基于GSM的無線智能監控設計

　　1  引言

　　隨著GSM網絡的迅速普及和移動通信技術的飛速發展，新技術和新業務的開發和應用已提到十分重要的位置，利用GSM網絡作為無線智能監控系統的信息傳輸平臺是一種很有效的方法，其原理簡單，安全保密性高，又不需要組建專用網絡和維護網絡, 加上GSM網絡覆蓋面廣，因此與傳統的監控系統相比有著其獨特的優勢。本文所涉及的智能監控模塊即是采用GSM網絡的短消息功能和語音功能實現雙向數據通信，可用于智能家居監控、無人值守的設備維護、遠程信息采集、工業控制、遠距離儀器設備的運行狀態檢測和控制等領域。

　　2  智能監控系統總體設計

　　整個監控系統由GSM網絡、監控模塊和監控者或監控中心組成，系統原理如圖2.1示。

　　智能模塊采用89C52微控制器并結合外圍電路實現對8路模擬量和8路數字量的數據采集和監控，模擬信號經ADC0809模數轉換并被微控制器處理，若監控對象正常則繼續循環監測，若出現問題，微控制器即通過AT命令采用RS-232異步串行接口與無線MODEM通信并控制無線MODEM發送短信息給監控者或監控中心。如果情況緊急，微控制器會通過AT命令控制無線MODEM拔打監控者的電話并同時播放預存在語音芯片ISD25120的語音信息作為報警信號。監控者也可用短信息的命令形式去設置以微控制器為核心的智能模塊，以及發送短消息查詢命令查詢其監控情況，從而達到無線監控的目的。利用89C52的外部中斷功能對外界的8路數字輸入量的突發事件進行監測，如果發生突發事件，中斷源立即產生中斷，89C52就會執行相應的報警程序。報警信息以AT命令的形式寫入TC35I并通過短消息發送到監控者手機上，對于特別緊急的事件可以直接撥打報警電話，因為短消息的發送有可能會延遲。為了確保監控系統的可靠性，應在發送完短消息報警后再通過無線模塊給監控者撥打電話，并由89C52控制ISD25120型語音電路播放預先存儲在語音電路的報警語音，同時在HD44780兼容的液晶顯示器上顯示出八路數字量和八路模擬量的監控狀態。

圖2.1  智能監控系統的工作原理

　　2.1硬件結構

　　智能模塊的硬件結構分為兩個部分，一個部分是以微控制器為中心的監控主板，包括MCU外圍電路及液晶顯示、數字模擬信號處理及電平轉換電路和語音處理電路，另一個部分就是以TC35i及外圍電路構成的無線MODEM，如圖2.2所示，它具有以下特點：

　　(1)89C52內有8KE2PROM、256BRAM、4個位并行口、3個16位定時計數器，1個串行全雙工異步接口、6個中斷源，還可通過74HC373鎖存器擴展外部數據和程序存儲器。

　　(2)模擬量輸入由89C52外接ADC0809的8位 A/D轉換芯片來實現。可采集八路模擬量輸入，通過地址管腳來選擇采集哪一路模擬量。另外，在ADC0809的信號輸入端接一個

圖2.2  智能監控模塊的硬件結構圖

　　AD7501型8選1的多路開關，將模擬信號的輸入擴展為8路，從而實現64路信號的采集。

　　(3)監控軟件固化在微控制器的E2PROM中，為保證智能模塊能夠對監控對象突發情況進行實時處理，微控制器的P1口8根口線通過4078型或非門接至中斷源INT0；這樣，這8個I/O口一旦電平信號有變化則會引起中斷，從而通過中斷服務程序實現實時處理，同時還可通過P2口控制8路數字開關量的輸出，以對監控對象的突發情況進行反控制，比如切斷電源等。外部監控的數字開關量較多時，可以在原硬件電路上擴展一個或多個8259，8259可對8級中斷請求實行優先級管理，若外設中斷數目多于8個，則可使用多個8259。

　　(4)與HD44780兼容的液晶顯示器則對實時監控的八路數字量和八路模擬量進行狀態顯示。假如模塊在工作中出現程序跑飛的情況，作為硬件看門狗MAX813L便會給微控制器的復位腳RST一個上升沿電平，使得跑飛的程序回到監控程序開始處重新執行，以確保可靠運行。

　　(5)微控制器通過并口控制ISD25120語音電路，而語音芯片ISD25120的語音輸出結束信號/EOM則直接接入外部中斷0引腳INT0，使得語音播放一結束即刻進行其它實時處理。

　　(6)模塊的監控主板和無線MODEM間通過串行接口連接在一起，無線MODEM主要由GSM模塊TC35i、電源電路、SIM卡電路、手柄接口電路、電平轉換電路幾個部分組成，微控制器通過AT命令控制無線MODEM收發短信和語音通信。