基于GSM技術的遠程監控系統

引言

為了消除GSM公網信號盲區，延伸覆蓋范圍，需要在一些偏遠的地區或話務較少的地方設置直放站。然而直放站經常出現交流電源系統不穩定、溫度變化影響直放站正常工作、電子器件參數變化影響放大器放大倍數等問題 [1]。上述問題的出現會影響GSM公網的覆蓋面積，使部分用戶通訊中斷或無法使用。但是受這些地區交通、通訊等的局限，直放站的維修變的很困難。為了解決這些問題，我們設計了該監控系統，它將告警信息通過手機短消息的方式發送到集中監控中心實現了直放站的遙控，即遠程控制電源的通斷；遙測，遠程測量各種開關量；遙調，遠程調節功率放大器的增益；遙訊，遠程查詢采集各種模擬量。

1系統方案l

根據系統要求，為實現遙控、遙測、遙調和遙訊，該監控系統應具備如下功能：實時監控直放站交流電源的變化，若超過270伏，必須自動切斷動力電源；實時監控直放站當地的溫度變化，當溫度超過上限值時啟動排風裝置。當溫度低過下限值時啟動加溫裝置；實時監控各種放大器的工作狀態，包含：功率上行放大器，功率下行放大器，低噪聲功率上行放大器，低噪聲功率下行放大器，微波功率放大器。當各放大器參數變化偏離正常范圍后，可實現遠程自動調節。

根據需求分析，對該監控系統作如下方案：首先，在直放站機箱內安放控制終端，主要作用是采集所有的模擬量和開關量，同時可以控制交流電源的切換和調節各種放大器的放大倍數。其次，設置主控中心,主要作用是接收所有直放站控制終端上傳的數據，并存儲到數據庫中，同時下傳控制命令到各終端，控制命令有數據采集、參數設置和遠程控制等。再次，主控中心與控制終端的數據通訊利用公網實現。可采用點對點的直接數據通訊，也可采用移動通訊的短信息SMS（Short Message Service）兩種方式。直接數據通訊方式實時性強、傳送速度快，但其通訊成本高。SMS方式則是首先將信息發送到短信息中心，然后再由短信中心排隊依次發送到各自目標地。所以該方式實時性差，通訊連通速度慢。但短消息方式成本最低，不存在占用信道的問題[2]。從本題目實際情況看，實時性和速度的要求并不很高，因此，選擇SMS方式作為控制終端與主控中心的通訊方式完全可行。

2 系統組成及工作原理

該系統由直放站監控部分、手機模塊、手機終端和集中監控中心四部分組成。系統的原理框圖如圖1所示。集中監控中心通過通道1發送命令，首先通過TC35T發送設置命令，初始化直放站，設置需要采集的模擬量和開關量，設置系統的密碼，設置維修人員的手機號碼；然后發送采集命令，采集各種數據量。采集完數據量后，經下位機的處理，通過通道2以短消息的方式發送到集中監控中心，中心將數據整理存入數據庫中。如果直放站出現了故障，直接通過TC35模塊發送故障信息到維修人員手機上，同時監控中心接收發自直放站的告警信息，并進行相應的處理，如判定告警地點、告警類型及相應的原因、及時通知值班和相關維護管理人員、對告警信息進行統計和分析、設置告警監控模塊配置信息等。當故障排除后，下位機同樣發送短消息到監控中心，通知中心故障排除，可以正常采集數據了。每個直放站都對應有維修人員。

3 硬件電路設計

系統的硬件電路設計包括數據采集電路設計、TC35接口電路設計、遙調電路設計、看門狗電路及溫度傳感器電路設計等。

3.1 數據采集電路

該系統中的數據采集分為模擬量采集和開關量采集,電路如圖2所示。其中模擬量共采集8路，分別為：直放站功率放大器上行下限檢測量IN0，直放站功率放大器下行下限檢測量IN1，直放站低噪放大器上行下限檢測量IN2，直放站低噪放大器下行下限檢測量IN3，直放站微波功率放大器下限檢測量IN4，直放站交流輸入電壓上限檢測量IN5，直放站交流輸入電壓下限檢測量IN6，溫度檢測量IN7。模擬量采集后送A/D轉換器進行轉換，本文采用的是TLC2543串行A/D。開關量也檢測8路，分別為：220V交流電壓檢測，門禁檢測，光端機發無光檢測，光端機收無光檢測，光端機+12V直流電壓檢測，直放站-48V直流電壓檢測，直放站+24V直流電壓檢測，直放站+12V直流電壓檢測。開關量的檢測通過光電隔離后送入單片機。

3.2 TC35接口電路設計