基于GSM短消息的远程监控系统的设计与实现

论文摘要

当前,国内在远程监控方面,系统通信的连接方式大多基于有线电缆,在运行过程中会受到使用环境以及距离的限制。而无线通信方式往往受到地形地貌的影响以及频率资源的限制,同时其成本高,维护工作繁重。因此直接利用成熟的第三方网络实现远程监控是监控技术发展的一个新方向。随着移动通信技术的发展,GSM网络已经发展成为十分成熟的无线通信网络,已逐步的应用于监控领域。利用GSM网络作为远程监控系统的信息传输平台是一种有效的方法,其原理简单,安全保密性高,又不需要组建专用网络和维护网络,加上GSM网络覆盖面广,因此与传统的监控系统相比有着其独特的优势。基于将最新的通信技术融合到传统产业中的考虑,本文综合了计算机、无线数据通信、数据采集、单片机等技术,作者研究与设计了以GSM短消息平台作为数据传输通道,适合监控点移动、分散、无人值守、实时性要求低、具备网络覆盖面大、可不定时动态监控特点的无线数据采集及监控系统。该系统具有用户投资小,运营费用少的优点,并且操作简单。论文首先介绍了课题研究的背景、发展状况、应用场合、研究的意义等。然后提出了系统的总体设计方案,对数据传输通信协议、数据传输的安全性等内容都进行了一定的设计与研究。接下来简单的介绍了GSM网络体系的特点和短消息的传输原理以及TT50模块的结构功能及相关的AT指令。最后论文重点研究与设计了系统下位机的硬件电路的设计与程序实现,该部分采用C51编程;上位机的程序实现,该部分采用vB编写。具体来说,本文的工作主要集中在以下几个方面:1、GSM网络体系的特点及短信息传送原理。2、TT50透明短信模块的结构特点,并介绍相关的AT指令。3、上位机PC机与短信模块的通信。PC机通过短信模块实现与下位机远程终端的通信,从而实现监测数据信息的接收与控制命令的发送。4、如何实现单片机控制短信模块发送和接收短消息。将现场采集到的数据或检测到的开关量的状态以短消息的形式发送到上位机并接收上位机发送来的控制命令,根据不同的命令做出不同的动作,以达到远程监控的目的。论文研究了如何利用GSM模块结合PC机和单片机系统,将短消息业务与数据采集结合起来,实现远端单片机数据采集、通信,上位机数据接收、发送控制命令等相关技术,并介绍了该技术的应用前景和推广价值。该系统具有一定的通用性,对于远程状态监测、数据传输等的场合具有一定的参考和适用价值。本文最后,作者对论文所作的研究内容进行了工作总结,同时指出了研究的后续工作和尚且需要解决的关键问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 目前远程监控发展的现状
• 1.3 本文研究的主要内容和方法
• 第二章 GSM网络和SMS技术简介
• 2.1 GSM系统的组成及其特点
• 2.1.1 GSM通信系统的组成
• 2.1.2 GSM系统的特点
• 2.2 短消息业务
• 2.2.1 短消息业务简介
• 2.2.2 短消息业务的控制协议
• 2.2.3 短消息的优点和局限性
• 第三章 系统总体设计
• 3.1 系统结构组成及工作原理
• 3.2 系统的安全性和SIM卡的存储问题
• 3.3 系统通信协议设计
• 3.4 GSM短消息的远程无线数据采集与监控系统的应用
• 第四章 TT50模块的功能及AT指令简介
• 4.1 TT50模块的功能结构
• 4.2 TT50模块的外围电路的设计
• 4.3 TT50模块的AT指令系统介绍
• 4.3.1.短消息的模式控制
• 4.3.2 TT50指令系统
• 第五章 下位机的结构设计与功能实现
• 5.1 下位机硬件设计
• 5.1.1 单片机P89V51RD2简介
• 5.1.2 EEPROM存储模块设计
• 5.1.3 电源电路的设计
• 5.1.4 采集电路设计
• 5.2 下位机软件设计
• 5.2.1 系统主程序设计
• 5.2.2 存储模块程序设计
• 5.2.3 数据采集模块程序设计
• 5.2.4 单片机串口实现数据的收发
• 5.2.5 单片机控制TT50模块收发短消息的程序
• 第六章 上位机系统的功能实
• 6.1 上位机的主要功能实现
• 6.2 功能实现的关键技术
• 6.2.1 串口通信控件
• 6.2.2 串行通信程序的设计与编写
• 6.3 上位机系统的程序设计与分析
• 6.3.1 系统的连接与测试
• 6.3.2 发送数据
• 6.3.3 接收数据
• 6.3.4 接收报警数据的子程序
• 6.4 系统主界面
• 第七章 总结
• 7.1 总结
• 7.2 系统主要优势
• 7.3 系统存在的问题及进一步有待研究的问题
• 7.3.1 存在的问题
• 7.3.2 有待研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 下位机的原理电路图
• 附录B TT50电路板
• 附录C 下位机电路板
• 附录D 攻读硕士期间发表的论文