GSM遠程環境監測站運行狀態監控系統設計方案
內容提供：廈(sha)門宇(yu)能科技(ji)有(you)限公司(si)
關鍵字： GSM 短信(xin)息技術(shu) 遠程環境監測(ce)站 運行狀態 監控系統 設計方(fang)案
一、概述：
現(xian)(xian)(xian)有環(huan)境監測站點(dian)大部分都安裝在野外、機房、企業排污點(dian)等無人值守的(de)地(di)方(fang)(fang)，設備的(de)運行狀態必(bi)須靠工(gong)作(zuo)人員(yuan)(yuan)定(ding)期(qi)到(dao)(dao)現(xian)(xian)(xian)場進(jin)行檢查，這樣不僅(jin)浪費大量的(de)人力及物力，而(er)且(qie)因為采用(yong)定(ding)期(qi)檢查無法實(shi)時(shi)得到(dao)(dao)設備的(de)運行狀態，一(yi)(yi)(yi)但設備出現(xian)(xian)(xian)故障，必(bi)須等到(dao)(dao)工(gong)作(zuo)人員(yuan)(yuan)到(dao)(dao)達現(xian)(xian)(xian)場時(shi)才能發現(xian)(xian)(xian)，勢(shi)必(bi)造成(cheng)一(yi)(yi)(yi)些不必(bi)要的(de)工(gong)作(zuo)失誤。解決這一(yi)(yi)(yi)問(wen)題的(de)關鍵是(shi)如何才能夠把現(xian)(xian)(xian)場設備的(de)工(gong)作(zuo)狀態實(shi)時(shi)地(di)反映給工(gong)作(zuo)人員(yuan)(yuan)。廈門宇能電(dian)力科技有限公司(si)研發的(de)GSM短信息無線遠(yuan)程監控系統為這一(yi)(yi)(yi)問(wen)題提供了一(yi)(yi)(yi)個簡單(dan)、容易執(zhi)行、投入少、可(ke)靠的(de)解決方(fang)(fang)案(an)。
二、GSM短(duan)消(xiao)息技(ji)術簡介及(ji)其特點:
短消息(xi)(xi)服務(SMS)是GSM技(ji)術(shu)應用的(de)(de)(de)(de)一(yi)項重要內(nei)容，它具有一(yi)些突出特點如(ru)：一(yi)次可(ke)傳(chuan)(chuan)輸140個字節的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)，數(shu)據(ju)的(de)(de)(de)(de)內(nei)容可(ke)以(yi)是字符(fu)或(huo)數(shu)字；可(ke)以(yi)在GSM網絡(luo)內(nei)端(duan)(duan)對(dui)端(duan)(duan)傳(chuan)(chuan)輸，還(huan)可(ke)以(yi)從GSM網絡(luo)外(如(ru)互聯網)發送(song)短消息(xi)(xi)給一(yi)個端(duan)(duan)點站；短消息(xi)(xi)通過設在移動通信部門的(de)(de)(de)(de)短消息(xi)(xi)中(zhong)心(MSC)用GSM系(xi)統的(de)(de)(de)(de)信令信道(dao)傳(chuan)(chuan)送(song)，與語音(yin)信道(dao)不(bu)沖突，即使終端(duan)(duan)處(chu)在通話狀態下也(ye)可(ke)進行傳(chuan)(chuan)送(song)；在短消息(xi)(xi)傳(chuan)(chuan)送(song)過程(cheng)中(zhong)，不(bu)進行呼叫連接建(jian)立和(he)釋放的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)；MSC具有短消息(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)存儲功能(neng)，在終端(duan)(duan)設備(bei)關機時(shi)，可(ke)以(yi)保(bao)持(chi)消息(xi)(xi)在一(yi)定時(shi)間內(nei)有效等。利(li)用這些特點，及其(qi)雙向傳(chuan)(chuan)輸的(de)(de)(de)(de)性能(neng)，可(ke)方便地(di)實現對(dui)于采集站設備(bei)的(de)(de)(de)(de)信息(xi)(xi)采集和(he)遠(yuan)程(cheng)控制，即實現遙測和(he)遙控。
短(duan)消(xiao)(xiao)息(xi)(xi)(xi)業(ye)務(wu)(wu)是(shi)(shi)GSM/DCS1800系(xi)統中唯一不(bu)需要建(jian)立(li)(li)端到端業(ye)務(wu)(wu)通(tong)道(dao)(dao)服務(wu)(wu)。點對點短(duan)消(xiao)(xiao)息(xi)(xi)(xi)是(shi)(shi)以(yi)任(ren)(ren)意形(xing)式的(de)(de)(de)字(zi)(zi)(zi)母數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)串，通(tong)過數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)傳(chuan)(chuan)送的(de)(de)(de)。空閑(xian)時(shi)(shi)(shi)占用(yong)(yong)獨立(li)(li)專用(yong)(yong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(SDCCH)，信(xin)(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)速(su)率為(wei)(wei)782b/s；通(tong)話時(shi)(shi)(shi)占用(yong)(yong)慢(man)速(su)隨路(lu)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(SACCH)，信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)速(su)率為(wei)(wei)383b/s。為(wei)(wei)了(le)避(bi)免時(shi)(shi)(shi)延過長，以(yi)及(ji)對這(zhe)些(xie)爭(zheng)搶接入信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)負荷(he)過大，每條短(duan)消(xiao)(xiao)息(xi)(xi)(xi)最大幀長度為(wei)(wei)140個字(zi)(zi)(zi)節(jie)(按(an)ASCII字(zi)(zi)(zi)符(fu)7bit編(bian)碼為(wei)(wei)160個字(zi)(zi)(zi)符(fu))。因此可以(yi)在(zai)任(ren)(ren)何時(shi)(shi)(shi)候發送或接收短(duan)消(xiao)(xiao)息(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)協議(yi)數(shu)(shu)據單元TPDU(Transport Protocol Data Unit)， 無論話音或數(shu)(shu)據通(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin)是(shi)(shi)否(fou)正在(zai)進行。由于公(gong)眾GSM網(wang)絡在(zai)全(quan)球范圍內實現(xian)了(le)聯網(wang)和(he)漫游，建(jian)立(li)(li)GSM系(xi)統不(bu)須再組建(jian)專用(yong)(yong)通(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin)網(wang)絡，所以(yi)具有(you)實時(shi)(shi)(shi)傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)數(shu)(shu)據功能的(de)(de)(de)短(duan)消(xiao)(xiao)息(xi)(xi)(xi)應用(yong)(yong)將可以(yi)做成傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)各(ge)種檢測、監控(kong)(kong)(kong)數(shu)(shu)據信(xin)(xin)(xin)(xin)號和(he)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)命令的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據通(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin)系(xi)統，可以(yi)廣泛(fan)用(yong)(yong)于遠程監控(kong)(kong)(kong)、定位導航、個人通(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin)終端等。
三、技術實現原理:
廈(sha)門宇能電力科技有(you)限公司結合廈(sha)門環保局現有(you)環境監(jian)測站點的實際情況及本公司研發的GSM短(duan)信息(xi)無(wu)線遠程(cheng)監(jian)控系統給出(chu)一種基(ji)于(yu)GSM短(duan)信息(xi)的遠程(cheng)環境監(jian)測站運行狀態監(jian)控系統設計方案。
3．1系統組成：
I 輸(shu)入輸(shu)出檢測控制(zhi)單元（YN8080-IO）:
輸入(ru)(ru)輸出(chu)(chu)(chu)檢(jian)測(ce)控制(zhi)單(dan)元直接(jie)與環境(jing)監測(ce)點(dian)的設(she)備控制(zhi)接(jie)點(dian)及狀態輸出(chu)(chu)(chu)接(jie)點(dian)連接(jie)，執(zhi)行來(lai)自上位機(ji)(ji)或工作人(ren)員通過(guo)手(shou)機(ji)(ji)短信息發(fa)送(song)過(guo)來(lai)的指令(ling)，以(yi)完成對環境(jing)監測(ce)點(dian)設(she)備的控制(zhi)。同(tong)時(shi)當設(she)備運行狀態變化通過(guo)狀態輸出(chu)(chu)(chu)接(jie)點(dian)輸出(chu)(chu)(chu)信號時(shi)，輸入(ru)(ru)輸出(chu)(chu)(chu)檢(jian)測(ce)控制(zhi)單(dan)元能夠(gou)主(zhu)動(dong)向(xiang)上位機(ji)(ji)或工作人(ren)員的手(shou)機(ji)(ji)發(fa)送(song)報告。
技術參數：
輸出接點(dian)：交流220V/7A，直流24V/10A，8路常(chang)開常(chang)閉
輸入(ru)接點：8路開關信號
可擴(kuo)展單元：8路(lu)10位A/D
通信接口：RS232，波特率9600
工作電壓(ya)：5V～36V
工(gong)作溫度范圍：-40～+85 ℃
II 短信息數據傳輸(shu)模塊（YN1010-DTU）:
短(duan)信息數(shu)據傳輸模(mo)塊(kuai)主要完成(cheng)短(duan)信息命令的接(jie)收解碼并發送給輸入輸出檢測控制(zhi)單(dan)元、同時將輸入輸出檢測控制(zhi)單(dan)元返(fan)回(hui)或主動(dong)報告數(shu)據的編碼發送。
技術參數：
頻率：EGSM/GSM 900/1800 MHz
發射功率：EGSM900 典型值(zhi)33 dBm
發(fa)射(she)功(gong)率：GSM1800 典型值30 dBm
通信接口：RS232，波特率9600
工作電(dian)壓(ya)：5V～36V
工作(zuo)溫度范圍(wei)：-40～+85 ℃
III 短信(xin)控制機（YN1100）:
短信控(kong)制機完成來(lai)管理中心(xin)計算機的(de)指令(ling)編碼并通過短信息發送(song)到各監(jian)測站點，接收來(lai)至監(jian)測站點的(de)短信解碼比發送(song)管理中心(xin)計算機。
技術參數：
通信接(jie)口：RS232，波特率(lv)9600
工作電壓：5V~36V
工作(zuo)溫度范圍：-40～+85 ℃
IV 工控機及手機
為了能(neng)夠使系(xi)統穩定(ding)運行，建議采用(yong)工控機作為系(xi)統的計算機管理中心，工作人員配備的手機能(neng)夠發送(song)和(he)接收中文短信息(xi)。
3．3工作原理
管理(li)中(zhong)心(xin)計算(suan)機控制：
管(guan)理(li)中心計算機(ji)通過(guo)(guo)RS232接口將控(kong)制(zhi)(zhi)命令(ling)按通信(xin)(xin)(xin)協議(yi)送入(ru)短(duan)(duan)(duan)信(xin)(xin)(xin)控(kong)制(zhi)(zhi)機(ji)YN1100，YN1100將命令(ling)組(zu)合(he)打(da)包通過(guo)(guo)短(duan)(duan)(duan)信(xin)(xin)(xin)息(xi)方式(shi)傳輸到(dao)短(duan)(duan)(duan)信(xin)(xin)(xin)息(xi)數(shu)據(ju)(ju)(ju)傳輸模塊YN1010-DTU，YN1010-DTU將所接收的數(shu)據(ju)(ju)(ju)進行(xing)解包校驗(yan)并將完整的命令(ling)通過(guo)(guo)RS232接口下傳到(dao)輸入(ru)輸出檢測控(kong)制(zhi)(zhi)單元YN8080-IO，YN8080-IO根據(ju)(ju)(ju)指令(ling)對監測站(zhan)設備進行(xing)相應得操作(zuo)，操作(zuo)結果相關數(shu)據(ju)(ju)(ju)再通過(guo)(guo)RS232送入(ru)Y1010-DTU，YN1010-DTU將數(shu)據(ju)(ju)(ju)組(zu)合(he)打(da)包再以短(duan)(duan)(duan)信(xin)(xin)(xin)息(xi)方式(shi)傳輸給YN1100短(duan)(duan)(duan)信(xin)(xin)(xin)控(kong)制(zhi)(zhi)機(ji)，YN1100短(duan)(duan)(duan)信(xin)(xin)(xin)控(kong)制(zhi)(zhi)機(ji)將數(shu)據(ju)(ju)(ju)解包校驗(yan)后送入(ru)管(guan)理(li)中心計算機(ji)，整個(ge)控(kong)制(zhi)(zhi)過(guo)(guo)程完成。
工作人員(yuan)通過手(shou)機發送短信息控(kong)制：
工(gong)作(zuo)人(ren)員用手機按(an)格式編輯短信息發送到短信息數(shu)據傳輸(shu)(shu)模(mo)塊(kuai)YN1010-DTU，YN1010-DTU將所接(jie)收的(de)數(shu)據進行解包校驗并將完整的(de)命令(ling)通過RS232接(jie)口(kou)下傳到輸(shu)(shu)入輸(shu)(shu)出檢測(ce)(ce)控(kong)制單元YN8080-IO，YN8080-IO根(gen)據指令(ling)對監測(ce)(ce)站(zhan)設備(bei)進行相(xiang)應(ying)得操作(zuo)，操作(zuo)結果相(xiang)關(guan)數(shu)據再通過RS232送入Y1010-DTU，YN1010-DTU將數(shu)據組合打包再以短信息方式傳輸(shu)(shu)給工(gong)作(zuo)人(ren)員手機。
監測站設(she)備運(yun)行狀(zhuang)態改變報告:
當YN8080-IO檢(jian)測(ce)到(dao)監測(ce)站設備運(yun)行狀態(tai)發(fa)(fa)生改變時，主動向YN1010-DTU發(fa)(fa)送狀態(tai)報告命令，YN1010-DTU將(jiang)該(gai)命令以短信(xin)息的方(fang)式發(fa)(fa)送到(dao)管理中心計算機或(huo)工作人員手機。
四、管理中心軟件:
管理(li)中(zhong)心軟件(jian)有以下部(bu)分組成：
1、用戶管理:
用(yong)戶(hu)管(guan)理分為操作(zuo)用(yong)戶(hu)管(guan)理與(yu)手機用(yong)戶(hu)管(guan)理兩種(zhong)。其中操作(zuo)用(yong)戶(hu)分為“超級用(yong)戶(hu)”、“受限(xian)用(yong)戶(hu)”、“普通用(yong)戶(hu)”三種(zhong)，手機用(yong)戶(hu)分為“高級用(yong)戶(hu)”和“一般用(yong)戶(hu)”兩種(zhong)。
操(cao)作用戶權限分為(wei)“控制”、“查詢”、“設(she)置”三種。
手機(ji)用(yong)戶權限分為“控制(zhi)”、“查詢”兩種。
以下(xia)是各用(yong)戶對應權限(xian)表：
操作用戶
權限 超級(ji)用(yong)戶 受限用(yong)戶 普通用(yong)戶
控制 √ √
查(cha)詢 √ √ √
設置 √
手機用戶
權限 高級用(yong)戶 一般用(yong)戶
控(kong)制 √
查詢 √ √
2、站點設置:
站(zhan)點設(she)置有兩種(zhong)設(she)置方法串(chuan)口(kou)直接設(she)置與短信息遠程設(she)置。
站點設置相如下：
a) 設置輸(shu)入輸(shu)出(chu)檢(jian)測控制單元(yuan)YN8080-IO的(de)管(guan)理中(zhong)心號碼(ma)，作為YN8080-IO接受管(guan)理中(zhong)心計(ji)算機命(ming)令的(de)監權。
b) 設置輸入輸出檢測控(kong)制單元(yuan)YN8080-IO的(de)手(shou)機用戶(hu)號碼，作為YN8080-IO接(jie)受手(shou)機用戶(hu)命令的(de)監權。
c) 設置輸入(ru)輸出檢測控制單(dan)元(yuan)YN8080-IO 8路輸入(ru)狀(zhuang)態(tai)改變報告信息(xi)內容。
3、站點設備控制及狀態查詢:
站點(dian)設備控制(zhi)，可對輸出檢測(ce)控制(zhi)單元YN8080-IO最多8路輸出接口進行操作。
站點狀態查(cha)詢，可對輸出檢測控制單元YN8080-IO 8路輸入狀態進行實(shi)時查(cha)詢。
4、事件紀錄與查(cha)詢:
紀錄站(zhan)點(dian)設備控制及(ji)狀態查(cha)詢(xun)命(ming)令操作用(yong)戶、時間及(ji)對(dui)應的命(ming)令并可查(cha)詢(xun)。
紀錄站點(dian)設(she)備狀態改變報告時間與(yu)內(nei)容并可查詢。
5、打印報表:
五、方案報價:
5．1監測點:
輸(shu)出檢測控制單元(yuan)YN8080-IO ： 元(yuan)（人民幣）
短信(xin)息數據傳(chuan)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(yuan)（人民幣）
管(guan)理中心軟(ruan)件： 元（人民幣）
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