基于GSM短消息接口的MC3一體化遙測系統

引言

GSM（Global System for Mobile Communication）是全球移動通信系統的簡稱。在GSM中，唯一不需建立端到端通道的業務就是端消息業務（SMS），在移動設備處于點與點通信狀態下，還能同時實現短消息業務。短消息只能傳送一句話，這種通信是異步進行的。作為GSM系統，每條短消息都是作為單獨的時間來處理的，短消息的傳送都是經過短消息服務中心進行周轉的。

由于點對點短消息不需單獨建立通信通道，因此費用較低。移動、聯通用戶內部發短信息收費0.1元，移動與聯通過發0.15元。每條短消息可以傳送160個7比特編碼數據或140個8比特編碼數據，或70個UNICODE碼。因此，在一些對實時性和數據傳輸量和傳輸速度要求不是很高的測控系統中，可以利用GSM短消息接口進行數據和控制指令傳輸，這樣就可以節約首期龐大的投資去建立無線通信網絡。
 

1 MC3一體化測控系統

MC3一體化就是在一臺測控儀器同時具有測量（measurement）、數據采集（collection）、通信（communication）、控制（control）功能。現代獨立儀器已不僅僅要求具有測量、數據采集并顯示的功能，而且還要求具有通信和控制多種功能，同時還要體積小、功耗低，其結構示意如圖1所示。MC3一體化就是要改變過去那種各種總線技術將測量、數據采集、通信、控制等功能模塊分散互連，而將這些功能模塊做1個儀器里面，或者做在1個電路板上，甚至于在芯片上集成。這樣可以提高系統穩定性、減小系統所占空間、減小功耗、節約電能。MC3一體化將會成為獨立儀器發展的一個方向，尤其在遙測領域。

2 MC3一體化遙測系統的硬件組成

基于GSM網絡的MC3一體化遙測系統的測量和數據采集由1個溫度傳感器芯片DS18B20完成。DS18B20是一種可組網數字式溫度傳感器。根據單總線獨特的優點，它可以使用戶輕松地組建傳感器網絡，并可使多點溫度測量電路變得簡單、可靠。可組網數字式溫度傳感器DS18B20是DS1820的更新產品，它在電壓、特性及封裝方面都具有優勢，給了用戶更多的選擇，讓用戶可以更方便地構建適合自己的測溫系統。DS18B20充分利用了單總線的獨特優點，可以輕松地組建傳感器網絡，提高系統的抗干擾性，使系統設計更靈活、方便，而且適合于在惡劣的環境下進行現場溫度測量。系統的通信部分是利用一個西門子手機，對溫度數據進行傳輸，同時接收來自外界的控制指令。基本上所有的手機都提供了一個用戶接口，這些接口的作用主要用于維修。

西門子手機短信息的發送和接收由微控制器AT89C51處理，并根據相應的處理，向遠端移動用戶發送相應的溫度值，同時作為微控制器，接受遠端的指令，識別、翻譯并控制執行機構執行。執行機構由繼電器控制1個直流風扇。系統的硬件框圖如圖2所示。

3 MC3一體化遙測系統的軟件設計

系統開發的關鍵和主要難點是手機的短消息就接口開發。手機短消息的開發主要包括手機短消息的用戶數據區編碼和解碼、通信模式設定和聯機測試、短消息的收發、收發數據的關鍵命令字的模式匹配等。手機接口開發主要利用由愛立信、摩托羅拉和惠普共同提出的AT指令集。AT指令是基于字符的命令結構，有TEXT模式和PDU模式，還有早期使用的BLOCK模式。BLOCK模式是二進制流命令格式，具有很強的檢錯、糾錯能力，主要用在通信鏈路不可靠的環境中。TEXT模式是基于字符的，更具體地說是基于ASCII碼的一種結構模式，每一條命令很容易讀懂。PDU模式也是基于字符的，準確地說，是基于十六進制的，數據和代碼都經過編碼了，所以無法直接讀懂。PDU模式在GSM移動設備中使用最為普遍。西門子C35I只支持PDU模式。不同廠家的GSM終端接口是會不相同的。其結構為AT+命令=參數。例如，讀取手機上全部未讀過的SMS消息，最簡單的辦法是用AT+CMGL=0；而用AT+CMGL=4則可讀取全部SMS消息，無論讀過與否。圖3給出本系統的軟件流程圖。

結束語

基于GSM短消息接口的MC3一體化遙測系統經測試運行，工作穩定可靠，遠端手機可以是任何移動用戶，但命令碼可以只對稱定人開放，所獲取的數據經過編碼外，還可以進行數據加密，確保系統的安全性。系統具有很強的可擴展性，能在無人值守、家用電器狀況監視、車輛安全等方面有實際的應用；也可以在許多場合使用，如數據采集、商業零售、遙控遙測、全球定位、交通管制、汽車防盜和跟蹤、電子零售、安保產品、移動銀行、移動ATM取款機上得到應用。