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计算机测量与控制.2002.10(8)
ComputerMeasurement&Control
工业控制
文章编号:1671-4598(2002)08-0506-02 中图分类号:TP277 文献标识码:B
基于手机短消息(SMS)的远程无线监控系统的研制
郭 鹏1,孙 玮2,韩 璞1
(1.华北电力大学动力工程系,河北保定 071003;2.山东鲁能控制工程有限公司,山东济南 250000)
摘要:手机短消息是一种崭新的通讯方式,它具有开发方便、费用低、免维护、可靠性高等特点。本文介绍了我
们开发的一套基于手机短消息的远程无线监控系统,对通讯方式、系统结构、工作原理及软件构成进行了详细的说明。该套系统在自动抄表,远程监控等领域具有很好的应用前景。
关键词:短消息(SMS);远程监控;通讯
ResearchandDevelopmentofRemoteWirelessControlBasedonShortMessageService(SMS)
GUOPeng1,SUNWei2,HANPu1
(1.Dept.ofPowerEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,Baoding 071003,China;
2.ShandongLunengControlCop.Jinan 250000,China)
Abstract:shortmessageservice(SMS)isanewcommunicationmethodandithasthemeritsofeasydevelopment,lowcost,freeserviceandhighreliability.InthispaperanewlydevelopedremotewirelesscontrolsystembasedonSMSisintroduced,andithasabrightfutureinmanyfields.
Keywords:shortmessageservice(SMS);remotecontrol;communication
1 引言
近年来,基于公共网络的通讯手段在工业远程监控中得到初步的应用。这些远程通讯手段包括公用电话网,Internet网络等。这些远程通讯方法具有投资少,免维护,成本低,可靠性高等特点,在一些对操作和监控的实时性要求不高的情况下具有很高的性价比。但在一些场合下,如无人值守变电站,热电厂的小区热表,农网中的一些远动开关等,应用上述的有线通讯方式是很不经济的。随着手机应用资费的不断下调及其通讯网络的不断完善,应用手机短消息(SMS)来进行远程监控具有很广阔的应用前景。和山东鲁能控制工程有限公司合作,我们开发了一套基于手机短消息的远程无线监控系统。
节的低7位。为了尽可能多的传送数据,它使用一种压缩移位算法,使得一个短消息可以发送最多160个字符。在设计中我们利用短消息来传送二进制数据。开发手册中没有对短消息传送二进制数据进行说明,因此在接受端和发送端我们使用自主规定的一套编码和解码规范。
手机短消息的存储区根据手机芯片的不同有25-40个不等。当手机收到一条短消息后,就会将其顺序存储到一个缓冲区中,等待用户来取出。
3 系统的结构和工作原理
该系统的基本结构由带有手机芯片的远程现场仪表站,集中监控计算机,上层管理站三层构成,如图1所示。现场仪表站,集中监控计算机都有一个手机芯片与之相连。在研制中,我们选用的是摩托罗拉公司的D15GSM芯片。现场仪表站为带有单片机的智能仪表。通过汇编语言编程,它能定时采集监视的各种数据,并依据我们规定的二进制编码规则,将数据组成一图1 系统结构图
2 利用手机短消息进行通讯的基本原理
在GSM手机的设计和研发规范书中规定,手机
短消息可以传送最多140个字节的数据。它们可以是ASC码,汉字或二进制数。对于传输ASC码和汉字,GSM标准中有一套独特的编码和解码规范。由于手机使用的是标准ASCII码,每一个字符只使用一个字
收稿日期:2001-12-25。
作者简介:郭鹏(1975-),男,河南省洛阳市人,博士,主要从事神经网络优化,计算机控制等方面的研究。
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第8期郭鹏等:基于手机短消息(SMS)的远程无线监控系统的研制・507・
祯,填充到短消息的数据位中,由手机芯片向集中监
控计算机发送。集中监控计算机也有一个手机芯片与计算机的串口(RS-232)相连。当现场仪表站向它发送短消息时,与串口相连的手机芯片就会通知它有消息到来,并且该消息存储在芯片的哪个存储区内。集中监控计算机可以分析通知信息。并将特定的命令发送到手机芯片上,将该存储区内的数据读到计算机中,并按规定的解码方法进行解码,就可以得到现场仪表站发送的数据。在现场仪表站发送到集中监控计算机的短消息中包含该站唯一的SIM卡号以及发送时间等信息,监控计算机就可以清楚的知道是哪一个现场仪表站发送来的数据,并将这些数据放到相应的数据库中,供显示、报表、打印使用。
除了现场仪表站以定时方式向集中监控计算机发送数据这种方式外(该发送方式我们称为定时发送),集中监控计算机也可以主动向某个现场仪表站索要数据。选择某个现场仪表站的SIM卡号,它就会向其发送索要数据命令,当该站收到索要命令后,马上向监控计算机发送其当前的实时采集数据。这种发送方式我们成为随机发送。随机发送和定时发送由短消息中的某个特定位的字符不同来区分。
集中监控计算机还可以通过公用电话网和调制解调器向位于管理层的上层管理站传送一星期或一个月的各种统计管理信息。
无论管理者身处何地,都可以通过SMS来查看当前生产中的各种关键数据。管理者只需将想要查看数据的编号输入手机,向集中监控计算机发送消息,该监控计算机就会从它的历史数据库中查找出该数据,并将其反馈回管理者的手机上。
读写操作,能接收现场仪表站的各项数据,并以数据点、棒图、实时曲线等方式显示数据。它还具有报表功能,用户只需从变量列表中选择要查看的变量,并选择查看的时间段,就可以生成相应的Excel表格,并将位于该数据段内的变量历史记录填写在表格中。监控软件还可以向某个现场仪表站索要数据,该站就会立即将当前的各项数据向监控计算机发送。
5 结论
在设计过程中,我们规定了一套传送二进制数据的编码和解码规则,可以最大限度的利用短消息提供的140个字节来传送信息,这是利用短消息传送数据的关键。利用短消息进行远程监控还有一些尚代解决的问题,如实时性较差等。我们与山东鲁能控制工程有限公司合作研发的这套产品即将应用于某热电厂的自动抄表系统。在此之前,该热电厂采用人工抄表,费用很高。采用该系统后,费用大大降低,并且维护量也很小。该套系统还可以应用于各种远程监控的领域中,具有很好的应用前景。
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4 系统的硬件选用和软件构成
我们研发的这套系统首先将应用在城市热网的自动抄表系统中。手机芯片我们选用摩托罗拉公司的D15GSM芯片,该芯片的工作温度在-30～60℃,存储温度在-40～85℃,并有较强的抗震性,可以很好的满足户外安装和使用的需要。现场仪表站每隔1h将采集到的流量、压力、温度、累积流量等数据向监控计算机发送。
监控计算机上运行的是我们自主开发的图形组态和监控软件。图形组态软件采用面向对象的设计方法,通过鼠标操作就可以绘制出各种美观的生产流程图。组态软件提供各种动态数据显示工具,如动态数据点,棒图,指针,实时曲线等,可以清晰明了的反映生产过程的各项数据。现场仪表站的SIM卡号配置,变量修改,站个数的增减均通过Excel表格来完成,用户使用非常方便。
监控软件具有串口通讯功能,通过对手机芯片的
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非常方便的,这使得对被测设备具有操作性强、使用范围广、实用性强、测量精度高等特点。并且可以通过软件来改变操作步骤,具有灵活性。传统的测量方法是做不到的。
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