系统通过GSM网络进行数据和指令的无线传输。GSM (global system for mobile communications) 是根据GSM技术规范建造的国际无线蜂窝网络,目前是我国覆盖范围最大、市场占有量最大的数字蜂窝系统。短消息服务(SMS)是GSM技术的一项内容,它每次可传输140个字节的数据,通过GSM网络的信令信道传送。短消息业务分为点对点短消息业务和小区广播短消息业务。点对点的短消息业务通过短消息业务中心(MSC)来完成存储和转发功能,当接收终端不在线时,GSM系统会在用户数据库中设置等待标志,待接收终端上线后,GSM系统会及时通知短消息中心重新发送短消息。短消息业务依附于GSM网络之上,在GSM网络覆盖的范围内均可传送短消息,它是一种确认型业务,具有双向寻呼的特点,确保消息可靠接收,利用点对点短消息业务可方便可靠地实现信息的远程传输。
系统选用集成TC35i芯片的GSM模块,基于以下几个方面的特点:所有与AT 响应有关的操作都是由GSM模块在其内部完成;程序开放,支持用户方便进行二次开发;具有格式及透明传输两种传输格式;无须驱动程序;设置四字节的密码,可使接收终端免收广告、通知等数据干扰。
检测过程中,数据采集终端连接的GSM模块需要向监控中心连接的GSM模块发送数据,监控中心GSM模块的目标地址需要不断变化,数据采集终端GSM模块的目标地址是固定不变的。因此监控中心GSM模块为非透明传输,数据采集终端GSM模块工作在透明方式下。非透明传输时发送和接收内容格式如表2所示。透明传输方式下,发送和接收的内容无格式要求,所发即所收。两种方式混用时,非透明传输的GSM模块按照格式发送或接收信息,透明传输的GSM模块只发送或接收有格式传输的“数据”部分内容。
表2.GSM模块非透明传输数据格式
5 监控中心
监控中心温室环境无线检测系统软件具有参数设置、数据显示、数据保存与查询、温室环境数据分析、生成报表与打印,控制指令,短信报警等功能模块。检测开始前,用户可通过参数设置模块对传感器进行标定,对采样频率、串口波特率等参数进行设置;检测过程中,温室环境无线检测系统软件读取GSM模块收到的数据,并以数字仪表的形式显示温室的温度、湿度、光照度和二氧化碳浓度,同时可实现数据的存储、历史数据的查询、分析绘制温室环境变化曲线以及生成WORD报表、打印等功能;控制指令模块包含开始采集、停止采集、更改设置等指令,可在工作过程中对数据采集终端进行有效控制;温室环境无线检测系统软件实时对温室环境参数进行分析判断,如有异常变化将及时向相应温室管理员手机发送报警短信。
温室环境无线检测系统软件的编写采用美国NI公司开发的基于C语言的虚拟仪器软件开发平台LabWindows/CVI,它提供了丰富的串口通信编程函数,并且能很方便的实现数据的读取、存储等功能。系统软件主界面如图4所示。
图4.温室环境无线检测系统主界面
6 结论
本文集成虚拟仪器技术、单片机技术和GSM无线通讯技术开发了一套温室环境无线检测系统,实现了温室环境参数的自动检测和无线传输,监控中心可远程检测温室环境,并可对环境参数进行深入分析研究,还可对异常情况短信报警。系统成本低,安装改造方便,可靠性高,适合大范围推广。通过传感器的扩展还可对更多参数进行检测。