基于GSM遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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1、基于GSM遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)分類(lèi)：工業(yè)電子?

2、2008-08-21:鄧振杰齊建玲李志　　1?引言　　在現(xiàn)代信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，報(bào)警系統(tǒng)已進(jìn)入一個(gè)高科技、智能化的時(shí)代。短消息是目前利用最廣泛的通信方案之一，它利用信令信道傳輸，直接把要發(fā)的信息加上目的地址發(fā)送到短信息服務(wù)中心，再由服務(wù)中心發(fā)給最終的信宿，具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、通信成本低、頻譜利用率高、保密性好等特點(diǎn)。本文提出一種基于GSM短消息的新型遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)充分利用了GSM無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可以實(shí)時(shí)、自動(dòng)、方便、可靠地實(shí)現(xiàn)水源井的遠(yuǎn)程通信報(bào)警和監(jiān)控，同時(shí)也適合于其他遠(yuǎn)程

3、數(shù)據(jù)傳輸和無(wú)人值守的場(chǎng)合?！　??遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理　　遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控中心和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集控制系統(tǒng)兩大部分，其中監(jiān)控中心由一臺(tái)微機(jī)及MC35通信模塊組成，而現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主要由PIC單片機(jī)、MC35模塊及外圍采集控制電路組成，其原理框圖如圖1所示?！　∠到y(tǒng)中的數(shù)據(jù)指令的接收和發(fā)送都是通過(guò)發(fā)送或接收短信來(lái)實(shí)現(xiàn)的，無(wú)論是監(jiān)控中心的MC35模塊，還是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的MC35模塊或者是值班人員手機(jī)，發(fā)送短信時(shí)都是向短信中心發(fā)送，接收時(shí)也都是接收來(lái)自短信中心的信息?！　∠到y(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集部分（傳感器）負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，因?yàn)椴杉男盘?hào)

4、是模擬的，必須經(jīng)過(guò)A/D電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，才能被單片機(jī)程序使用。PIC取得相應(yīng)的數(shù)值后經(jīng)主程序分析與設(shè)定值比較，控制輸出電路各端口的電平，以驅(qū)動(dòng)外圍的控制電路動(dòng)作；同時(shí)判斷各監(jiān)測(cè)值是否滿足發(fā)送條件，若滿足條件即通過(guò)通信模塊向控制中心發(fā)送數(shù)據(jù)信息或向值班人員的手機(jī)發(fā)送報(bào)警信息。平?，F(xiàn)場(chǎng)正常時(shí)，則每隔一段時(shí)間向控制中心發(fā)送采集的信號(hào)數(shù)值，定期存入服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)；另外，PIC單片機(jī)也通過(guò)MC35模塊接收發(fā)自控制中心或手機(jī)的短信指令，經(jīng)主程序分析處理后向外圍電路發(fā)出控制信號(hào)或回復(fù)確認(rèn)短信來(lái)完成指令任務(wù)。　　圖1?遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)原理圖　　監(jiān)控中

5、心負(fù)責(zé)接收各監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)正常數(shù)據(jù)或異常報(bào)警數(shù)據(jù)信號(hào)，并對(duì)每次數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，顯示各檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)，若接收到異常狀態(tài)數(shù)據(jù)，服務(wù)器提供報(bào)警顯示，值班人員可在服務(wù)器端向監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送控制短信，以改變現(xiàn)場(chǎng)工作狀態(tài)?！　??水源井現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端電路設(shè)計(jì)　　現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)由PIC16F877單片機(jī)、通信模塊MC35、數(shù)據(jù)采集電路、外圍控制電路、時(shí)鐘及電源電路等組成，其結(jié)構(gòu)原理如圖2所示?！　D2?現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)原理圖　　數(shù)據(jù)采集部分主要由模擬電路、電流變送器、電壓變送器及壓力傳感器構(gòu)成，負(fù)責(zé)將設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、電流、電壓及壓力值轉(zhuǎn)換為適于單片機(jī)模擬端口的電

6、壓值；外圍控制電路受控于單片機(jī)數(shù)字輸出端口，根據(jù)相應(yīng)端口輸出電平變化，改變外圍電路狀態(tài)；MC35通信模塊負(fù)責(zé)將單片機(jī)的指令發(fā)送至服務(wù)器或值班手機(jī)，將接收的來(lái)自服務(wù)器或手機(jī)的信息傳送給單片機(jī)系統(tǒng)；時(shí)鐘電路負(fù)責(zé)給系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)；電源電路負(fù)責(zé)給系統(tǒng)供電；系統(tǒng)的核心部分單片機(jī)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)采集電路采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)分析判斷是否改變外圍控制電路的工作狀態(tài)，是否向服務(wù)器值班手機(jī)發(fā)送信息，同時(shí)還要接收分析MC35模塊接收的控制指令信息，以控制現(xiàn)場(chǎng)工作狀態(tài)?！　??現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)　　現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，包括單片機(jī)系統(tǒng)數(shù)

7、據(jù)的通信模塊MC35的初始化、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的定期采集、控制端口的數(shù)據(jù)輸出、告警短信的發(fā)送、指令信息的接收及分析執(zhí)行等，其中數(shù)據(jù)采集軟件、短信發(fā)送及接收軟件為關(guān)鍵部分。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件流程圖如圖3所示?！　??監(jiān)控中心軟件的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)　　監(jiān)控中心硬件部分由PC機(jī)與MC35通信模塊組成，如果遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)多，采集數(shù)據(jù)量較大，可采用多個(gè)MC35模塊進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)。監(jiān)控中心的軟件是采用VC++6.0開(kāi)發(fā)的，主要由通信控制部分、串口參數(shù)及SMS服務(wù)中心號(hào)碼設(shè)定部分、采集數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)部分、采集數(shù)據(jù)顯示及告警顯示部分、控制指令發(fā)送部分和數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)部分等組

8、成。監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)庫(kù)是由Access軟件生成的，包括三個(gè)表：保存采集數(shù)據(jù)的表1，保存操作人員及密碼的表2，保存各監(jiān)測(cè)地址及相應(yīng)SIM卡號(hào)碼的表3。監(jiān)控中心的應(yīng)用軟件提供了一個(gè)良好的界面，使維護(hù)人員能通過(guò)界面上的數(shù)據(jù)表方便地觀測(cè)各遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)點(diǎn)的工作狀態(tài)，通過(guò)菜單對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行有效的維護(hù)，其組成框圖如圖4所示?！　　　”O(jiān)控中心各部分軟件功能如下所述：　?。?）通信控制部分軟件主要負(fù)責(zé)監(jiān)視串口，接收來(lái)自MC35模塊的字符或向MC35模塊發(fā)送字符，即使有一個(gè)字符的串口事件發(fā)生時(shí)，也會(huì)向主線程發(fā)送消息?！　。?）串口參數(shù)及SMS服務(wù)中心號(hào)碼設(shè)定部

9、分軟件負(fù)責(zé)設(shè)定使用哪個(gè)串口，串口的波特率、校驗(yàn)位、停止位，SMS服務(wù)中心號(hào)碼。設(shè)定SMS服務(wù)中心號(hào)碼的意義在于當(dāng)系統(tǒng)用于不同的地區(qū)或更換了其他服務(wù)商的SIM卡時(shí)，SMS服務(wù)中心號(hào)碼發(fā)生變化，因此必須重新設(shè)定。（3）采集數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)部