：UCS2、7BIT 、8BIT 、TEXT

(1)UCS2編碼：模塊的默認設置是PDU編碼的UCS2編碼,該編碼可以發送中英文任何字符,但最大只能發送70個中英文字符。

(2)7BIT編碼：7-bit編碼用于發送普通的ASCII字符。

(3)BIT編碼：8-bit編碼通常用于發送數據消息。

(4)TEXT編碼：Text Mode比較簡單,而且不適合做自定義數據傳輸。

4 系統主程序的設計

4.1 程序流程設計

開始先對硬件進行初始化、數據初始化,中斷程序的初始化、設計及SIM卡的注冊等,硬件的初始化主要對上位機和下位機、單片機、數據存儲器、通信模塊等進行初始化,對其進行參數的設置,系統上下限值的設定,SIM卡號的輸入。數據初始化主要是對采集信息數據進行設定,如對報警、警告信息等的數值設定。

主要通過采用中斷方式進行串行通信。上位機每隔一定的時間向下位機發出信息,對其下位的信息進行采集,根據采集到的信息對其進行監控。其流程見圖3、圖4所示。

圖3 主程序流程

4.2 系統的連接與測試

圖4 中斷流程

本文主要敘述上位機系統的連接與測試,首先檢驗PC機與TT50模塊是否連接正確,根據TT50模塊的功能說明進行正確連接。并對一些必要的參數進行設置,主要是對串口號進行設置,以及通過發送命令來對通信模塊的消息格式進行設置。由于該系統所使用的通信模塊具備自動刪除短信模塊的功能,因此在編寫程序時,不必考慮SIM卡的儲存問題。上位機采用簡單、可視化的VB語言,通信口程序用VB編寫,采用控件事件驅動方式。

系統初始化部分程序如下：

Private Sub Form_Load()

Dim r As Variant

MSComm1.CommPort=1選端口號位1

MSComm1.Settings=“9600,n,8,1”設置波特率

MSComm1.InBufferSize=512設緩沖區

MSCOmm1.OutBufferSize=1024

MSCOmm1.InputLen=0

MSComm1.RThreshold=1

MSComm1.SThreshold=0

MSComm1.Inputlen=0

MSComm1.PortOpen=True

MSComm1.outBufferCount=0

Sleep(2000)

R=Trim(MSComm1.Input)

If r=“SYSTART” Then

Msg“測試完畢”

Else

Msg“測試失敗”

txtReceive.Text=””

End If

End Sub

5 結束語

本監控系統采用先進的無線通信模塊和比較成熟、完善的GSM為數據傳輸平臺,實現對通信電源遠程的無線監控技術。經過在實驗室的多次運行,可以逐步實現其各自的功能?；诙绦畔鬏敺绞降碾娫幢O控系統不必自行構建額外的無線通信網絡。特別是對于覆蓋廣、檢測點分散、無人值守偏遠地區系統具有很大的優勢。

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