基于GSM及單片機的智能遠程溫控系統(tǒng)

劉云

摘要：在傳統(tǒng)的單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中利用GSM引擎模塊，結(jié)合GSM無線數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)采集及成熟的單片機技術(shù)，設(shè)計基于GSM的智能遠程溫控系統(tǒng)。完成相關(guān)軟件設(shè)計及通信協(xié)議設(shè)計，使用單片機發(fā)送AT指令控制GSM模塊向監(jiān)控終端發(fā)送短消息，并接收遠端設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)數(shù)據(jù)信息采取相應(yīng)的報警措施，以實現(xiàn)溫度的遠程監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：GSM；單片機；遠程溫控；AT指令

在大多數(shù)監(jiān)控領(lǐng)域，監(jiān)控設(shè)備大多仍采用有線傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?，?dāng)距離較遠時，監(jiān)控設(shè)備的組裝和維護極為不便，且要投人大量成本在有線電纜的鋪設(shè)上。避免這些問題的方法之一就是使用無線通信模式。GSM作為目前國內(nèi)應(yīng)用廣泛的無線通信網(wǎng)絡(luò)，其短信業(yè)務(wù)（SMS）在監(jiān)測領(lǐng)域具有覆蓋面廣、設(shè)施完善、實施維護費用低等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境惡劣，距離遠等情況下數(shù)據(jù)的采集和傳送。本文基于GSM短信模塊和單片機技術(shù)的智能溫控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高、傳輸特性好，具有良好的實用性。

1系統(tǒng)方案設(shè)計

在本文所設(shè)計系統(tǒng)中，監(jiān)控對象為溫度數(shù)據(jù)。當(dāng)溫度超過設(shè)定的預(yù)警值時，系統(tǒng)自動發(fā)送短消息至監(jiān)控終端上，監(jiān)控終端為移動電話。系統(tǒng)由兩個部分組成，分別為遠程監(jiān)控站和監(jiān)控中心。

1.1遠程監(jiān)控站

遠程監(jiān)控站即在傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)中增加了一個GSM無線通信模塊。其主要作用是完成對信號模擬量的采集和開關(guān)量的檢測，從而實現(xiàn)其控制功能。當(dāng)監(jiān)控對象即溫度數(shù)據(jù)的狀態(tài)發(fā)生改變時，將必要的數(shù)據(jù)以短信的形式發(fā)送給監(jiān)控終端。

1.2監(jiān)控中心

監(jiān)控中心站由移動通信裝置和PC組成，兩者通過串口連接。PC端搭建監(jiān)控軟件，用來管理系統(tǒng)中所有遠程監(jiān)控分站。如接受遠程設(shè)備發(fā)送的異常信息時提示報警，將數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫，修改遠程設(shè)備參數(shù)，提供歷史數(shù)據(jù)查詢、打印、刪除等功能。

本系統(tǒng)選用STC89C52型單片機，TC35GSM模塊，通信接口選用RS232接口，系統(tǒng)總體框架圖如圖1所示。

主要工作內(nèi)容和方式如下：

1）主控設(shè)備通過串口RS-232與內(nèi)置了GSM模塊的設(shè)備連接，讀取GSM設(shè)備接收到的短信，從而獲得遠端測量數(shù)據(jù)，通過GSM模塊將指令轉(zhuǎn)換為短信并發(fā)送給遠程控制設(shè)備。

2）將GSM無線通信模塊內(nèi)置于單片機，當(dāng)作為下位機的單片機從數(shù)據(jù)采集設(shè)備得到測量的數(shù)據(jù)后，通過GSM無線通信模塊以短信方式發(fā)送給監(jiān)測中心的GSM模塊。

本系統(tǒng)的主要功能如下：

①模擬量數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控：采集溫度的模擬信號量，根據(jù)上位機設(shè)定的參數(shù)值對溫度值進行實時監(jiān)控，當(dāng)溫度值超過參數(shù)設(shè)定的預(yù)警值時發(fā)出報警。

②開關(guān)量事件監(jiān)測：對開關(guān)量進行監(jiān)測，當(dāng)狀態(tài)變化時發(fā)出報警。

③信息發(fā)送：遠程分站可以向監(jiān)控中心發(fā)送溫度值的報警狀態(tài)信息。

④參數(shù)設(shè)定：操作人員可通過上位機向遠程設(shè)備發(fā)送監(jiān)控溫度的參數(shù)值。

⑤數(shù)據(jù)記錄：將接收到的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，以便于后續(xù)對歷史數(shù)據(jù)進行查詢，打印，分析溫度值變化曲線等操作。

2硬件設(shè)計

本系統(tǒng)硬件電路主要由GSM無線通信模塊、單片機、溫度采集電路、串行通信電路及外圍電路組成。