李芳軍

【摘 要】隨著信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐的加快，機房（庫房）監(jiān)控系統(tǒng)已作為現(xiàn)階段有人留守?zé)o人值班機房建設(shè)的一個重要組成部分。機房的環(huán)境設(shè)備的運行狀態(tài)時刻關(guān)系著機房內(nèi)設(shè)備正常運行與否的關(guān)鍵，一旦機房環(huán)境設(shè)備出現(xiàn)故障，就會影響機房設(shè)備的正常運行，對其數(shù)據(jù)傳輸、存儲及系統(tǒng)運行的可靠性構(gòu)成威脅，如發(fā)生嚴(yán)重事故又不能及時處理，就可能損壞設(shè)備元件，造成停播等嚴(yán)重后果。隨著通信設(shè)備的不斷進步，采用GSM技術(shù)進行遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)控和報警可靠地解決無人值守的機房，文中對環(huán)境取樣的過程和GSM的控制原理進行分析。

【關(guān)鍵詞】GSM 環(huán)境 監(jiān)控

1前言

隨著信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐的加快，機房（庫房）監(jiān)控系統(tǒng)已作為現(xiàn)階段有人留守?zé)o人值班機房建設(shè)的一個重要組成部分。機房的環(huán)境設(shè)備的運行狀態(tài)時刻關(guān)系著機房內(nèi)設(shè)備正常運行與否的關(guān)鍵，一旦機房環(huán)境設(shè)備出現(xiàn)故障，就會影響機房設(shè)備的正常運行，對其數(shù)據(jù)傳輸、存儲及系統(tǒng)運行的可靠性構(gòu)成威脅，如發(fā)生嚴(yán)重事故又不能及時處理，就可能損壞設(shè)備元件，造成停播等嚴(yán)重后果。

現(xiàn)在各臺站的倉庫管理在休息日也是一個盲區(qū)，休息日倉庫無人值守，在防火、防盜、溫濕度控制等方面存在漏洞。使用基于GSM的遠(yuǎn)程智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)就可以解決此類問題，如果溫濕度不在正常范圍，系統(tǒng)會立即啟動相應(yīng)的溫度及濕度調(diào)節(jié)設(shè)備，使庫房的溫濕度在正常的范圍，并向相關(guān)人員手機發(fā)送相關(guān)信息；如發(fā)生煙霧、盜竊、漏水等情況，系統(tǒng)會自動向相關(guān)人員手機發(fā)出報警信息，相關(guān)人員會立即采取相應(yīng)的措施，將火災(zāi)、盜竊等危險降到最低，為倉庫的安全保駕護航。

2基于GSM的遠(yuǎn)程智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)總體框架

基于GSM的遠(yuǎn)程智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)總體框架如圖一。總體包括AM2301溫濕度傳感器、4路開關(guān)量、單片機、GPRS模塊紅外控制、溫度繼電器板等。

基于GSM的遠(yuǎn)程智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)采用目前比較先進的GSM（全球移動通訊系統(tǒng)）短信控制報警系統(tǒng)及TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，提供環(huán)境參數(shù)的遠(yuǎn)程管理。既可以通過網(wǎng)絡(luò)（外網(wǎng)或內(nèi)網(wǎng)）來監(jiān)看、控制影響環(huán)境參數(shù)的模擬量或開關(guān)量，也可以通過手機語音或短信的方式來監(jiān)看、控制影響環(huán)境參數(shù)的模擬量或開關(guān)量。通過采樣模塊采集環(huán)境實時參數(shù)，如溫度、濕度、煙霧、漏水、保安系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等信息，送入遠(yuǎn)程智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。環(huán)境參數(shù)一旦發(fā)生異常，監(jiān)控系統(tǒng)即自動執(zhí)行預(yù)定的報警、控制策略，同時啟動報警及控制。分別將環(huán)境參數(shù)及報警信息以手機短信獲網(wǎng)絡(luò)的方式發(fā)送到固定手機或控制PC，并及時啟動相應(yīng)的設(shè)備，如：加濕器、除濕器、強制排風(fēng)風(fēng)機、空調(diào)等，以改變環(huán)境參數(shù)，達(dá)到機房設(shè)置的環(huán)境參數(shù)的要求。當(dāng)有多個報警同時發(fā)生時，系統(tǒng)會自動排隊報警事件，并逐一報警，其中的報警電話可以由用戶自行設(shè)定，可分別設(shè)置設(shè)備的報警方式及接受報警的管理人員。管理人員可根據(jù)報警的內(nèi)容采取相應(yīng)的措施，以確保機房環(huán)境參數(shù)在正常范圍。

基于GSM的遠(yuǎn)程智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)采用目前比較先進的GSM（全球移動通訊系統(tǒng)）短信控制報警系統(tǒng)及TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，提供遠(yuǎn)程環(huán)境參數(shù)管理。既可以通過網(wǎng)絡(luò)（外網(wǎng)或內(nèi)網(wǎng)）來監(jiān)看、控制影響環(huán)境參數(shù)的模擬量或開關(guān)量，也可以通過手機語音或短信的方式來監(jiān)看、控制影響環(huán)境參數(shù)的模擬量或開關(guān)量。

基于GSM的遠(yuǎn)程智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的特點：

（1）支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。（2）支持中文短信命令進行遠(yuǎn)程遙控，操作成功后，將返回確認(rèn)信息。（3）支持中文短信遠(yuǎn)程查詢命令，系統(tǒng)接到命令后將返回設(shè)備的當(dāng)前工作狀態(tài)及參數(shù)。（4）具有紅外遙控功能，可以控制空調(diào)等需遙控操作的設(shè)備。（5）具有定時控制功能，可以設(shè)定為每天或每星期幾定時開啟或關(guān)閉某設(shè)備。（6）具有設(shè)備參數(shù)異常報警功能。（7）具有來電號碼過濾功能，拒絕非法手機的遙控命令。（8）報警短信內(nèi)容可以由用戶編輯等。（9）系統(tǒng)內(nèi)有8路繼電器的開關(guān)量控制，允許最大交流電壓250V，最大電流為10A。

（10）通過短信或網(wǎng)絡(luò)可以對每路繼電器進行單獨控制，同時也支持一條短信命令打開或關(guān)閉不同編號的繼電器。（11）具有兩路溫濕度采樣模塊。（12）具有四路開關(guān)量輸入端口。（13）GSM模塊與控制系統(tǒng)之間的通訊采用NRF24L01模塊。（14）可以在手機上用WAP上網(wǎng)方式打開控制器的網(wǎng)頁。

3系統(tǒng)的硬件設(shè)計

本系統(tǒng)以單片機AT89S52作為核心處理器，AT89S52片內(nèi)含有8K字節(jié)的EPROM和256字節(jié)的RAM，具備ISP功能。溫度取樣采取AM2301現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，用單片機直接讀取處理后，進行紅外控制以及溫度控制，系統(tǒng)自動產(chǎn)生報警指示，以下是各部分的功能：

（1）AT89S52單片機。AT89S52是整個系統(tǒng)的核心，通過溫度傳感器以及四個開關(guān)量把現(xiàn)場的環(huán)境進行計算，和預(yù)先設(shè)定的溫度進行比較，驅(qū)動繼電器板的相應(yīng)的繼電器，繼電器控制對應(yīng)的風(fēng)機空調(diào)等。AT89S52還可以通過網(wǎng)絡(luò)，GSM手機信號傳送報警信號和目前的環(huán)境狀態(tài)。

（2）溫度傳感器。本系統(tǒng)溫度傳感器采用的是AM2301，是一各包括有數(shù)字校準(zhǔn)輸出的溫濕度傳感器。它采用獨特的數(shù)字采集模塊和高新溫濕度采集傳感技術(shù)，具有響應(yīng)快、抗干擾力強、性價比高、品質(zhì)卓越等優(yōu)點。以及超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達(dá)20米以上，AM2301的供電電壓為5V，電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個100nF 的電容，用以去耦濾波。

（3）GPRS模塊。GPRS的英文全稱是：“General Packet Radio Service”（譯作“通用無線分組服務(wù)”），它是利用“包交換”（Packet-Switched）的概念發(fā)展起來的一套無線傳輸方式。所謂“包交換 ”就是將Data封裝成許多獨立的封包，再將這些封包一一傳送出去，形式上有點類似郵局中的寄包裹。GPRS工作時，是通過路由管理來進行尋址和建立數(shù)據(jù)連接的，本系統(tǒng)中用以發(fā)送溫濕度及報警信號。

（4）繼電器控制。本系統(tǒng)中用以驅(qū)動風(fēng)機、除濕機、加熱器的繼電器是12v供電，共有6個繼電器，當(dāng)溫度或濕度達(dá)到啟動繼電器的條件時，進行控制繼電器的動作。

4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)檢測機房內(nèi)的溫度、濕度及有關(guān)信息，并根據(jù)預(yù)設(shè)的控制參數(shù)，對數(shù)據(jù)進行分析，控制抽風(fēng)風(fēng)機以及除濕機等，同時根據(jù)設(shè)定值判斷后輸出報警信號并通過 GPRS 發(fā)送相關(guān)信息，進行報警智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)通過 GPRS 以短消息的方式將信息送給值班留守人員，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)進行采集從而進行集中管理和監(jiān)控，達(dá)到無人值守的目的，整個系統(tǒng)運行過程包括初始化、系統(tǒng)檢測、溫濕度控制、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置等部分。監(jiān)控系統(tǒng)總體框架如圖二所示。

基于GSM的遠(yuǎn)程智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)已在我臺機房使用一年時間，對環(huán)境參數(shù)的控制具有良好的效果，曾幾次發(fā)送設(shè)備間溫度過高、濕度過大、已啟用備用電源等報警信息，并及時啟動空調(diào)、除濕機、排風(fēng)機等設(shè)備，來改變環(huán)境參數(shù)，確保設(shè)備間環(huán)境參數(shù)在機房設(shè)置的合適的范圍，為設(shè)備的安全運行奠定了堅實的基礎(chǔ)。