GSM短信息的遠程環(huán)境監(jiān)測站運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設計方案

一、概述:
現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測站點大部分都安裝在野外、機房、企業(yè)排污點等無人值守的地方，設備的運行狀態(tài)必須靠工作人員定期到現(xiàn)場進行檢查，這樣不僅浪費大量的人力及物力，而且因為采用定期檢查無法實時得到設備的運行狀態(tài)，一但設備出現(xiàn)故障，必須等到工作人員到達現(xiàn)場時才能發(fā)現(xiàn)，勢必造成一些不必要的工作失誤。解決這一問題的關(guān)鍵是如何才能夠把現(xiàn)場設備的工作狀態(tài)實時地反映給工作人員。廈門宇能電力科技有限公司研發(fā)的GSM短信息無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)為這一問題提供了一個簡單、容易執(zhí)行、投入少、可靠的解決方案。
二、GSM短消息技術(shù)簡介及其特點:
短消息服務(SMS)是GSM技術(shù)應用的一項重要內(nèi)容，它具有一些突出特點如：一次可傳輸140個字節(jié)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的內(nèi)容可以是字符或數(shù)字；可以在GSM網(wǎng)絡內(nèi)端對端傳輸，還可以從GSM網(wǎng)絡外(如互聯(lián)網(wǎng))發(fā)送短消息給一個端點站；短消息通過設在移動通信部門的短消息中心(MSC)用GSM系統(tǒng)的信令信道傳送，與語音信道不沖突，即使終端處在通話狀態(tài)下也可進行傳送；在短消息傳送過程中，不進行呼叫連接建立和釋放的過程；MSC具有短消息的存儲功能，在終端設備關(guān)機時，可以保持消息在一定時間內(nèi)有效等。利用這些特點，及其雙向傳輸?shù)男阅埽煞奖愕貙崿F(xiàn)對于采集站設備的信息采集和遠程控制，即實現(xiàn)遙測和遙控。
短消息業(yè)務是GSM/DCS1800系統(tǒng)中唯一不需要建立端到端業(yè)務通道服務。點對點短消息是以任意形式的字母數(shù)字串，通過數(shù)字控制信道傳送的?？臻e時占用獨立專用控制信道(SDCCH)，信息速率為782b/s；通話時占用慢速隨路控制信道(SACCH)，信道速率為383b/s。為了避免時延過長，以及對這些爭搶接入信道負荷過大，每條短消息最大幀長度為140個字節(jié)(按ASCII字符7bit編碼為160個字符)。因此可以在任何時候發(fā)送或接收短消息的傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元TPDU(Transport Protocol Data Unit)， 無論話音或數(shù)據(jù)通信是否正在進行。由于公眾GSM網(wǎng)絡在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，建立GSM系統(tǒng)不須再組建專用通信網(wǎng)絡，所以具有實時傳輸數(shù)據(jù)功能的短消息應用將可以做成傳輸各種檢測、監(jiān)控數(shù)據(jù)信號和控制命令的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，可以廣泛用于遠程監(jiān)控、定位導航、個人通信終端等。
三、技術(shù)實現(xiàn)原理:
廈門宇能電力科技有限公司結(jié)合廈門環(huán)保局現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測站點的實際情況及本公司研發(fā)的GSM短信息無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)給出一種基于GSM短信息的遠程環(huán)境監(jiān)測站運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設計方案。
3．1系統(tǒng)組成：
I 輸入輸出檢測控制單元（YN8080-IO）:
輸入輸出檢測控制單元直接與環(huán)境監(jiān)測點的設備控制接點及狀態(tài)輸出接點連接，執(zhí)行來自上位機或工作人員通過手機短信息發(fā)送過來的指令，以完成對環(huán)境監(jiān)測點設備的控制。同時當設備運行狀態(tài)變化通過狀態(tài)輸出接點輸出信號時，輸入輸出檢測控制單元能夠主動向上位機或工作人員的手機發(fā)送報告。
技術(shù)參數(shù)：
輸出接點：交流220V/7A，直流24V/10A，8路常開常閉
輸入接點：8路開關(guān)信號
可擴展單元：8路10位A/D
通信接口：RS232，波特率9600
工作電壓：5V～36V
工作溫度范圍：-40～+85 ℃
II 短信息數(shù)據(jù)傳輸模塊（YN1010-DTU）:
短信息數(shù)據(jù)傳輸模塊主要完成短信息命令的接收解碼并發(fā)送給輸入輸出檢測控制單元、同時將輸入輸出檢測控制單元返回或主動報告數(shù)據(jù)的編碼發(fā)送。
技術(shù)參數(shù)：
頻率：EGSM/GSM 900/1800 MHz
發(fā)射功率：EGSM900 典型值33 dBm
發(fā)射功率：GSM1800 典型值30 dBm
通信接口：RS232，波特率9600
工作電壓：5V～36V
工作溫度范圍：-40～+85 ℃
III 短信控制機（YN1100）:
短信控制機完成來管理中心計算機的指令編碼并通過短信息發(fā)送到各監(jiān)測站點，接收來至監(jiān)測站點的短信解碼比發(fā)送管理中心計算機。
技術(shù)參數(shù)：
通信接口：RS232，波特率9600
工作電壓：5V~36V
工作溫度范圍：-40～+85 ℃
IV 工控機及手機
為了能夠使系統(tǒng)穩(wěn)定運行，建議采用工控機作為系統(tǒng)的計算機管理中心，工作人員配備的手機能夠發(fā)送和接收中文短信息。
3．3工作原理
管理中心計算機控制：
管理中心計算機通過RS232接口將控制命令按通信協(xié)議送入短信控制機YN1100，YN1100將命令組合打包通過短信息方式傳輸?shù)蕉绦畔?shù)據(jù)傳輸模塊YN1010-DTU，YN1010-DTU將所接收的數(shù)據(jù)進行解包校驗并將完整的命令通過RS232接口下傳到輸入輸出檢測控制單元YN8080-IO，YN8080-IO根據(jù)指令對監(jiān)測站設備進行相應得操作，操作結(jié)果相關(guān)數(shù)據(jù)再通過RS232送入Y1010-DTU，YN1010-DTU將數(shù)據(jù)組合打包再以短信息方式傳輸給YN1100短信控制機，YN1100短信控制機將數(shù)據(jù)解包校驗后送入管理中心計算機，整個控制過程完成。
工作人員通過手機發(fā)送短信息控制：
工作人員用手機按格式編輯短信息發(fā)送到短信息數(shù)據(jù)傳輸模塊YN1010-DTU，YN1010-DTU將所接收的數(shù)據(jù)進行解包校驗并將完整的命令通過RS232接口下傳到輸入輸出檢測控制單元YN8080-IO，YN8080-IO根據(jù)指令對監(jiān)測站設備進行相應得操作，操作結(jié)果相關(guān)數(shù)據(jù)再通過RS232送入Y1010-DTU，YN1010-DTU將數(shù)據(jù)組合打包再以短信息方式傳輸給工作人員手機。
監(jiān)測站設備運行狀態(tài)改變報告:
當YN8080-IO檢測到監(jiān)測站設備運行狀態(tài)發(fā)生改變時，主動向YN1010-DTU發(fā)送狀態(tài)報告命令，YN1010-DTU將該命令以短信息的方式發(fā)送到管理中心計算機或工作人員手機。

四、管理中心軟件:
管理中心軟件有以下部分組成：
1、用戶管理:
用戶管理分為操作用戶管理與手機用戶管理兩種。其中操作用戶分為“超級用戶”、“受限用戶”、“普通用戶”三種，手機用戶分為“高級用戶”和“一般用戶”兩種。
操作用戶權(quán)限分為“控制”、“查詢”、“設置”三種。
手機用戶權(quán)限分為“控制”、“查詢”兩種。
以下是各用戶對應權(quán)限表：
操作用戶
權(quán)限 超級用戶 受限用戶 普通用戶
控制 √ √
查詢 √ √ √
設置 √
手機用戶
權(quán)限 高級用戶 一般用戶
控制 √
查詢 √ √

2、站點設置:
站點設置有兩種設置方法串口直接設置與短信息遠程設置。
站點設置相如下：
a) 設置輸入輸出檢測控制單元YN8080-IO的管理中心號碼，作為YN8080-IO接受管理中心計算機命令的監(jiān)權(quán)。
b) 設置輸入輸出檢測控制單元YN8080-IO的手機用戶號碼，作為YN8080-IO接受手機用戶命令的監(jiān)權(quán)。
c) 設置輸入輸出檢測控制單元YN8080-IO 8路輸入狀態(tài)改變報告信息內(nèi)容。
3、站點設備控制及狀態(tài)查詢:
站點設備控制，可對輸出檢測控制單元YN8080-IO最多8路輸出接口進行操作。
站點狀態(tài)查詢，可對輸出檢測控制單元YN8080-IO 8路輸入狀態(tài)進行實時查詢。
4、事件紀錄與查詢:
紀錄站點設備控制及狀態(tài)查詢命令操作用戶、時間及對應的命令并可查詢。
紀錄站點設備狀態(tài)改變報告時間與內(nèi)容并可查詢。
5、打印報表:
五、方案報價:
5．1監(jiān)測點:
輸出檢測控制單元YN8080-IO ： 元（人民幣）
短信息數(shù)據(jù)傳輸模塊YN1010-DTU： 元（人民幣）
5．2管理中心:
工控機：局方自購
短信控制機YN1100： 元（人民幣）
管理中心軟件： 元（人民幣）