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    1、概述

    現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測站點(diǎn)大部分都安裝在野外、機(jī)房、企業(yè)排污點(diǎn)等無人值守的地方，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)必須靠工作人員定期到現(xiàn)場進(jìn)行檢查，這樣不僅浪費(fèi)大量的人力及物力，而且因?yàn)椴捎枚ㄆ跈z查無法實(shí)時(shí)得到設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，一但設(shè)備出現(xiàn)故障，必須等到工作人員到達(dá)現(xiàn)場時(shí)才能發(fā)現(xiàn)，勢必造成一些不必要的工作失誤。解決這一問題的關(guān)鍵是如何才能夠把現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)地反映給工作人員。廈門宇能電力科技有限公司研發(fā)的GSM短信息無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為這一問題提供了一個(gè)簡單、容易執(zhí)行、投入少、可靠的解決方案。

    2、GSM短消息技術(shù)簡介及其特點(diǎn)

    短消息服務(wù)(SMS)是GSM技術(shù)應(yīng)用的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它具有一些突出特點(diǎn)如：一次可傳輸140個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的內(nèi)容可以是字符或數(shù)字；可以在GSM網(wǎng)絡(luò)內(nèi)端對端傳輸，還可以從GSM網(wǎng)絡(luò)外(如互聯(lián)網(wǎng))發(fā)送短消息給一個(gè)端點(diǎn)站；短消息通過設(shè)在移動(dòng)通信部門的短消息中心(MSC)用GSM系統(tǒng)的信令信道傳送，與語音信道不沖突，即使終端處在通話狀態(tài)下也可進(jìn)行傳送；在短消息傳送過程中，不進(jìn)行呼叫連接建立和釋放的過程；MSC具有短消息的存儲功能，在終端設(shè)備關(guān)機(jī)時(shí)，可以保持消息在一定時(shí)間內(nèi)有效等。利用這些特點(diǎn)，及其雙向傳輸?shù)男阅埽煞奖愕貙?shí)現(xiàn)對于采集站設(shè)備的信息采集和遠(yuǎn)程控制，即實(shí)現(xiàn)遙測和遙控。

    短消息業(yè)務(wù)是GSM/DCS1800系統(tǒng)中唯一不需要建立端到端業(yè)務(wù)通道服務(wù)。點(diǎn)對點(diǎn)短消息是以任意形式的字母數(shù)字串，通過數(shù)字控制信道傳送的。空閑時(shí)占用獨(dú)立專用控制信道(SDCCH)，信息速率為782b/s；通話時(shí)占用慢速隨路控制信道(SACCH)，信道速率為383b/s。為了避免時(shí)延過長，以及對這些爭搶接入信道負(fù)荷過大，每條短消息最大幀長度為140個(gè)字節(jié)(按ASCII字符7bit編碼為160個(gè)字符)。因此可以在任何時(shí)候發(fā)送或接收短消息的傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元TPDU(Transport Protocol Data Unit)， 無論話音或數(shù)據(jù)通信是否正在進(jìn)行。由于公眾GSM網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，建立GSM系統(tǒng)不須再組建專用通信網(wǎng)絡(luò)，所以具有實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)功能的短消息應(yīng)用將可以做成傳輸各種檢測、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信號和控制命令的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，可以廣泛用于遠(yuǎn)程監(jiān)控、定位導(dǎo)航、個(gè)人通信終端等。

    3、技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理

    廈門宇能電力科技有限公司結(jié)合廈門環(huán)保局現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測站點(diǎn)的實(shí)際情況及本公司研發(fā)的GSM短信息無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)給出一種基于GSM短信息的遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測站運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

    3.1 系統(tǒng)組成

    （1）輸入輸出檢測控制單元（YN8080-IO）

    輸入輸出檢測控制單元直接與環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)備控制接點(diǎn)及狀態(tài)輸出接點(diǎn)連接，執(zhí)行來自上位機(jī)或工作人員通過手機(jī)短信息發(fā)送過來的指令，以完成對環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)設(shè)備的控制。同時(shí)當(dāng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)變化通過狀態(tài)輸出接點(diǎn)輸出信號時(shí)，輸入輸出檢測控制單元能夠主動(dòng)向上位機(jī)或工作人員的手機(jī)發(fā)送報(bào)告。

    技術(shù)參數(shù)：

    輸出接點(diǎn)：交流220V/7A，直流24V/10A，8路常開常閉

    輸入接點(diǎn)：8路開關(guān)信號

    可擴(kuò)展單元：8路10位A/D

    通信接口：RS232，波特率9600

    工作電壓：5V～36V

    工作溫度范圍：-40～+85 ℃

    （2）短信息數(shù)據(jù)傳輸模塊（YN1010-DTU）

    短信息數(shù)據(jù)傳輸模塊主要完成短信息命令的接收解碼并發(fā)送給輸入輸出檢測控制單元、同時(shí)將輸入輸出檢測控制單元返回或主動(dòng)報(bào)告數(shù)據(jù)的編碼發(fā)送。

    技術(shù)參數(shù)：

    頻率：EGSM/GSM 900/1800 MHz

    發(fā)射功率：EGSM900 典型值33 dBm

    發(fā)射功率：GSM1800 典型值30 dBm

    通信接口：RS232，波特率9600

    工作電壓：5V～36V

    工作溫度范圍：-40～+85 ℃

    （3）短信控制機(jī)（YN1100）

    短信控制機(jī)完成來管理中心計(jì)算機(jī)的指令編碼并通過短信息發(fā)送到各監(jiān)測站點(diǎn)，接收來至監(jiān)測站點(diǎn)的短信解碼比發(fā)送管理中心計(jì)算機(jī)。

    技術(shù)參數(shù)：

    通信接口：RS232，波特率9600

    工作電壓：5V~36V

    工作溫度范圍：-40～+85 ℃

    （4）工控機(jī)及手機(jī)

    為了能夠使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，建議采用工控機(jī)作為系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)管理中心，工作人員配備的手機(jī)能夠發(fā)送和接收中文短信息。

    3.2 原理圖

   3.3 工作原理

    管理中心計(jì)算機(jī)控制：

    管理中心計(jì)算機(jī)通過RS232接口將控制命令按通信協(xié)議送入短信控制機(jī)YN1100，YN1100將命令組合打包通過短信息方式傳輸?shù)蕉绦畔?shù)據(jù)傳輸模塊YN1010-DTU，YN1010-DTU將所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解包校驗(yàn)并將完整的命令通過RS232接口下傳到輸入輸出檢測控制單元YN8080-IO，YN8080-IO根據(jù)指令對監(jiān)測站設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)得操作，操作結(jié)果相關(guān)數(shù)據(jù)再通過RS232送入Y1010-DTU，YN1010-DTU將數(shù)據(jù)組合打包再以短信息方式傳輸給YN1100短信控制機(jī)，YN1100短信控制機(jī)將數(shù)據(jù)解包校驗(yàn)后送入管理中心計(jì)算機(jī)，整個(gè)控制過程完成。

    工作人員通過手機(jī)發(fā)送短信息控制：

    工作人員用手機(jī)按格式編輯短信息發(fā)送到短信息數(shù)據(jù)傳輸模塊YN1010-DTU，YN1010-DTU將所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解包校驗(yàn)并將完整的命令通過RS232接口下傳到輸入輸出檢測控制單元YN8080-IO，YN8080-IO根據(jù)指令對監(jiān)測站設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)得操作，操作結(jié)果相關(guān)數(shù)據(jù)再通過RS232送入Y1010-DTU，YN1010-DTU將數(shù)據(jù)組合打包再以短信息方式傳輸給工作人員手機(jī)。

    監(jiān)測站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)改變報(bào)告：

    當(dāng)YN8080-IO檢測到監(jiān)測站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，主動(dòng)向YN1010-DTU發(fā)送狀態(tài)報(bào)告命令，YN1010-DTU將該命令以短信息的方式發(fā)送到管理中心計(jì)算機(jī)或工作人員手機(jī)。

    4、管理中心軟件

    管理中心軟件有以下部分組成：

    （1）用戶管理

    用戶管理分為操作用戶管理與手機(jī)用戶管理兩種。其中操作用戶分為“超級用戶”、“受限用戶”、“普通用戶”三種，手機(jī)用戶分為“高級用戶”和“一般用戶”兩種。

    操作用戶權(quán)限分為“控制”、“查詢”、“設(shè)置”三種。

    手機(jī)用戶權(quán)限分為“控制”、“查詢”兩種。

    以下是各用戶對應(yīng)權(quán)限表：

    操作用戶

    手機(jī)用戶

    （2）站點(diǎn)設(shè)置

    站點(diǎn)設(shè)置有兩種設(shè)置方法串口直接設(shè)置與短信息遠(yuǎn)程設(shè)置。

    站點(diǎn)設(shè)置相如下：

    a) 設(shè)置輸入輸出檢測控制單元YN8080-IO的管理中心號碼，作為YN8080-IO接受管理中心計(jì)算機(jī)命令的監(jiān)權(quán)。

    b) 設(shè)置輸入輸出檢測控制單元YN8080-IO的手機(jī)用戶號碼，作為YN8080-IO接受手機(jī)用戶命令的監(jiān)權(quán)。

    c) 設(shè)置輸入輸出檢測控制單元YN8080-IO 8路輸入狀態(tài)改變報(bào)告信息內(nèi)容。

    （3）站點(diǎn)設(shè)備控制及狀態(tài)查詢

    站點(diǎn)設(shè)備控制，可對輸出檢測控制單元YN8080-IO最多8路輸出接口進(jìn)行操作。

    站點(diǎn)狀態(tài)查詢，可對輸出檢測控制單元YN8080-IO 8路輸入狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。

    （4）事件紀(jì)錄與查詢

    紀(jì)錄站點(diǎn)設(shè)備控制及狀態(tài)查詢命令操作用戶、時(shí)間及對應(yīng)的命令并可查詢。

    紀(jì)錄站點(diǎn)設(shè)備狀態(tài)改變報(bào)告時(shí)間與內(nèi)容并可查詢。

    （5）打印報(bào)表