金賢華

（大慶電子信息局，大慶 163311）

水稻秧苗在生長期間對溫度變化比較敏感，水稻秧棚內(nèi)溫度過高育成弱苗，棚內(nèi)低溫缺水育成小老苗，棚內(nèi)溫度劇烈變化引發(fā)立枯病造成死苗。秧苗不同生育階段要求的適宜溫度不同，秧苗一葉一心期，秧棚溫度控制在25℃左右；兩葉一心期，秧棚溫度控制在20～25℃；三葉一心期，秧棚溫度控制在20℃。秧棚溫度過高會使秧苗燒壞，因此需要對水稻秧棚溫度進行監(jiān)控。

水稻秧棚一般距離監(jiān)控中心較遠，因而產(chǎn)生了溫度數(shù)據(jù)如何進行遠程無線傳輸?shù)膯栴}，基于GSM模塊的無線數(shù)據(jù)傳輸能成功的解決上述問題。用GSM來實現(xiàn)遠程監(jiān)控，不需建立專用網(wǎng)，無需布線，系統(tǒng)的建設和維護都比較簡單，使用成本較低。

1 系統(tǒng)組成

整個系統(tǒng)實現(xiàn)對水稻秧棚溫度數(shù)據(jù)采集并通過GSM無線傳輸方式將數(shù)據(jù)無線傳輸給監(jiān)控中心。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集終端和監(jiān)控中心兩部分組成，其數(shù)據(jù)監(jiān)控中心由計算機網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)庫和GSM通信接口模塊等組成，主要負責溫度信息和數(shù)據(jù)的收發(fā)和整理工作：一方面，接收各個監(jiān)控點上傳的信息和數(shù)據(jù)，并把它們放入相應的數(shù)據(jù)庫和分發(fā)給相應的監(jiān)控計算機，以實現(xiàn)對各個監(jiān)控點的監(jiān)控和管理；另一方面，監(jiān)控中心響應監(jiān)控計算機發(fā)出的對各個監(jiān)控點的控制信息，并且把這些信息下發(fā)到相應的監(jiān)控點上，從而達到對監(jiān)控點設備進行控制的目的。系統(tǒng)的基本組成框圖如圖1所示。

溫度傳感器選用PT100，鉑電阻被廣泛的應用來測量中低區(qū)（-200～500）的溫度。它的特點是精度高，性能可靠，電阻溫度系數(shù)穩(wěn)定，電阻與溫度變化呈線性關系，在整個測量范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的物理和化學性質(zhì)。

采集終端檢測溫度傳感器電阻隨溫度變化的情況，將溫度變化轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，溫度數(shù)據(jù)通過GSM模塊，將溫度數(shù)據(jù)傳入到GSM無線通訊網(wǎng)絡，監(jiān)控中心計算機利用GSM模塊就可以實時的接收溫度數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，并加以分析與處理，同時以折線圖的形式顯示，以便于農(nóng)業(yè)技術(shù)人員直觀的了解水稻秧棚溫度的變化。

2 短消息服務（SMS）

短消息服務（SMS）是GSM技術(shù)應用的一項重要內(nèi)容，它具有一些突出特點如：一次可傳輸140個字節(jié)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的內(nèi)容可以是字符或數(shù)字；可以在GSM網(wǎng)絡內(nèi)端對端傳輸，還可以從GSM網(wǎng)絡外（如互聯(lián)網(wǎng)）發(fā)送短消息給一個端點站；短消息通過設在移動通信部門的短消息中心（MSC）用GSM系統(tǒng)的信令信道傳送，與語音信道不沖突，即使終端處在通話狀態(tài)下也可進行傳送；在短消息傳送過程中，不進行呼叫連接建立和釋放的過程；MSC具有短消息的存儲功能，在終端設備關機時，可以保持消息在一定時間內(nèi)有效等。利用這些特點，及其雙向傳輸?shù)男阅?，可方便地實現(xiàn)對于采集站設備的信息采集和遠程控制，即實現(xiàn)遙測和遙控。

圖2 GSM短消息服務無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡示意圖Fig.2 GSM wireless data transmission of short message service network diagram

3 GSM短信模塊及通信協(xié)議

該短信模塊型號為西門子GSM MODEM TSSGC1，GSM短信模塊為國內(nèi)組裝，采用西門子芯片，采用RS-232接口，短信模塊支持短信收發(fā)，每小時可發(fā)送短信800條左右。支持中文字符發(fā)送，中文字符按照UNICODE進行編碼。

GSM短信模塊提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07規(guī)范。短信模塊是采用AT指令集進行控制的，采用AT指令可以實現(xiàn)模塊參數(shù)的設置，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。本系統(tǒng)采用PDU Mode方式來發(fā)送和接收SMS信息，該模式被所有手機支持，可以使用任何字符集，這也是手機默認的編碼方式。本文介紹的內(nèi)容是在PDU Mode下發(fā)送和接收短消息的實現(xiàn)方法。

GSM模塊有固定的傳輸參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無校驗位。在監(jiān)控中心和遠程數(shù)據(jù)終端之間進行數(shù)據(jù)通信采取的主要方式為短消息，因此短消息中每個數(shù)據(jù)信息代表的具體意義及短消息中數(shù)據(jù)的排列規(guī)則都需要通信的雙方達成一致，因此通信雙方必須具有數(shù)據(jù)協(xié)議。這種按照自定義的串口通信協(xié)議，簡稱為SPCP（Serial Port Communication Protoco1）。

SPCP協(xié)議設計思想基于幀傳輸方式，即向串口發(fā)送數(shù)據(jù)時是一幀一幀地發(fā)送。為保證可靠的傳輸，在傳輸開始前，通過協(xié)議建立連接，在每一幀的傳輸中，采用發(fā)送／應答／重連／失敗方式進行。

4 GSM短信模塊VB程序設計

使用VB6.0語言進行監(jiān)控中心計算機對GSM短信模塊控制程序設計，編程過程中，使用MSComm控件，對計算機RS-232串行接口的操作，設計程序清單如下：

5 結(jié)論

研究開發(fā)了水稻秧棚溫度GSM無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，根據(jù)短消息服務（SMS）原理的，使用以西門子芯片為核心的短信模塊，組成了基于GSM的水稻秧棚溫度無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，使用VB6.0進行了監(jiān)控中心計算機對GSM短信模塊控制程序的設計，經(jīng)試驗表明，使用效果良好。

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