基于GSM短消息接口的MC3一体化遥测系统

摘要：研究GSM网络的短消息业务在遥测系统中的应用；探讨MC3一体化的测试系统结构；给出基于GSM网络的MC3一体化遥测系统的实例，并详细讨论系统硬件和软件的设计。

引言

GSM（Global System for Mobile Communication）是全球移动通信系统的简称。在GSM中，唯一不需建立端到端通道的业务就是端消息业务（SMS），在移动设备处于点与点通信状态下，还能同时实现短消息业务。短消息只能传送一句话，这种通信是异步进行的。作为GSM系统，每条短消息都是作为单独的时间来处理的，短消息的传送都是经过短消息服务中心进行周转的。

由于点对点短消息不需单独建立通信通道，因此费用较低。移动、联通用户内部发短信息收费0.1元，移动与联通过发0.15元。每条短消息可以传送160个7比特编码数据或140个8比特编码数据，或70个UNICODE码。因此，在一些对实时性和数据传输量和传输速度要求不是很高的测控系统中，可以利用GSM短消息接口进行数据和控制指令传输，这样就可以节约首期庞大的投资去建立无线通信网络。

1 MC3一体化测控系统

MC3一体化就是在一台测控仪器同时具有测量（measurement）、数据采集（collection）、通信（communication）、控制（control）功能。现代独立仪器已不仅仅要求具有测量、数据采集并显示的功能，而且还要求具有通信和控制多种功能，同时还要体积小、功耗低，其结构示意如图1所示。MC3一体化就是要改变过去那种各种总线技术将测量、数据采集、通信、控制等功能模块分散互连，而将这些功能模块做1个仪器里面，或者做在1个电路板上，甚至于在芯片上集成。这样可以提高系统稳定性、减小系统所占空间、减小功耗、节约电能。MC3一体化将会成为独立仪器发展的一个方向，尤其在遥测领域。

2 MC3一体化遥测系统的硬件组成

基于GSM网络的MC3一体化遥测系统的测量和数据采集由1个温度传感器芯片DS18B20完成。DS18B20是一种可组网数字式温度传感器。根据单总线独特的优点，它可以使用户轻松地组建传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。可组网数字式温度传感器DS18B20是DS1820的更新产品，它在电压、特性及封装方面都具有优势，给了用户更多的选择，让用户可以更方便地构建适合自己的测温系统。DS18B20充分利用了单总线的独特优点，可以轻松地组建传感器网络，提高系统的抗干扰性，使系统设计更灵活、方便，而且适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量。系统的通信部分是利用一个西门子手机，对温度数据进行传输，同时接收来自外界的控制指令。基本上所有的手机都提供了一个用户接口，这些接口的作用主要用于维修。

西门子手机短信息的发送和接收由微控制器AT89C51处理，并根据相应的处理，向远端移动用户发送相应的温度值，同时作为微控制器，接受远端的指令，识别、翻译并控制执行机构执行。执行机构由继电器控制1个直流风扇。系统的硬件框图如图2所示。

3 MC3一体化遥测系统的软件设计

系统开发的关键和主要难点是手机的短消息就接口开发。手机短消息的开发主要包括手机短消息的用户数据区编码和解码、通信模式设定和联机测试、短消息的收发、收发数据的关键命令字的模式匹配等。手机接口开发主要利用由爱立信、摩托罗拉和惠普共同提出的AT指令集。AT指令是基于字符的命令结构，有TEXT模式和PDU模式，还有早期使用的BLOCK模式。BLOCK模式是二进制流命令格式，具有很强的检错、纠错能力，主要用在通信链路不可靠的环境中。TEXT模式是基于字符的，更具体地说是基于ASCII码的一种结构模式，每一条命令很容易读懂。PDU模式也是基于字符的，准确地说，是基于十六进制的，数据和代码都经过编码了，所以无法直接读懂。PDU模式在GSM移动设备中使用最为普遍。西门子C35I只支持PDU模式。不同厂家的GSM终端接口是会不相同的。其结构为AT+命令=参数。例如，读取手机上全部未读过的SMS消息，最简单的办法是用AT+CMGL=0；而用AT+CMGL=4则可读取全部SMS消息，无论读过与否。图3给出本系统的软件流程图。

结束语

基于GSM短消息接口的MC3一体化遥测系统经测试运行，工作稳定可靠，远端手机可以是任何移动用户，但命令码可以只对称定人开放，所获取的数据经过编码外，还可以进行数据加密，确保系统的安全性。系统具有很强的可扩展性，能在无人值守、家用电器状况监视、车辆安全等方面有实际的应用；也可以在许多场合使用，如数据采集、商业零售、遥控遥测、全球定位、交通管制、汽车防盗和跟踪、电子零售、安保产品、移动银行、移动ATM取款机上得到应用。