基于TC35T调制解调器和P87LPC767单片机实现短消息监控系统的设计

作者：李迎春

1 引言

近年来，随着移动通信事业的迅速发展，作为移动网的延伸和完善设备--直放站得到了迅速应用，直放站的位置常常处于偏僻的农村和山区，因此，维护很不方便，为了及时了解直放站的工作状态，开发了直放站监控系统。该系统的主要功能包括对直放站供电电源及射频输出功率等进行无线监控，以实现直放站系统无人值守时的故障告警以及控制等功能。直放站监控系统的基本原理是利用GSM无线蜂窝网络的广阔覆盖范围，借助于GSM网络的SMS（短消息）服务功能，将直放站工作状态及有关信息以SMS的形式通过GSM网络传送到指定的监控中心或维护人的手机上，从而使系统故障得到及时处理；平时也可以通过监控中心或手机查询指定地点直放站的工作状态，以保证通信网络的正常运行。同时，由于监控系统配有备份电池，它在交流电源发生故障时仍可正常工作数小时，从而能够将故障信息可靠地传回网络维护者。此系统也可用于其它自控系统的功率及电源监控等方面。

2 TC35T的特点及功能

TC35T是Siemens公司推出的GSM专用调制解调器，它可在GSM网中完成语音、数据、短消息以及传真的传送。TC35T具有标准的工业接口和完整的SIM卡阅读器，因此使用非常简单。

2.1 TC35T的主要特点

TC35T的主要特点如下：

● 可工作于双频段EGSM900／GSMl800；
●具有语音、数据、短消息和传真传送功能；
●具有模拟语音接口；
●可以读写SIM卡；
●带有一个RS232接口；
●工作电压范围宽达8-30V，在仅传数据时电压范围为5．6~30V；
●支持GSM Phase2／2+；
●支持AT命令。

2．2 TC35T的主要接口功能

TC35T采用半成品封装，其对外接口有模拟语音接口、RS-232、SIM卡、电源和天线等。

（1）电源接口

TC35T的电源接口示意图如图1所示。各引出端的功能如下：

1脚：正电源输入端；
2脚：空脚；
3脚：复位输入；
4脚：激发输入；
5脚：空脚；
6角：接地。

（2）RS232接口

采用9针D-Sub接头的RS232接口如图2所示，该接口主要用于TC35T与PC机或单片机的连接，可以根据需要通过软件控制TC35T工作。各引脚的功能如下：

1脚：数据载波检测；
2脚：数据接收；
3脚：数据发送；
4脚：数据终端就绪；
5脚：地；
6脚：数据设置就绪；
7脚：发送请求；
8脚：发送清除；
9脚：振铃指示。

3 系统结构

图3所示是一个通用监控系统的组成框图。由图3可知，分布在各处的具有监控单元的直放站可以通过GSM网络，由监控中心电脑组成一个直放站监控网络。监控中心电脑上运行有专用的可视界面监控软件，并配有无线调制解调器，远端各处直放站的故障信息可随时传回监控中心，监控中心亦可随时查询分布在各处直放站的工作状态。

3．1监控单元的组成

监控单元的内部结构如图4所示。它主要由电源单元（含电池充电及备份电池切换）、微处理器单元（MCU）及符合GSM规范的无线调制解调器构成。通过微处器可监视直放站的状态，若有故障发生（如电源掉电、功率异常等），系统便可对故障进行处理，并将故障信息及有关数据转换成短信息格式经无线调制解调器TC35T发给BTS，然后通过GSM网络传送给网络运行维护者。

监控单元以P87LPC767为控制中心，同时包括数据采集、信息接收、信息发送和电源等四部分。

单片机P87LPC767是一种80C51改进型MCU，该器件增加了用户想要的WDT看门狗、I℃总线和二个模拟量比较器组成的8位A／D及D／A转换器。另外，它的上电复位检测和欠压复位检测功能可保证I／O口的驱动电流达到20mA，P87LPC767的运行速度为标准80C51的二倍，而且温度范围也达到了工业级标准-40-+85℃。该单片机本身的可靠性即电磁兼容性极好，同时，P87LPC76x还具备MCS-51系列已有的诸多特点。

该系统中的数据采集包括220V交流采样、12V直流电压采样、24V直流电压采样和射频功率采样等。而无线数据收发则由西门子公司的TC35T来完成。

系统由交、直流两路供电，交流供电由AC／DC电源模块完成，直流供电由6V铅酸蓄电池提供，以保证在交流停电时，系统能把故障信息可靠地送回监控中心。为了保证220V交流电压传感器的正常工作，该系统还设计了升压电路，因而可以将6V直流电压提升至12V。

3．2监控单元的软件设计

监控单元的软件采用汇编语言设计，需要完成的功能包括A／D采样的控制、告警信息的发送、对控制命令的响应、对TC35T的控制以及程序的自动复位等功能。其主程序框图如图5所示。

4 结束语

短消息传递具有覆盖广、自动传送、费用低、稳定性好等优点，可以用来作环境远程监控、野外数据采集、水库水位监控等。但是，由于短消息的传递需要经过移动交换机和短消息中心来完成，它的适时性与短消息中心的容量以及移动交换机的忙闲有关。在短消息拥塞或话务量密集时段，其适时性较差。另外，由于GSM协议中规定每条短消息的最大长度为160个字节，因此利用它每次传送的信息量不能太大。