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基于GSM的油田无线防盗报警系统的设计与实现

仪表技术 沈阳工业大学信息科学与工程学院 曾一凡 洋梅 林成武?? 2010年12月31日 ?? 收藏0

  1系统结构及主要功能

  基于GSM的油田无线防盗报警系统为二级网络结构:后台监控中心和井场监控终端。其系统结构框图如图1所示。其中,后台监控中心是整个系统的上位机部分,主要由工业控制计算机、GSM通信模块、相应的后台管理软件和数据库组成。它通过GSM通信模块与井场监控终端双向通信,从而对系统设置、警情等数据进行实时采集、分析和处理,以实现远程监控。井场监控终端主要由单片机组成,是系统的下位机部分,它通过各种防盗传感器采集现场信息,送入主控单元,由微处理器进行识别,如确认有异常信息,则启动GSM通信模块,及时向后台和相关警卫人员传送报警信息。

系统结构框图

  本系统采用Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块TC35T,可以快速安全可靠地实现数据、语音传输、短消息服务SMS和传真。数据传输需要建立通信并独占一个无线信道,短消息在GSM网中是作为信令来处理的,其收发占用信令信道,可以被单独发送。作为双向服务,它们打开了一个宽广的领域,具有较高的可靠性。因此,本系统具有自动数据处理功能,速度快,抗干扰能力强,兼容性好等特点。由于利用了我国目前完善的GSM无线移动通信网络,系统的成本和维护费用也大大降低,并且在有关软件的支持下,实现了一点对多点的实时通信。

  井场监控终端的硬件设计框图如图2。

井场监控终端的硬件设计框图

  传感器选用主动红外传感器、被动红外传感器、超声波传感器、微波传感器、各种复合式传感器、门磁开关、玻璃破碎感知器等各种传感器。

  实时时钟芯片采用美国DALLAS公司的DS1302,为监控终端提供时间基准。看门狗电路使下位机在其约束下按照一定的流程运行,防止系统死机,加强了野外工作的可靠性。无线遥控接收单元及手持遥控器用于现场布防或撤防操作。系统的控制输出可以是声光报警器、控制继电器、指示灯等各种报警设备。 TC35T模块主要由射频天线、内部FLASH、GSM基带处理器、匹配电源等组成,通过RS232接口与监控终端的主CPU串口相连。

  微处理器MCU有三种方式进入或退出布防状态:(1)根据后台监控中心的指令;(2)设定于MCU内存中的定时布防或撤防时间;(3)现场遥控器操作命令。在进入布防状态后,系统如果通过外接防盗传感器检测到非法入侵信号后,以数据通信或者SMS方式上传至监控中心及相关警卫人员。监控中心可通过 TC35T模块随时对现场终端进行远程参数设置、布防或撤防操作、工作状态上传等。

  系统的软件设计包括:下位机软件设计;上位机软件设计;下位机与上位机通信软件设计。

  3.1TC35T模块的数据传输模式和SMS模式的操作

  TC35T使用AT指令集工作,在使用前必须用一台电脑离线对TC35T进行初始化设置,并将设置参数储存在TC35T中。其相关指令如下:

相关指令

设置完之后即可正常使用。

  在数据通信模式下,“ATD”指令用于呼叫拨号,“ATH”指令释放所有连接,由于模块在数据通信模式下不再接收其他AT指令,只能进行数据传输,因此需要使用“+++”命令进行数据模式到命令模式的切换。

  对于短消息模式,TC35T实现对SMS的控制共有两种接入协议:基于AT命令的Text Mode和基于AT命令的PDU Mode。在Text Mode下,发送及接收到的数据均以ASCII码的形式来表示。在PDU Mode下,短信息正文经过十六进制编码后被传送。PDU相当于一个数据包,它由构成消息(SMS)的信息组成。作为一种数据单元,它必须包含源/目的地址、保护(有效)时间、数据格式、协议类型和正文,正文长度可达140字节,它们都以十六进制表示。PDU结构根据短消息由移动终端发起或以移动终端为目的而不同。每条消息可以发送140个字节,由于本系统中最长的数据串没有超过140个字节,因此数据均可以用一条消息来发送。


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GSM? 无线? 防盗报警? SMS?

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