基于GSM的無線智能監控設計

　　2.2軟件流程

　　監控模塊的軟件流程如圖2.3示，微控制器自動地完成對設備狀態的循環檢測，如果監控的數字量或模擬量出現問題，則微控制器通過AT命令控制無線MODEM向監控者發送短消息報警，在緊急情況下也可以啟動語音通話，將存儲在語音芯片ISD25120中的語音信號播放出來，作為緊急狀態下的一種監控報警手段;而用戶可以通過手機或Internet等其他不同的短信實體發出發出相應的控制命令，通過GSM網絡傳送給模塊，從而使得微控制器AT89C52接收并解釋相應的命令，并作出相應的動作，比如修改設置、發送查詢監控情況。

圖2.3 智能模塊的監控軟件總流程圖

   在監控時可以根據現場情況的緊急程度分級處理:一般情況可以使用短信收發，為了保證可靠，每條發送短信都需要用戶給予相應的一條固定回應;當緊急情況時，可以直接啟動撥打電話功能，通過將存儲在語音芯片的語音播放出來進行語音通話，以體現現場情況的緊急。

　　3.串行通信協議的改進

　　本設計監控主板與無線MODEM和PC機之間的數據通信都采用異步串行協議，由于異步串行通信協議傳輸數據的速度相對較慢，效率較低，故在數據通信量大的時候常采用同步通信，但是同步通信也存在著限制，通信雙方的時鐘必須嚴格一致，否則通信不能同步則會發生錯誤。本節就是根據面向比特的同步通信協議，對異步串行協議作了一點改進，提出一種高效、面向字節傳送的類似HDLC通信協議的異步串行通信協議AHDLC及其算法的實現。

　　3.1AHDLC異步串行通信協議的格式

　　如表3.1所示為AHDLC協議的格式，Data是要傳送的n個字節數據,Command是命令字節,用它對數據進行解釋, Length表示數據長度的字節.若傳送數據的幀格式為：Length,Command,data0,data1,…,datan-1,CheckSum.它們都是字節數據,范圍是0~0xFF,直接傳送以上的幀格式,如果接收方在接收中有一個錯誤，則以后的接收將識別不到下一個數據幀的開始，通信將會混亂。所以必須有開始標志StartMark和一個結束標志EndMark。

　　StartMark和EndMark也是字節數據, 范圍是0~0xFF。設StartMark = EndMark=0x7E,若Length,Command,data0,data1,…,datan-1,CheckSum中出現與開始標志StartMark相同的數據,通信也會不可靠.為此設一個ReplaceMark字節,取值ReplaceMark=0xFD,用ReplaceMark代替Length,Command,data0,data1,…,datan-1,Check-Sum中出現的，與StartMark數值相同的字節,代替規則如下：發送時,用ReplaceMark,0x01兩個字節代替出現的StartMark數值(StartMark→ReplaceMark,0x01);用ReplaceMark,0x00兩個字節代替出現的ReplaceMark數值(RepalceMark→ReplaceMark,0x00),之后進行發送。接收時,如果接收到ReplaceMark,由下一個字節判斷,若下一個字節是0x01,則接收的數值用StartMark的數值代替(ReplaceMark,0x01→StartMark);若下一個字節是0x00,則接收的數值用ReplaceMark的數值代替(ReplaceMark,0x00→ReplaceMark)。

　　用ReplaceMark和附加的字節(0x00或0x01)代替Length，Command，data0，data1，…，datan-1，CheckSum中可能出現的與StartMark相同的數值與真正的ReplaceMark數值.這樣避免了幀內出現與標志符相同的數值,同時又可以經過變換傳送與標志符相同的數值.

　　3.2AHDLC的效率分析

　　在通信中若采用ASCⅡ碼變換,n個字節的數據將變換為2n個ASCⅡ碼,若按StartMark,Length,Command,data0,data1,…,datan-1,CheckSum,EndMark格式傳送,則需要傳送2n+8個字節的數據,效率=(n+5)(2n+8)=50%.用AHDLC協議,Length,Command,

　　data0,data1,…,datan-1,CheckSum中,若不出現與StartMark及ReplaceMark相同的數值,則需要傳送n+5個字節的數據.若出現n個與StartMark或ReplaceMark相同的數值,則需要傳送2n+5個字節的數據.效率隨著StartMark或ReplaceMark數值出現個數的增加而降低. StartMark和ReplaceMark數值出現的概率都是(n+3)/256,則用AHDLC協議傳送的統計平均字節數為：

　　對于n=10,用ASCⅡ碼方式傳送需要28個字節,效率=15/28=53.6%;用AHDLC協議方式傳送平均需要15.1個字節,效率=15/15.1=99.3%,比用ASCⅡ碼方式傳送效率提高45.7%.

　　對于n=100,用ASCⅡ碼方式傳送需要208個字節,效率=105/208=50.5%;用AHDLC協議方式傳送平均需要105.8個字節,效率=105/105.8=99.2%,比用ASCⅡ碼方式傳送效率提高48.7%.StartMark(或EndMark)和ReplaceMark的數值可以根據實際情況自己定義,使AHDLC幀格式中出現StartMark和ReplaceMark的概率越低,則通信的效率越高。

　　4.結束語

　　該智能模塊的軟硬件經過調試已達到工業應用水平，在一些對監控的實時性要求不是特別苛刻的情況下具有很高的性價比，再加上應用范圍廣，開發周期短，因而應用前景十分廣闊。本文作者創新點：與傳統的監控產品不同，通信的媒介是GSM網絡，采用SMS進行數據交換，控制主體是用戶手機或監控中心的計算機。

　　參考文獻

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