基于GSM的多路遠程數據收集系統

華中科技大學武昌分校信息科學與技術系 陳 青

基于GSM的多路遠程數據收集系統

華中科技大學武昌分校信息科學與技術系 陳 青

本文介紹了通過GSM短消息模塊和單片機系統結合，進行多路遠程數據收集的系統應用。它適合在野外大型移動工程機械對實時采樣傳輸信息收集的需要，無論該設備在全國何處何地只要有手機信號的地方就能將數據上傳到異地的主監控管理系統，大大的方便了施工方的管理效率，降低了人工成本，提高了數據實時性和準確度。該系統由51單片機作為前置采集，并設計自帶有大容量數據緩沖器，為防止惡劣環境干擾正常運行配備有看門狗電路。該系統采用了著名的西門子公司TC35-GSM通信模塊。使得系統工作穩定。

GSM短消息；單片機；數據采集；遠程監控

1.引言

目前手機GSM網絡已經覆蓋全國，且手機收發短消息的費用低廉，因此，為利用GSM手機的短消息收發功能實現多路遠程數據收集帶來了便利。本系統就是利用基于GSM系統的移動平臺之間點對點的短信息業務，將移動通信與數據收集和數字傳送功能能結合起來。

通過野外多個工程機械的單片機控制系統進行數據采樣，再利用移動通信GMS網絡的短信息功能完成對主控機的數據傳送。這樣使得施工單位，能夠及時掌握前方的實時信息，對于配送原料的預測，工程進度監控，數據收集表格形成帶來便利。

表1 AT指令

圖1 GSM短消息遠程數據采集監控系統整體結構

短信息的方式發送是移動通信系統增值服務的一種開發利用。其系統設計的關鍵是在單片機控制系統上添加，基于GSM系統的AT指令的開發來完成和移動通信模塊之間的通信編程的。

2.系統結構

工程GSM短消息遠程數據采集監控系統整體結構如圖1所示，由西門子的GSM通信模塊TC35，單片機控制系統電路，由傳感器將采集到的信號通過A/D轉換送至自帶的大容量RAM中存放，然后可以由人工操作完成設置、顯示、打印、上傳數據傳輸等相應功能。在數傳過程中，單片機通過判斷按下的功能鍵，將存儲在RAM中的數據塊，按照運行時間、設備編號、數據組塊、通過預設程序轉換成ASCII碼，再經過單片機TXD,RXD串口轉換成RS232總線方式發送到TC35-GMS移動通信模塊在施工主管方辦公室接收主機又利用GSM-TC35模塊將數據接收下來，將短信中的ASCII碼還原成數值碼，且調用預先設計好的報表格式保存起來。主管人員可以隨時調閱查看或打印輸出前方施工設施的所有信息，從而實現遠程數據收集管理等功能。

GSM通信模塊TC35短消息的收發，有兩種方式，一種PDU格式，另一種TXT文本格式，由于數據采樣不涉及到中文，因此本系統采樣了TXT格式，其優點是傳送數據信息量大（140字符/條），收發格式簡單，命令操作靈活。

模塊TC35與設備接口有三種方式：GSM-PC2、MCU-PC3、GSM-MCU。

我的系統中，前級采樣端由于有232/485接口，采用了GSM-PC方式主機接收端：由設計的電路板為單片機串口收發TXD-RXD，所以采用了GSM-MCU方式。由于現場干擾強，因此采用了2400的波特率保證數據傳輸的可靠性。GSM通信模塊收發均安裝的是中國移動SIM卡，手機號碼即是本系統的號碼。

GSM-TC35常用AT命令介紹：本系統所用的功能AT命令如下表1所示。

3.系統硬件設計

硬件系統主控模塊采用51系列的SST 89E516RD為CPU，西門子GSM通信模塊TC 35i、串行AD 654、和128KEEPROM DS1245，DS12887時鐘提供系統時鐘，MAX813作看門狗。MAX485與2級通信設備互聯，同時也與GSM通信模塊TC35i完成數據傳輸。MAX232與串口打印機相連。另外擴展專用12位液晶數顯屏，和6位按鍵。

這就是用戶數據采集的遠程控制的全部硬件構成。

4.軟件設計

軟件結構比較簡單，單片機電路與模塊的通信采用傳統的主從式通信。軟件的關鍵是做好GSM通信模塊與單片機的接口以及可靠的數據采集。同時也可根據需要做出PC機的多路監控接收程序，數據的采集狀況。以下是部分數傳匯編程序：

5.程序調試

可以先用串口調試工具軟件測試TC35短信收發功能，然后編寫程序，固化芯片。TC35在實際數據收發時一定要有足夠等待時間，否則工作時會有丟失短消息的現象。

[1]姜志海.單片計原理及應用[M].北京:電子工業出版社,2010,1.

[2]黃顯澍.工程GSM短消息遠程數據采集監控系統[J].微處理機,2010(3).

[3]SIEMENS.SIEMENS AG Developers Guide SMS with the sms PDU—mode[EB/OL].SIEMENS,http://w1.siemens.eom/entry/cc/en/.

陳青，畢業于武漢大學，華中科技大學武昌分校信息科學與技術系中心實驗室主任，系科研所所長，并承擔多項教研、科研任務，多次指導畢業生獲得湖北省論文獎。