基于gsm的溫室環境數據采集系統

0基于gsm的遠端數據傳輸現代世界是一個高度自動的世界。所有設備都可以連接到計算機。最簡單的自動連接方法是使用串行接口通信。由于硬件操作簡單,功能易于擴展,近年來,串行接口通信不僅未被取代,反而成為計算機與各種儀表、數據采集儀或其它媒體相連的通道,使計算機可以與更多外圍的設備溝通,造就高速的信息流時代。以往要實現對遠端設備的監控和操作,一般利用有線的方式(如電話)。這種方法往往成本較高,而且并不方便。隨著第二代移動通信向第三代的迅速過渡,以GSM網為平臺的各種業務不斷拓展,無線上網、無線傳輸圖像、物像傳輸數據和話音業務等都得到越來越廣泛的應用。尤其是短消息業務,一問世就因其低廉的價格、可靠的傳輸性能得到廣大用戶的青睞。因此,將計算機串口通信同短消息業務相結合,利用GSM公用網進行遠端監控已成為數據通信業務的一個新熱點,為遠程數據傳輸提供了一個方便的途徑。溫室的環境(如溫度、濕度、光照等)是進行農業科學實驗的關鍵因素,對這些參數進行準確的、實時的監測與控制對實驗的成功至關重要。溫室一般距離數據中心較遠,因而產生了數據如何傳輸的問題。基于GSM模塊的無線數據傳輸能成功地解決上述問題。本文結合了這方面的實際應用進行研究與探討。1環境數據采集處理程序設計整個系統實現對溫室環境數據采集,并通過無線傳輸方式將數據無線傳輸給數據中心。系統硬件部分主要包括傳感器(室內外溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器)、SWP系列多路數字顯示控制儀、通用計算機和GSM模塊等。軟件部分主要包括環境數據采集程序、數據的無線傳輸程序以及服務器端的數據接收處理程序。系統的基本組成框圖如圖1所示。系統通過SWP系列多路數據顯示控制儀將傳感器檢測的信號上傳給通用計算機,溫度數據采集程序將數據存入數據庫,同時以折線圖的形式顯示,以便于決策者直觀地了解環境的變化。系統利用GSM模塊,通過計算機運行數據傳輸程序,將溫度數據傳入到GSM無線通訊網絡,監控中心計算機利用GSM模塊可以實時地接收環境數據并加以分析與處理。2儀表監測技術環境數據采集的功能是實現溫度數據采集、記錄數據及折線圖實時顯示。系統硬件方面選用了SWP系列儀表,該儀表融進了國際上最新器件與控制算法,更高層次地體現了微處理器儀表的智能化、系列化與高可靠性等特點。SWP系列儀表向用戶開啟了儀表內部參數(包括輸入類型、運算方式、輸出參數和通訊協議等)的設定界面,以一表多用的特點,使用戶擁有充分的自主權,用戶可以方便地進行二次開發。使用之前要注意SWP多路數字儀表的參數設定,如分度號的設定、通訊波特率的選擇、小數點、報警方式以及變送輸出量程上下限等。正確設定參數后,儀表才能正確地測量溫室環境數據。溫度傳感器選用PT100,鉑電阻被廣泛用于測量中低區(-200~5000C)的溫度。其特點是精度高、性能可靠、電阻溫度系數穩定以及電阻與溫度變化呈線性關系,在整個測量范圍內具有穩定的物理和化學性質。濕度傳感器選用的是電解質濕敏器件氯化鋰,其優點是滯后小,不受測試環境風速的影響,測試精度一般可達±5%。光照傳感器型號為BYT20YSCGJ,其采用先進的電路模塊技術開發變送器,用于實現對環境光照度的測量,輸出標準的電壓及電流信號,具有體積小、安裝方便、線性度好、傳輸距離長和抗干擾能力強的特點,可廣泛用于環境、溫室、養殖、建筑和樓宇等的光照度測量,且量程可調。軟件部分編程語言采用面向對象程序設計語言VB6.0,在編程過程中,用到的主要控件:一是MSComm控件,用于控制對計算機串口的操作;二是Timer控件,用于設定計算機讀取儀表數據的頻率及發送數據的時間間隔;三是ADO控件,實現對數據庫的操作。數據庫使用的是Access數據庫,其功能強大,使用方便。在程序運行時,先設置必要的參數;然后打開串口,開始采集數據。在窗體上用折線圖顯示出各個曲線的變化趨勢,后臺將數據存入數據庫。在編程時,要仔細研究SWP儀表的通訊協議,讀取儀表的數據,其中讀取數據的命令串如下:在繪制折線圖時,關鍵是設計好坐標比例。在數據存入數據庫的過程中,每一次存儲完畢后,應立即將數據庫關閉,下一次存儲時再將其打開。這樣做的目的是釋放資源,便于數據庫在其他方面(如向服務器傳送數據)的應用。3短信模塊介紹無線數據傳輸是系統的重要組成部分,其核心部件是GSM模塊。本系統采用的是西門子公司生產的、型號為西門子GSMMODEMTS-SGC1的模塊,設備為國內組裝GSM終端(短信貓)。西門子核心模塊由北京創天通信科技有限公司生產。TS-SGC1采用的是SiemensTC35芯片。本設計使用的兩只短信模塊IMEI號分別為520338411702892和102351234003134。短信模塊設備性價比更好,有關技術參數可參考SIEMENSTC35iT的規格說明書。RS232接口配件有天線、串口線和電源。短信模塊支持短信收發,1h可發送短信800條左右。實現無線數據傳輸的關鍵是對GSM模塊的開發。SMS(ShortMessageService)短信息服務是GSM系統中提供的一種GSM終端之間通過服務中心進行文本信息收發的應用服務,其中服務中心完成信息的存儲和轉發功能。短消息的收發是通過GSMModem的通用GSMAT命令來實現的。GSMAT命令是主要的移動電話生產廠商諾基亞、愛立信、摩托羅拉和HP共同為GSM研制的,其中包含對SMS的控制。GSM標準中定義的點到點短消息服務,使得短消息能在移動臺和短消息服務中心之間傳遞。消息的傳輸總是由處于GSM外部的短消息服務中心(SMSC)進行中繼,消息有目的地或起源地,但只與用戶和SMSC有關,而與其他GSM基礎設施無關。GSM中文短消息是按照PDU(ProtocolDataU2nit)格式進行收發的,最多為140bit長度。它支持中文字符發送,中文字符按照UNICODE進行編碼。軟件的程序流程圖如圖2所示。根據流程圖。編寫信息發送子程序示例如下發送內容轉制子函數如下:4實時接收功能數據中心負責接收無線網絡發送的數據,它始終處于實時的接收狀態。利用MSComm控件的OnComm事件可以方便地實現這一功能。該程序具有數據分離與存儲功能。5遠程數據傳輸本系統實現了溫度數據的采集與遠程數據的傳輸。溫度數據的采集核心部分是對計算機串口的控制,在對SWP系列儀表通訊協議有所了解的情況下,對串口進行控制,實現數據采集。遠程數據傳輸借助了關鍵的功能模塊GSM。要對其進行編程,首先