基于GSM技术的远程监控系统

引言

为了消除GSM公网信号盲区，延伸覆盖范围，需要在一些偏远的地区或话务较少的地方设置直放站。然而直放站经常出现交流电源系统不稳定、温度变化影响直放站正常工作、电子器件参数变化影响放大器放大倍数等问题 [1]。上述问题的出现会影响GSM公网的覆盖面积，使部分用户通讯中断或无法使用。但是受这些地区交通、通讯等的局限，直放站的维修变的很困难。为了解决这些问题，我们设计了该监控系统，它将告警信息通过手机短消息的方式发送到集中监控中心实现了直放站的遥控，即远程控制电源的通断；遥测，远程测量各种开关量；遥调，远程调节功率放大器的增益；遥讯，远程查询采集各种模拟量。

1系统方案l

根据系统要求，为实现遥控、遥测、遥调和遥讯，该监控系统应具备如下功能：实时监控直放站交流电源的变化，若超过270伏，必须自动切断动力电源；实时监控直放站当地的温度变化，当温度超过上限值时启动排风装置。当温度低过下限值时启动加温装置；实时监控各种放大器的工作状态，包含：功率上行放大器，功率下行放大器，低噪声功率上行放大器，低噪声功率下行放大器，微波功率放大器。当各放大器参数变化偏离正常范围后，可实现远程自动调节。

根据需求分析，对该监控系统作如下方案：首先，在直放站机箱内安放控制终端，主要作用是采集所有的模拟量和开关量，同时可以控制交流电源的切换和调节各种放大器的放大倍数。其次，设置主控中心,主要作用是接收所有直放站控制终端上传的数据，并存储到数据库中，同时下传控制命令到各终端，控制命令有数据采集、参数设置和远程控制等。再次，主控中心与控制终端的数据通讯利用公网实现。可采用点对点的直接数据通讯，也可采用移动通讯的短信息SMS（Short Message Service）两种方式。直接数据通讯方式实时性强、传送速度快，但其通讯成本高。SMS方式则是首先将信息发送到短信息中心，然后再由短信中心排队依次发送到各自目标地。所以该方式实时性差，通讯连通速度慢。但短消息方式成本最低，不存在占用信道的问题[2]。从本题目实际情况看，实时性和速度的要求并不很高，因此，选择SMS方式作为控制终端与主控中心的通讯方式完全可行。

2 系统组成及工作原理

该系统由直放站监控部分、手机模块、手机终端和集中监控中心四部分组成。系统的原理框图如图1所示。集中监控中心通过通道1发送命令，首先通过TC35T发送设置命令，初始化直放站，设置需要采集的模拟量和开关量，设置系统的密码，设置维修人员的手机号码；然后发送采集命令，采集各种数据量。采集完数据量后，经下位机的处理，通过通道2以短消息的方式发送到集中监控中心，中心将数据整理存入数据库中。如果直放站出现了故障，直接通过TC35模块发送故障信息到维修人员手机上，同时监控中心接收发自直放站的告警信息，并进行相应的处理，如判定告警地点、告警类型及相应的原因、及时通知值班和相关维护管理人员、对告警信息进行统计和分析、设置告警监控模块配置信息等。当故障排除后，下位机同样发送短消息到监控中心，通知中心故障排除，可以正常采集数据了。每个直放站都对应有维修人员。

3 硬件电路设计

系统的硬件电路设计包括数据采集电路设计、TC35接口电路设计、遥调电路设计、看门狗电路及温度传感器电路设计等。

3.1 数据采集电路

该系统中的数据采集分为模拟量采集和开关量采集,电路如图2所示。其中模拟量共采集8路，分别为：直放站功率放大器上行下限检测量IN0，直放站功率放大器下行下限检测量IN1，直放站低噪放大器上行下限检测量IN2，直放站低噪放大器下行下限检测量IN3，直放站微波功率放大器下限检测量IN4，直放站交流输入电压上限检测量IN5，直放站交流输入电压下限检测量IN6，温度检测量IN7。模拟量采集后送A/D转换器进行转换，本文采用的是TLC2543串行A/D。开关量也检测8路，分别为：220V交流电压检测，门禁检测，光端机发无光检测，光端机收无光检测，光端机+12V直流电压检测，直放站-48V直流电压检测，直放站+24V直流电压检测，直放站+12V直流电压检测。开关量的检测通过光电隔离后送入单片机。

3.2 TC35接口电路设计