基于GSM的通信樞紐站遠(yuǎn)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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1．2．2 研究方案和技術(shù)途徑
系統(tǒng)硬件方面使用DSP和FPGA芯片、已有專用芯片搭建可重配置的無線電平臺，實(shí)現(xiàn)通信樞紐站的網(wǎng)絡(luò)傳輸。軟件方面利用C#．net編程技術(shù)、VC++編程技術(shù)、Verilog編程技術(shù)、VHDL編程技術(shù)和SQL Scrver 2005數(shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)合編程，并可進(jìn)行交互處理與分析，使人員能夠通過人機(jī)接口對系統(tǒng)進(jìn)行本地或者遠(yuǎn)端控制。使用可重配置的系統(tǒng)架構(gòu)，使得基于GSM的無線電系統(tǒng)可以進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)整，解決沒有預(yù)見到的問題或者對無線電系統(tǒng)進(jìn)行升級；同時引入機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作具備自我診斷能力，使得系統(tǒng)能夠在沒有人工干預(yù)的情況下，提高系統(tǒng)自身的可靠性。
2 基于GSM的通信方案設(shè)計(jì)
GSM網(wǎng)絡(luò)具有盲區(qū)少，信號穩(wěn)定，通信距離不受周圍環(huán)境影響的優(yōu)點(diǎn)，以及GSM短信息具有隨時在線，不需撥號，不占用通話信道，傳遞信息方便快捷，價格低廉，實(shí)時性強(qiáng)，可靠性高，可以預(yù)先編制、存儲，極易使用等特點(diǎn)，近年來GSM網(wǎng)絡(luò)的短信息業(yè)務(wù)，越來越多地被應(yīng)用于遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集等工業(yè)遙測、監(jiān)控領(lǐng)域，GSM網(wǎng)絡(luò)為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳送和監(jiān)控設(shè)備的通信提供了一個強(qiáng)大的支持平臺。為保證監(jiān)控中心與監(jiān)控終端信道，同時，對每次通信時傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)加密，確保通信的安全可靠，供短信息業(yè)務(wù)。本文以無線監(jiān)測設(shè)備為研究控制對象，以C8051F020單片機(jī)為內(nèi)核，設(shè)計(jì)了一種基于GSM的遠(yuǎn)程監(jiān)控方案。應(yīng)用GSM技術(shù)的支持，在多模式工作可編程控制的通用硬件平臺上，建立一套靈活的無線電系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，涉及到射頻、中頻、基帶直到控制協(xié)議部分，實(shí)現(xiàn)盡可能多的通信功能，硬件的通用性和軟件的可重構(gòu)性使得系統(tǒng)的改進(jìn)和升級非常方便，不同系統(tǒng)間可以很好地互連與兼容。
2．1 GSM無線電基本體系結(jié)構(gòu)
GSM無線電是多頻段、多模式、開放式體系結(jié)構(gòu)，其基本平臺包括：天線、調(diào)制解調(diào)模塊、變頻放大、頻率合成、接口轉(zhuǎn)換以及相應(yīng)的控制電路等，如圖1所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/155079.htm
本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為3部分：監(jiān)控中心、GSM服務(wù)中心、前端監(jiān)控系統(tǒng)。其中監(jiān)控中心由一臺PC機(jī)、TC35i通信模塊及SIM卡電路組成，其主要功能是實(shí)時監(jiān)控現(xiàn)場各測量設(shè)備的狀態(tài)，并對安裝在前端機(jī)房的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時上傳的各種信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及處理。若接收到異常狀態(tài)數(shù)據(jù)，服務(wù)器提供報警顯示，管理維護(hù)人員可在服務(wù)器端向監(jiān)測現(xiàn)場發(fā)送控制短信息，通過單片機(jī)改變現(xiàn)場工作狀態(tài)。而前端監(jiān)控系統(tǒng)主要由C8051F020單片機(jī)、TC35i通信模塊、SIM卡電路、7128FPGA芯片、DSP處理器、環(huán)境傳感器等組成。環(huán)境傳感器主要采集機(jī)房的溫度、濕度、門禁等環(huán)境數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)指令的接收和發(fā)送都是通過發(fā)送或接收短信息方式來實(shí)現(xiàn)的，無論是監(jiān)控中心的TC35i通信模塊，還是前端監(jiān)控系統(tǒng)的TC3 5i通信模塊或者是值班人員的手機(jī)，發(fā)送短信息時都是向GSM服務(wù)中心發(fā)送，接收時也都是接收來自GSM服務(wù)中心的信息。
系統(tǒng)的工作原理：先由環(huán)境傳感器采集現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)，經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換電路，完成各種采集到的模擬信號的數(shù)字轉(zhuǎn)換，由C8051F020單片機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到環(huán)境監(jiān)控信息，然后以短消息的形式通過GSM服務(wù)中心將信號送至監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)對前端機(jī)房的控制，同時C8051F020單片機(jī)通過LCD實(shí)時顯示。C8051F020單片機(jī)同時判斷各監(jiān)測值是否滿足發(fā)送信息條件，若滿足條件即通過通信模塊TC35i向監(jiān)控中心或值班人員的手機(jī)發(fā)送信息。另外，C8051F020單片機(jī)也通過TC35i模塊接收發(fā)自監(jiān)控中心或值班人員手機(jī)的短信息指令，對收到的短信息進(jìn)行解釋并執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)對被控制對象的管理和控制。
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