基于PLC的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與研究

智能電網(wǎng)時代的SCADA技術(shù)是以設(shè)備對象和網(wǎng)絡(luò)模型為核心的理念來進行設(shè)計的，它具有處理面廣、人工智能化水平很高的明顯優(yōu)點，并且具有方便的拓展性，在這基礎(chǔ)上能夠方便的擴展出非常多的功能化模塊，比如電廠脫硫的監(jiān)視、新能源的綜合監(jiān)測等，而不必要增加一些另外的應(yīng)用或系統(tǒng)。這種技術(shù)能夠為智能電網(wǎng)的調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)及智能電網(wǎng)調(diào)度自動化生產(chǎn)運行提供堅強的技術(shù)支撐，有利于促進我國智能電網(wǎng)的全面發(fā)展。由調(diào)度中心收集的網(wǎng)絡(luò)信息必須要通過相應(yīng)的應(yīng)用軟件的處理，以便最終實現(xiàn)調(diào)度生產(chǎn)過程中的各種各樣的方式。在已經(jīng)掌握一些現(xiàn)有的應(yīng)用軟件的條件下，調(diào)度員可以很快的監(jiān)測到電網(wǎng)在運行過程中的各種狀態(tài)，可以很快并且很方便地分析電網(wǎng)實時運行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟發(fā)展的趨勢，在事故情況下盡快的完成相應(yīng)的判斷、決策，才能夠?qū)b遠的廠，站實施有效的遠程控制和遠程調(diào)整。本課題針對電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的管理和監(jiān)控，詳細分析和說明了SCADA系統(tǒng)中的軟硬件設(shè)計，并對SCADA系統(tǒng)及其發(fā)展和SCADA系統(tǒng)應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中的若干相關(guān)技術(shù)進行了初步的研究。針對電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)工作原理，詳細的分析和描述了SCADA系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計，初步研究了SCADA系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)的設(shè)計在電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中的一些相關(guān)技術(shù)。SCADA系統(tǒng)其實是一個實時數(shù)據(jù)監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集分析的系統(tǒng)。通過對SCADA仿真系統(tǒng)的研究，讓我們對SCADA仿真系統(tǒng)有一個比較具體的了解，熟悉SCADA仿真系統(tǒng)的發(fā)展歷程，當(dāng)前的發(fā)展狀況以及未來的發(fā)展趨勢。充分體會到了SCADA仿真系統(tǒng)在國家電網(wǎng)調(diào)度中發(fā)揮的不可或缺的作用。關(guān)鍵詞:SCADA;電網(wǎng)調(diào)度;仿真；智能電網(wǎng)；自動化ABSTRACTThesmartgrideraofSCADAtechnologyisbasedonthedeviceobjectandthenetworkmodelasthecoreconcepttodesign,ithasawidetreatmentsurface,theobviousadvantageofthehighlevelofartificialintelligence,andhasaconvenientexpansioninthisbasiscanfacilitatetheexpansionofaverylargenumberoffunctionalmodules,suchasdesulfurizationplantmonitoring,energymonitoring,andunnecessaryincreaseinsomeotherapplicationorsystem.ThistechnologycansupporttheautomationofproductionandoperationofthesystemandthesmartgridschedulingforsmartgridschedulingtechnologytoprovidestrongtechnicalsupportandhelptopromotethecomprehensivedevelopmentofChina'ssmartgrid.Networkinformationcollectedbythedispatchcentermustpasstheappropriateprocessingoftheapplicationsoftware,sothatthefinalschedulingoftheproductionprocessinvariousways.Conditionshavemasteredsomeoftheexistingapplicationsoftware,thedispatchercanquicklymonitorthevariousstatesofthepowergridduringoperation,youcanquicklyandeasilyanalyzethegridrun-timestabilityandeconomicdevelopmenttrendsthecompletionofthejudgment,decisionsystems,adetailedanalysisanddescriptionoftheSCADAsystemhardwareandsoftwaredesign,andtheSCADAsystemanditsdevelopmentandSCADAsystemsusedindispatchingautomationsystemsinanumberofrelatedtechnologiesconductedapreliminarystudy.Griddispatchautomationsystemworks,adetailedanalysisanddescriptionoftheSCADAsystemhardwareandsoftwaredesign,preliminarystudyonthedesignofSCADAsystemsandSCADAsystemsindispatchingautomationsystemsinanumberofrelatedtechnologies.TheSCADAsystemisactuallyareal-timedatamonitoringanddataacquisitionanalysissystem.SimulationofSCADAsystem,amorespecificunderstandingofSCADAsimulationsystem,familiarwithSCADAsimulationsystemdevelopmentprocess,thecurrentdevelopmentstatusandfuturedevelopmenttrends.FullyappreciatetheSCADAsimulationsystemanindispensableroletoplayinthenationalgridscheduling.Keywords:SCADA；PowerDispatching；Simulation；SmartGrid；automation目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章緒論 1\o"CurrentDocument"第一節(jié)遠程監(jiān)控的背景和意義 1\o"CurrentDocument"第二節(jié)遠程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀 2\o"CurrentDocument"第三節(jié)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用 5\o"CurrentDocument"第四節(jié)本課題研究的內(nèi)容及意義 6\o"CurrentDocument"第二章遠程監(jiān)控系統(tǒng) 7\o"CurrentDocument"第一節(jié)遠程監(jiān)控系統(tǒng)基本原理 8\o"CurrentDocument"第二節(jié)遠程監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架 10\o"CurrentDocument"第三節(jié)PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成 11\o"CurrentDocument"第三章基于PLC的手機短信息遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 12\o"CurrentDocument"第一節(jié)本系統(tǒng)的設(shè)計思想 13\o"CurrentDocument"第二節(jié)本系統(tǒng)的硬件組成 13\o"CurrentDocument"第三節(jié)總體的結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)功能 15\o"CurrentDocument"第四節(jié)PLC主控模塊設(shè)計 17\o"CurrentDocument"第五節(jié)窗戶控制模塊的設(shè)計 18\o"CurrentDocument"第六節(jié)防盜報警模塊的設(shè)計 19\o"CurrentDocument"第四章基于PLC的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的程序設(shè)計 20\o"CurrentDocument"第一節(jié)發(fā)送短消息的GSM07系列協(xié)議簡介 21\o"CurrentDocument"第二節(jié)程序設(shè)計 22\o"CurrentDocument"第五章結(jié)論與展望 31\o"CurrentDocument"第一節(jié)結(jié)論 31\o"CurrentDocument"第二節(jié)展望 32參考文獻 33致謝 35第一章緒論第一節(jié)遠程監(jiān)控的背景和意義伴隨著經(jīng)濟全球化的進程和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速地發(fā)展，市場競爭日益劇烈，企業(yè)的生產(chǎn)、銷售和服務(wù)規(guī)模不斷地擴大。企業(yè)間的競爭開始向產(chǎn)品的創(chuàng)新能力、產(chǎn)品的質(zhì)量和維修服務(wù)的水平等多元化的方向發(fā)展。在當(dāng)今的全球市場中，設(shè)備的技術(shù)維修與售后服務(wù)已經(jīng)成為了制約現(xiàn)代化企業(yè)的生產(chǎn)能力和影響客戶對產(chǎn)品的滿意程度的重要因素，也成為了決定企業(yè)利潤和產(chǎn)品品牌的重要因素。設(shè)備制造行業(yè)不僅要求技術(shù)創(chuàng)新，提高產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)新產(chǎn)品，而且還要在產(chǎn)品的生產(chǎn)使用過程中，提供全生命周期的技術(shù)支持、實施設(shè)備的終生保修政策。這一發(fā)展趨勢的興起，使得設(shè)備制造企業(yè)開始從制造型向制造、服務(wù)型的不斷轉(zhuǎn)變，也促使著設(shè)備制造商在產(chǎn)品的生產(chǎn)研發(fā)中加入遠程監(jiān)控功能，使得技術(shù)服務(wù)費用大幅度降低；對設(shè)備使用型企業(yè)而言，對潛在的設(shè)備故障，遠程監(jiān)控通過E-mail、手機短息等方式進行預(yù)警，大大縮短了設(shè)備維修服務(wù)的響應(yīng)時間。遠程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，推動著控制技術(shù)向網(wǎng)絡(luò)化、分布性和開放性的方向發(fā)展，并實現(xiàn)了跨地域的資源共享，這種趨勢使遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能的擴展性能不斷提高，使用更加靈活、更加簡便。遠程監(jiān)控技術(shù)在遠程辦公、遠程交流、遠程技術(shù)支持、遠程維護和管理等方面有著出色的發(fā)展前景。遠程監(jiān)控技術(shù)具備了以下幾個特征：遠程監(jiān)控技術(shù)可以使異地的智力之源得到充分利用。可以使位于異地的專家通過網(wǎng)絡(luò)獲得遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)，進行分析處理，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。遠程監(jiān)控技術(shù)可以使異地的物質(zhì)資源得到充分利用。通過該技術(shù)的使用，可以使異地物資資源的共享和遠程實驗得以實現(xiàn)。管理人員采用遠程監(jiān)控技術(shù)，可以不必親臨惡劣的現(xiàn)場環(huán)境就可以對現(xiàn)場的工作情況進行監(jiān)視，完成對參數(shù)的設(shè)置與調(diào)整，修復(fù)故障等。遠程監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)的快速集中和實時采集，獲得現(xiàn)場的監(jiān)控數(shù)據(jù)，提供了遠程故障診斷技術(shù)物質(zhì)基礎(chǔ)。在現(xiàn)代化的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，遠程監(jiān)控技術(shù)被廣泛的應(yīng)用。遠程監(jiān)控的進行有以下幾種方式：(1)使用無線電設(shè)備進行信號的收發(fā)；(2)使用電話線路，利用電話網(wǎng)絡(luò)，通過雙音多頻(DTMF)信號載體來傳送簡的單命令和數(shù)據(jù)；⑶利用計算機，借助Internet?聯(lián)網(wǎng))進行數(shù)據(jù)及命令的傳輸;(4)借助PLMN(公用陸地移動網(wǎng))的SMS(短信)服務(wù)平臺或GPRS(通用分組無線業(yè)務(wù))的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)功能進行數(shù)據(jù)或命令的傳遞。經(jīng)過三代的發(fā)展，移動通信技術(shù)GSM(GlobalSystemforMobileCommunication)系統(tǒng)是當(dāng)下移動通信體制中最完善、最成熟、應(yīng)用最廣泛的一種基于時分多址技術(shù)的移動通信系統(tǒng)。在遠距離監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、GPS定位、無線報警、繳費通知等領(lǐng)域，GSM全球移動通訊短信息的傳送技術(shù)都被廣泛的應(yīng)用。在無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋上，與傳統(tǒng)的集群系統(tǒng)相比，GSM系統(tǒng)具有無可比擬的優(yōu)勢，另外由于GSM的SMS自身帶有傳輸數(shù)據(jù)的功能，都使得這些應(yīng)用得到迅速的普及。由于采用了專用控制信道(DCCH)技術(shù)，使得短消息傳送業(yè)務(wù)可以確保被叫方能收到。因此，短消息業(yè)務(wù)作為GSM網(wǎng)絡(luò)的一種主要的電信業(yè)務(wù)，信息傳遞是實時可靠的。每條短消息的信息容量達到140個八位組(7比特編碼，160個字符)不超過140個字節(jié)，足以使單個監(jiān)測指標的信息量得到滿足。綜上所述，系統(tǒng)通過GSM的短消息業(yè)務(wù)的使用，來實現(xiàn)遠程監(jiān)控來控制被控對象第二節(jié)遠程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀一、遠程監(jiān)控的發(fā)展通信技術(shù)與設(shè)備的遠程監(jiān)控模式的發(fā)展，二者之間是密不可分，伴隨著通信技術(shù)的發(fā)展，三種遠程監(jiān)控得到了發(fā)展。從上個世紀90年代以來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們的生產(chǎn)行為、生活方式都發(fā)生了重大的變化，作為生活生產(chǎn)中非常重要的一項技術(shù)即監(jiān)控技術(shù)的重要性正在逐漸被人們所熟悉和重視。監(jiān)控系統(tǒng)的演變，是一個從集中監(jiān)控向網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的發(fā)展歷史。早期的監(jiān)控系統(tǒng)，采用大型儀表集中對各個重要設(shè)備的狀態(tài)進行監(jiān)視，并通過操縱盤來進行集中式操縱。而計算機監(jiān)控系統(tǒng)是以監(jiān)測控制計算機為主體，加上檢測裝置、執(zhí)行機構(gòu)與被監(jiān)測控制的對象（生產(chǎn)過程）共同構(gòu)成的整體。在該系統(tǒng)中，計算機實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的檢測、監(jiān)視和控制功能。在現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)和治理中，大量的物理量、環(huán)境參數(shù)、工藝數(shù)據(jù)、特性參數(shù)需要進行實時檢測、監(jiān)視治理和自動控制。由于產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程控制要求的高環(huán)境適應(yīng)性、高實時性、和高可靠性等特點，自動控制與檢測技術(shù)一直沿著自己的道路發(fā)展，測控領(lǐng)域所使用的通訊技術(shù)都自成體系，很多通訊協(xié)議不開放，而且大多數(shù)系統(tǒng)都是面向單臺，或單一類型的設(shè)備。隨著生產(chǎn)力的進步，設(shè)備的分布越來越離散單一的，各自獨立的監(jiān)測系統(tǒng)已不能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化的需求，于是便產(chǎn)生了分布式系統(tǒng)。這種系統(tǒng)以計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，使系統(tǒng)資源分配趨于公道。但是由于目前運行的盡大多數(shù)分布式監(jiān)測系統(tǒng)還只是在局域網(wǎng)上，通常的測控僅局限于同一地點，所以具有一定的地域局限性。Internet能實現(xiàn)資源的共享，從而使人們有能力解決以前在極有限的資源下很難解決的題目，為遠程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了有利的條件。遠程監(jiān)控是本地計算機通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)如Internet/Intranet,對遠端進行監(jiān)視和控制，完成對分散控制網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)控及設(shè)備的診斷維護等功能我們通常把能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控的通訊媒體、計算機軟件、硬件系統(tǒng)稱為遠程監(jiān)控系統(tǒng)。在現(xiàn)場設(shè)備分布廣泛或數(shù)據(jù)不易采集的場合,要能夠及時地監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)并進行有效控制,這就是遠程監(jiān)控技術(shù)在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)上的需求。（一）早期遠程監(jiān)控模式如圖1.1所示，遠程監(jiān)控人員不能夠直觀的對現(xiàn)場的生產(chǎn)設(shè)備狀況進行了解是這種模式的最大的缺點，僅僅依靠現(xiàn)場操作人員的記錄對其進行分析推理，那么現(xiàn)場操作人員的主觀判斷和知識水平對做出的結(jié)論有很重大的影響，可靠性不高；另外，這種模式在實現(xiàn)實時的在線監(jiān)控方面無能為力。圖1-1早起遠程監(jiān)控模式（二）近代遠程監(jiān)控模式如圖1.2所示，跟前一種模式相比，這種模式進步很大。由于現(xiàn)場生產(chǎn)與設(shè)備的情況能夠比較直觀地被遠程監(jiān)控人員所了解，所作出的判斷可靠性提高很大；實現(xiàn)實時和在線監(jiān)控也較容易。然而，由于經(jīng)過遠距離傳輸后，模擬信號會產(chǎn)生很大的失真，最終嚴重影響了監(jiān)控的準確性。因此，該遠程監(jiān)控模式的有效的監(jiān)控距離有空間上的限制。圖1-2近代遠程監(jiān)控模式（三）現(xiàn)代遠程監(jiān)控模式如圖1.3所示，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展，這種模式已經(jīng)成為了當(dāng)下最主要的遠程監(jiān)控模式?，F(xiàn)場的采樣儀器可以將不同傳感器的來的模擬量的設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號量后，通過網(wǎng)絡(luò)通信傳送給遠程監(jiān)控人員是該模式較為突出的特征。遠程監(jiān)控人員通過使用計算機和DSP（數(shù)字信號處理）技術(shù)分析處理收到的數(shù)字信號，然后對設(shè)備的狀態(tài)進行總結(jié)，最后將做出的控制結(jié)論給現(xiàn)場操作人員或設(shè)備進行反饋。由于經(jīng)過遠程傳輸后，數(shù)字信號的失真度低，時間和空間的影響較小，因此控制結(jié)論可靠性高，真正意義上的實時在線遠程監(jiān)控可以實現(xiàn)。圖1-3現(xiàn)代遠程監(jiān)控模式二、遠程監(jiān)控的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀遠程監(jiān)控的內(nèi)容是：本地的計算機通過通信技術(shù)對遠端的設(shè)備進行監(jiān)測與控制。當(dāng)下，遠程監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)控制、交通運輸、計算機、教育、金融等行業(yè)里得到了廣泛的應(yīng)用。能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控的計算機軟硬件系統(tǒng)稱為遠程監(jiān)控系統(tǒng)。按照監(jiān)控的對象來分，遠程監(jiān)控技術(shù)基本上可以被分為兩類：計算機的遠程監(jiān)控技術(shù)和設(shè)備的遠程監(jiān)控技術(shù)。其中，設(shè)備的遠程監(jiān)控技術(shù)所監(jiān)控的對象是在不同地域分布的生產(chǎn)控制設(shè)備，所研究的內(nèi)容為監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)，設(shè)備遠程監(jiān)控的是研究的較早，也較為成熟的技術(shù)，在工業(yè)控制領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。設(shè)備的遠程監(jiān)控技術(shù)是當(dāng)下國內(nèi)外都展開深刻研究的前沿課題。1997年一月，斯坦福大學(xué)和麻省理工學(xué)院聯(lián)合主辦了首屆基于因特網(wǎng)的工業(yè)遠程監(jiān)控的研討會。此次會議主要討論了有關(guān)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的開放式體系、傳輸協(xié)議及對用戶的合法限制等，并對技術(shù)未來的發(fā)展前景作了展望。此外，密歇根大學(xué)在互聯(lián)網(wǎng)上建立了一個宣傳點，積極地開展了針對機械加工中遠程監(jiān)控和制造系統(tǒng)的研究工作。在國內(nèi)，許多的高校也開展了針對遠程監(jiān)控技術(shù)的研究。目前，西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)等知名高校都在向國外先進水平看齊，已經(jīng)著手或準備從事工業(yè)領(lǐng)域的遠程監(jiān)控的研究工作；華中理工大學(xué)也在1997年初開始了前期研究工作，并于同年11月在互聯(lián)網(wǎng)上設(shè)立了一個遠程控制宣傳點，并以同年11月在因特網(wǎng)上設(shè)立了一個遠程診斷宣傳站點，向國內(nèi)介紹遠程監(jiān)控技術(shù)，并通過技術(shù)示范的方式向用戶提供有限的遠程監(jiān)控服務(wù)。與此同時BENTLY、ENTEK、SOLTRAN等大公司也紛紛向中國市場推出他們最新的網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測產(chǎn)品，這對于提高我國的遠程監(jiān)控設(shè)備的水平，增進我國各個領(lǐng)域的診斷設(shè)備故障網(wǎng)絡(luò)化起到了相對積極的作用。計算機領(lǐng)域經(jīng)歷了一場新的革命，它結(jié)合了現(xiàn)代控制技術(shù)、圖形技術(shù)，其目標是隨時隨地為人們提供無縫的、高質(zhì)量的、易用的、廉價的信息資源，使其能真正進進人們的生活。計算機監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平也從初期的模擬信息傳輸與控制飛速發(fā)展到了數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化信息傳輸與控制數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化信息傳輸與控制目前遠程監(jiān)控技術(shù)的主流是應(yīng)用Internet技術(shù)，在TCP/IP協(xié)議和WWW規(guī)范的支持下，公道組織軟件結(jié)構(gòu)，使工作職員通過訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來迅速獲取自己權(quán)限下的所有信息并及時做出響應(yīng)將來，嵌進式系統(tǒng)的發(fā)展會越來越迅速，越來越成熟，這項新技術(shù)早晚必將用于遠程監(jiān)控系統(tǒng)上，是監(jiān)控系統(tǒng)未來發(fā)展方向之一。嵌進式監(jiān)控系統(tǒng)可以使信息實現(xiàn)本地化處理，改善服務(wù)器性能，可以使每一個設(shè)備具備上網(wǎng)與服務(wù)功能，即每一個設(shè)備都可以獨立進行服務(wù)，從而大大進步監(jiān)控的質(zhì)量和范圍。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)在測控系統(tǒng)中的應(yīng)用還滲透到了傳感器領(lǐng)域，將網(wǎng)絡(luò)接口芯片與智能傳感器集成起來，并把通訊協(xié)議固化到智能傳感器的ROM中，導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)傳感器的產(chǎn)生。網(wǎng)絡(luò)傳感器繼續(xù)了智能傳感器的全部功能，并且能夠和計算機網(wǎng)絡(luò)進行通訊，因而在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用成為現(xiàn)場級數(shù)字化傳感器。國外有不少儀器公司己研制出了各種各樣的網(wǎng)絡(luò)化傳感器。國內(nèi)在網(wǎng)絡(luò)傳感器方面的研究尚處于原理研究階段，還沒有成型的網(wǎng)絡(luò)化傳感器出現(xiàn)。監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展始終與最新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，使用者不斷對遠程監(jiān)控的簡便性及實時性提出了更高的要求。因此必須要更好地、更及時地應(yīng)用最新技術(shù)，這樣才能使得遠程監(jiān)控不斷地發(fā)展，不斷地滿足人們的需求。第三節(jié)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用遠程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，遍及國民經(jīng)濟的很多領(lǐng)域，典型應(yīng)用概括為以下幾個方面。(1)煤氣，天然氣，石油，電力等能源系統(tǒng)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)的遠程監(jiān)控：發(fā)電機組，變電站，供電所的遠程監(jiān)控；煤氣、天然氣管線壓力；溫度、流量等遠程監(jiān)控；石油開采中油井各種參數(shù)的遠程監(jiān)控等(2)車輛狀態(tài)遠程監(jiān)控：如車輛位置/時間，運動方向/速度監(jiān)測，遠程控制車輛中的設(shè)備，車輛丟失的查找和監(jiān)測等。(3)自動化工廠，生產(chǎn)過程，機器和設(shè)備的遠程監(jiān)控；在自動化生產(chǎn)線上，一般由可編程邏輯控制器控制，可對其進行遠程監(jiān)控；關(guān)鍵的機器和設(shè)備關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)線的安全，對此類設(shè)備工作參數(shù)可實現(xiàn)遠程監(jiān)控，超限報警。(4)對人體有害的環(huán)境下的遠程監(jiān)控：化工廠周圍的空氣質(zhì)量的遠程監(jiān)控，噪聲嚴重區(qū)域的噪聲遠程監(jiān)控和噪聲抑制；地震測試點的資料上傳，氣象監(jiān)測點的資料上傳。(5)通風(fēng)設(shè)備，制冷設(shè)備等的遠程監(jiān)控：冷庫/倉庫的遠程監(jiān)測，礦井通風(fēng)設(shè)備，探礦設(shè)備的遠程監(jiān)控。(6)水庫大壩、水閘、供水系統(tǒng)的遠程監(jiān)控：河流、湖泊、海潮的水位變化，水流量狀態(tài)等關(guān)系到災(zāi)害的發(fā)生和人民生命財產(chǎn)安全，水質(zhì)變化對供水系統(tǒng)和人們的生活影響很大，遠程實時監(jiān)控這些狀態(tài)數(shù)據(jù)意義重大。(7)各種信息查詢系統(tǒng)：交通信息、天氣預(yù)報、銀行系統(tǒng)等很多領(lǐng)域的信息查詢。目前遠程監(jiān)控主要有以下幾種方式：短距離長線監(jiān)控；通過市話網(wǎng)；通過Internet網(wǎng)絡(luò)；通過自組網(wǎng)絡(luò)(CDPD網(wǎng))；通過無線數(shù)傳電臺方式。第四節(jié)本課題研究的內(nèi)容及意義將手機短信息與PLC的控制進行結(jié)合是本課題的主要研究方向，它實現(xiàn)了基于PLC的手機短信息的遠程控制、狀態(tài)查詢以及PLC向手機發(fā)送短信息、報告的發(fā)送等功能，構(gòu)建了一套遠程的交互系統(tǒng)，在家庭環(huán)境的遠程監(jiān)控和實現(xiàn)智能化家居方面，根據(jù)具體的情況可以很方便的實現(xiàn)對功能的擴展，因此具有較高的實用價值。隨著社會的信息化程度的不斷發(fā)展，信息家電已經(jīng)被越來越多地應(yīng)用于人們的生活中，智能化家居的概念也隨之提出。智能家居系統(tǒng)是一個把互聯(lián)網(wǎng)、信息家電、家居自動化和家庭安全防護防盜等技術(shù)有機地結(jié)合到一起的高新技術(shù)，是智能化、人本化的集成型開放式家居系統(tǒng)。未來的家居智能化和網(wǎng)絡(luò)化是必然的發(fā)展趨勢。家居智能化的一個分支就是對家庭設(shè)備進行遠程監(jiān)控。當(dāng)前一個熱點的社會問題就是怎樣建立一個低成本、高效率的家居智能系統(tǒng)。人們希望能夠在家中煤氣泄漏、起火、小偷入侵時報警；希望在回到家前啟動家中的空調(diào)以調(diào)整到適當(dāng)?shù)臏囟龋幌Ｍ送獬鰰r能夠查看窗戶有沒關(guān)好。由于有了如上的考慮，此次課題研究的建立基于PLC的手機短信遠程監(jiān)控系統(tǒng)在實際應(yīng)用GSM短信息對家居環(huán)境進行遠程控，實現(xiàn)家居的智能化就有了很大的意義。圖1-4應(yīng)用設(shè)計通過GSM短信息系統(tǒng)的使用來進行無線通信，實現(xiàn)遠程監(jiān)控，具有節(jié)約維護費用、節(jié)約建設(shè)費用、節(jié)約使用費用、方便實施等優(yōu)點。由于PLC具有穩(wěn)定可靠、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、價格便宜、操作維護方便等優(yōu)點，因此該監(jiān)控系統(tǒng)的各控制單元的核心控制元件我們選用PLC，GSM短信息模塊是PLC與用戶手機之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇椋蒔LC和GSM短信息模塊共同構(gòu)成系統(tǒng)的中心控制模塊。整個家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)由GSM短信息模塊、PLC和各功能子模塊構(gòu)成。主控單元PLC通過GSM短信息模塊來控制接收用戶手機所發(fā)送的短信息，依據(jù)短信息的內(nèi)容控制各子功能模塊；同時也可以通過GSM短信息模塊對主控PLC將家居系統(tǒng)的狀態(tài)情況以短信息形式發(fā)送給用戶手機。由上述的設(shè)計思想構(gòu)建的在家庭遠程監(jiān)控中基于PLC的手機短信遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計如圖1.4所示。此次設(shè)計主要介紹窗戶控制模塊和防盜報警模塊。第二章遠程監(jiān)控系統(tǒng)第一節(jié)遠程監(jiān)控系統(tǒng)基本原理一、遠程監(jiān)控系統(tǒng)原理模型遠程監(jiān)控技術(shù)是計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和控制技術(shù)的結(jié)合的一門先進技術(shù)。信息技術(shù)發(fā)展使得遠程監(jiān)控技術(shù)得以快速發(fā)展。遠程監(jiān)控技術(shù)是遠程監(jiān)測和遠程控制的結(jié)合，遠程監(jiān)測是指遠程獲得被監(jiān)控資源對象的數(shù)據(jù)信息，遠程控制是指遠程發(fā)送命令控制現(xiàn)場資源對象的運行狀態(tài)。一個遠程監(jiān)控系統(tǒng)通常由遠程監(jiān)控端系統(tǒng)、遠距離數(shù)據(jù)傳輸、現(xiàn)場監(jiān)控端系統(tǒng)構(gòu)成，基本結(jié)構(gòu)模型如圖2-1所示。三個子系統(tǒng)分工合作，共同實現(xiàn)對遠程資源的監(jiān)控。圖2-1遠程監(jiān)控系統(tǒng)模型（一）遠程監(jiān)控端系統(tǒng)遠程監(jiān)控端系統(tǒng)是用戶與被監(jiān)控資源進行交互的遠程接口。主要功能包括遠程資源狀態(tài)的終端顯示，控制命令及參數(shù)的輸入，對命令參數(shù)的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行必要的處理，以及其他操作。（二）遠距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)遠距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)作為遠程控制信息和狀態(tài)信息的傳輸通道，傳輸各種控制命令數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。傳輸系統(tǒng)的作用有兩個：一方面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)將監(jiān)控端的控制信息傳送到現(xiàn)場的控制主機，使現(xiàn)場控制主機能對資源進行實際的控制；另一方面將現(xiàn)場資源的狀態(tài)信息實時地傳輸?shù)奖O(jiān)控端，使操作人員通過對現(xiàn)場資源狀態(tài)的了解，決定下一步操作。（三）現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)是直接對現(xiàn)場資源進行監(jiān)控的系統(tǒng)。現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)對資源進行控制，實時監(jiān)測資源的狀態(tài)，并作必要的分析，再將這些狀態(tài)通過傳輸通道送回到遠程監(jiān)控端。二、遠程監(jiān)控系統(tǒng)性能分析遠程架空系統(tǒng)的性能指標主要有：實時性、可靠性、穩(wěn)定性、安全性。只有保證了這些性能，遠程監(jiān)控系統(tǒng)才能快速、準確、穩(wěn)定、可靠地運行。遠程監(jiān)控系統(tǒng)的各個性能指標的影響因素進行簡要的分析（一）實時性分析實時性是遠程監(jiān)控系統(tǒng)的一個重要的性能指標。一個系統(tǒng)的實時性通常采用“響應(yīng)時間”來定量描述。響應(yīng)時間是指某一系統(tǒng)對輸入做出響應(yīng)所需的時間。響應(yīng)時間越短，系統(tǒng)的實時性越好。在遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是命令數(shù)據(jù)、狀態(tài)反饋數(shù)據(jù)（監(jiān)測數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)），主要是這些數(shù)據(jù)的傳輸對實時性產(chǎn)生了影響。對于命令數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)發(fā)送時間遠小于數(shù)據(jù)傳輸時間，所以數(shù)據(jù)傳輸時間是影響實時性的主要因素。而對于圖像數(shù)據(jù)由于數(shù)據(jù)量較大，還要考慮數(shù)據(jù)的發(fā)送時間對實時性的影響。（二）可靠性分析遠程監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性主要是指遠程監(jiān)控終端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)的傳輸可靠性和現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。對于遠程架空來說，傳輸系統(tǒng)的可靠性是最為重要的一個方面。而傳輸系統(tǒng)的可靠性取決于傳輸?shù)慕橘|(zhì)與傳輸方式等因素。例如互聯(lián)網(wǎng)不是可靠的，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)在傳輸過程中發(fā)生丟失，導(dǎo)致遠程監(jiān)控失效。這就要求監(jiān)控端設(shè)置超時時間，當(dāng)監(jiān)控端的命令發(fā)出后等待響應(yīng)的時間超過了規(guī)定的時間，就重發(fā)命令。（三）穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性是指現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控終端的監(jiān)控下，能夠穩(wěn)定的正常運行。數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e誤有可能導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況，傳輸系統(tǒng)可能由于外界干擾等原因使得數(shù)據(jù)傳輸錯誤，導(dǎo)致了對現(xiàn)場控制出現(xiàn)不可預(yù)測的結(jié)果，從而影響系統(tǒng)的控制穩(wěn)定性，所以系統(tǒng)必須要有容錯機制保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運行（四）安全性分析在遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，由于各種數(shù)據(jù)都是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?。而網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)母鞣N數(shù)據(jù)可能會遭到竊聽、篡改等攻擊，這就使得遠程監(jiān)控系統(tǒng)存在安全隱患。攻擊者可能利用系統(tǒng)的安全漏洞，對遠程資源進行非法操作。所以需要使用必要的安全措施來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴＠纾簩?shù)據(jù)加密傳輸，對用戶授權(quán)操作等。第二節(jié)遠程監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架一、遠程監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)隨著計算機網(wǎng)絡(luò)特別是互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，分布于不同地理位置上的計算機都可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)連接起來。網(wǎng)絡(luò)上任意一點上的計算機資源都可以通過網(wǎng)絡(luò)連接來訪問。因此，遠程監(jiān)控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對計算機資源的無地域和時間限制的訪問控制。遠程監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)，管理人員和被監(jiān)控資源對象之間建立了信息傳輸通道。管理人員對被監(jiān)控資源的訪問、控制等命令信息由監(jiān)控端系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)具體的命令信息對被監(jiān)控資源對象進行相應(yīng)的操作；來自被監(jiān)控資源對象的相應(yīng)信息和告警信息都是由現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)傳回給監(jiān)控端系統(tǒng)。圖2-2遠程監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)二、遠程監(jiān)控管理體系結(jié)構(gòu)遠程監(jiān)控系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)上借鑒SNMP協(xié)議的分布式管理體系結(jié)構(gòu)，參照SNMP的管理者-代理(Manager-Agent)結(jié)構(gòu)來構(gòu)建管理體系結(jié)構(gòu)。代理位于現(xiàn)場控制端，實現(xiàn)對資源的直接訪問控制；管理者位于遠程監(jiān)控端，通過與代理通信來間接實現(xiàn)對資源的遠程監(jiān)控。一個管理者可以對應(yīng)一個代理，也可以對應(yīng)多個代理，每個代理分別對不同類型的資源對象進行訪問控制。管理者作為資源的遠程監(jiān)控者，負責(zé)向代理發(fā)出管理操作命令，并接受來自代理的反饋信息或告警信息。同時管理者還需要負責(zé)用戶訪問授權(quán)、日志管理等工作。代理作為資源的現(xiàn)場監(jiān)控者，主要負責(zé)接收、分析管理者發(fā)送的命令，并將管理者的命令轉(zhuǎn)化為本地指令對資源進行讀取、修改等操作，同時可以實時監(jiān)控資源的運行狀態(tài)，在資源發(fā)生異?；蚬收蠒r，向管理者發(fā)出告警信息。在管理者-代理的體系結(jié)構(gòu)上，將管理者和代理設(shè)計為幾個對等的功能層次，每層實現(xiàn)相對獨立的功能。如圖2-3所示，管理者和代理的網(wǎng)絡(luò)接口層實現(xiàn)二者的直接數(shù)據(jù)通信，其余三層實現(xiàn)對等的功能。Manager Agency圖2-3系統(tǒng)功能層次在管理者端，數(shù)據(jù)表示層負責(zé)從用戶獲取資源訪問命令，并將數(shù)據(jù)處理層提供的資源信息顯示在用戶界面上；數(shù)據(jù)處理層負責(zé)命令數(shù)據(jù)包的構(gòu)建和響應(yīng)信息數(shù)據(jù)包解析、日志記錄等數(shù)據(jù)處理過程；安全處理層負責(zé)數(shù)據(jù)的加解密，用戶認證、訪問權(quán)限設(shè)置等功能。網(wǎng)絡(luò)接口層負責(zé)數(shù)據(jù)包發(fā)送接收以及告警數(shù)據(jù)偵聽。在代理端，網(wǎng)絡(luò)接口層主要負責(zé)與管理者通信，接受命令、傳送相應(yīng)數(shù)據(jù)和告警信息；安全處理層負責(zé)數(shù)據(jù)的加解密；數(shù)據(jù)處理層負責(zé)解析管理者的命令，將命令消息轉(zhuǎn)化為本地指令以及相應(yīng)數(shù)據(jù)包的構(gòu)建；訪問控制層實現(xiàn)對資源的訪問控制，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)處理層。第三節(jié)PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成一、PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)元件采用PLC實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與控制。同時，PLC具有RS-232標準串口可與下位工控機相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信。采用工業(yè)控制計算機IPC，與PLC一起組成兩級式計算機控制系統(tǒng)，負責(zé)完成對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的監(jiān)視，并通過工業(yè)MODEM與上位計算機進行通信。為適應(yīng)現(xiàn)場的環(huán)境，能夠抗強電磁干擾，選用了工業(yè)MODEM來完成線路的連接。兩個MODEM采用專線方式分別與上位機、下位機相連，而MODEM與MODEM之間通過已有的微波線路連接，根據(jù)實際微波線路調(diào)整MODEM的設(shè)置。在單位原有微波線路的基礎(chǔ)上，占有其中的某兩個頻率段來完成數(shù)據(jù)的遠程傳輸。由于實際設(shè)備的調(diào)制和解調(diào)是分開的。每個都有兩條線，所以上位的MODEM和下位的MODEM相連時，調(diào)制和解調(diào)線要交叉。二、系統(tǒng)設(shè)計通過標準串口，將下位機與PLC相連，根據(jù)工藝要求完成對PLC的組態(tài)，包括60個模擬量輸入，30個模擬量輸出，30個數(shù)字量輸入和20和數(shù)字量輸出。工業(yè)MODEM完成通信線路的建立。數(shù)據(jù)通信方式有兩種選擇：一是采用編程方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸；另一種是PLC通過通信線路連接上位機，直接獲取數(shù)據(jù)。下位機與上位機之間的通信程序如圖2-4和圖2-5所示。圖2-4下位機端的程序框圖圖2-5上位機端的程序框圖分析、發(fā)送數(shù)據(jù)通信錯誤處理圖2-4下位機端的程序框圖圖2-5上位機端的程序框圖分析、發(fā)送數(shù)據(jù)通信錯誤處理第三章基于PLC的手機短信息遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計第一節(jié)本系統(tǒng)的設(shè)計思想由于PLC具有穩(wěn)定可靠、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護方便的優(yōu)點，因此PLC作為一種高性能的控制裝置，在分布式系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在這種控制系統(tǒng)中PLC可以采用多種方式，如直接采用現(xiàn)有的組態(tài)監(jiān)控軟件與上位機通信，但針對小規(guī)模的控制系統(tǒng)，找到一種高性能價格比的通信方法，具有積極的實際意義。短消息服務(wù)業(yè)務(wù)作為6SM網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)，己得到越來越多系統(tǒng)開發(fā)商的重視?；谶@種業(yè)務(wù)的各種應(yīng)用也蓬勃發(fā)展起來，以手機為控制器，以手機短信(SMS)的形式借助GSM網(wǎng)絡(luò)來搭建與PLC的遠程交互平臺顯得很有意義，具有易攜帶、實用簡單方便、網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣、資費低廉等突出優(yōu)點。本系統(tǒng)實現(xiàn)了用戶以手機發(fā)送短信息的形式，通過GSM模塊與PLC控制器的數(shù)據(jù)通訊，調(diào)用相應(yīng)的控制程序來實現(xiàn)控制目標的遠程控制和狀態(tài)查詢等功能，在生產(chǎn)生活中都有很大的應(yīng)用空間，如智能家居、汽車防盜、商場、自動售貨機、廠礦、水文氣象站等。第二節(jié)本系統(tǒng)的硬件組成本系統(tǒng)的硬件組成部分主要由可編程控制器(PLC)、GSM短信息模塊、手機及各個子功能模塊組成。一、PLC的選型本系統(tǒng)選用的可編程控制器(PLC)是三菱FX2n系列微型可編程控制器，因為日本三菱系列的中小型PLC,主機及外部模塊品種齊全，質(zhì)量可靠，功能強大，價格適中。FX2n系列是小型FX系列PLC中的最新品種，具有微型化和極高的速度。FX2n基本單位有16/32/48/64/80/128點，六個基本FX2n單元中的每一個單元都可以通過I/O擴展單元擴充為256I/O點。FX2n具有豐富的元件資源，有3072點輔助繼電器。提供了多種特殊功能模塊，可實現(xiàn)過程控制、位置控制。有多種RS--232C、RS—422、RS—485串行通信模塊或功能擴展板支持網(wǎng)絡(luò)通信。FX2n具有較強的數(shù)學(xué)指令集，使用32位處理浮點數(shù)。具有方根和三角幾何指令滿足數(shù)學(xué)功能要求很高數(shù)據(jù)處理。二、短信息模塊簡介本系統(tǒng)采用的GSM短信息模塊為西門子的TC35i短信息模塊，西門子的TC35系列模塊性價比很高，并且已經(jīng)有國內(nèi)的無線電設(shè)備入網(wǎng)證，所以本設(shè)計選用的是西門子TC35i。TC35i是西門子為適應(yīng)各個專業(yè)領(lǐng)域?qū)o線數(shù)據(jù)傳輸、語音傳輸及可開發(fā)性的需求推出的基于GSM900移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的OEM模塊，功能上與TC35兼容，設(shè)計緊湊，大大縮小了用戶產(chǎn)品的體積。TC35i與GSM2/2+兼容、雙頻(GSM900/GSMl800)，RS232數(shù)據(jù)口、符合￡751標準GSM07.07和65乂07.05且易于升級為GPRS模塊，該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標準的AT命令接口，為數(shù)據(jù)，語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，接口協(xié)議公開，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)及設(shè)計。TC35i模塊如圖3-1所示，從功能上看主要由4部分組成：GSM基帶處理器、GSM射頻部分、電源A-SIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)、Flash。GSM基帶處理器是整個模塊的核心，它由一個C166CPU和一個DSP處理器內(nèi)核控制著模塊內(nèi)各種信號的傳輸、轉(zhuǎn)換、放大等處理過程。GSM射頻部分是一個單片收發(fā)器SMART，它由一個外差式接收器、上變頻調(diào)制環(huán)路發(fā)送器(up-conversiomodulationlooptransmitter)一個射頻鎖相環(huán)路和一個全集成中頻合成器4個功能塊組成，共同完成對射頻信號的接收和發(fā)送等處理。GSM模塊電流變化非常大，空閑時電流小于3.5mA,而在通話期間電流最大可達2.3A,這就對供電電路提出了較高的要求。GSM模塊電源ASIC部分使用線性電壓調(diào)節(jié)器把外部輸入的電源電壓VBATT+進行穩(wěn)壓處理后供GSM基帶處理器和GSM射頻部分使用，此外它還輸出一個2.9V/70mA的電壓供模塊外的其他電路使用。GSM射頻部分的功率放大器對電源電壓要求不高，所以直接使用外部的輸入電壓VBATT+。Flash用來存儲一些用戶配置信息、電話本和其他信天線息。圖3-1西門子的TC35i模塊的結(jié)構(gòu)示意圖天線插口40芯天線息。圖3-1西門子的TC35i模塊的結(jié)構(gòu)示意圖天線插口40芯ZIF連接器電源ASICAFLASHGSM射頻部分 kXGSM基帶處理器GSM射頻部分TC35i共有40個引腳，通過一個ZIF(ZeroInsertionForce)連接器引出。這40個引腳可以劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。第1-14腳為電源部分，其中1.5為電源電壓輸入端曠3人丁丁+，6-10為電源地GND，11、12充電引腳，13對外輸出電壓(供外電路使用)，14為ACCU-TEMP接負溫度系數(shù)的熱敏電阻;24-29為SIM卡引腳，分另U為CCIN，CCRST，CCIO,CCCLK，CCVCC和CCGND；33-40為語音接口用來接電話手柄：15、30、31和32腳為控制部分,15為點火線IGT(Ignition)當(dāng)TC35i通電后必須給IGT一個大于100ms低電平，模塊才啟動，30為RTCbackup,31為Powerdown,32為SYNC;16-23位數(shù)據(jù)輸入/輸出分別為DSRO,RINGO,RXDO,TXDO,CTSO,RTSO,DTRO和DCDO。TC35i的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實際上是一個串行異步收發(fā)器，它符合ITU-TRS232接口標準，它有固定的參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無校驗位，波特率在300bps-115kbp之間可選，硬件握手信號用RTSO/CTSO軟件流量控制用XON/XOFFCMOS電平，支持標準哈丁命令集。通過這一接口可以用T命令切換操作模式，可以使它處于語音、數(shù)據(jù)、短消息或傳真模式。TC35的SYNC引腳有兩種工作模式可用人T命令人丁SYNC進行切換，一種是指示發(fā)射狀態(tài)時的功率增長情況，另一種是指示TC35i的工作狀態(tài)，本模塊使用的是后一種功能發(fā)射狀態(tài)時的功率增長情況，當(dāng)LED熄滅時，表明TC35i處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當(dāng)LED為600ms亮/600ms熄時，表明SIM卡沒有插入或70351正在進行網(wǎng)絡(luò)登錄；當(dāng)LED為75ms亮/3$熄時，表明TC35H登錄進網(wǎng)絡(luò)，處于待機狀態(tài)?；鶐幚砥骷闪艘粋€與SO7816-3ICCard標準兼容的SIM接口。為了適合外部的SIM接口，該接口連接到主接口(ZIF連接器)。在65乂模塊為SIM卡預(yù)留5個引腳的基礎(chǔ)上，TC35i在ZIF連接器上為SIM卡接口預(yù)留了6個引腳，所添加的CCIN引腳用來檢測SIM卡支架中是否插有SIM卡。當(dāng)插入51乂卡，該引腳置為高電平，系統(tǒng)方可進入正常工作。三、數(shù)據(jù)傳輸模塊可編程控制器(PLC)與GSM短信息模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸，采用串口通訊方式，可以將PLC擴展一個三菱FX2n-232-BD通訊板，然后將三菱FX2n-232-001PLC通過串口線與GSM短信息模塊相連。RS-232是在任何時候都常用的接口之一。它不僅已經(jīng)被內(nèi)置于每臺PC機，而且已被內(nèi)置于從微控制器到主機等多種類型的電腦和與它們連接的設(shè)備。串行通信可以分為同步及異步兩種模式。同步通信的兩端使用同步信號作為通信的依據(jù)，而異步則使用起始位及停止位作為通信的判斷。目前，采用異步傳輸模式較為普遍，異步傳輸只要9支引腳就足夠了。如圖3-2DCVRXDTXtiQTR胡口DSRRTSCIS刷圖3-2RS-232引腳圖RS-232引腳定義為：1CD載波檢測；2RD(RXD)接收字符(從GSM短信息模塊到232BD模塊)；3SD(TXD)發(fā)送字符(從232BD通訊板到GSM短信息模塊)；4ER(DTR)數(shù)據(jù)端備妥；5GND接地；6DSR數(shù)據(jù)備妥；7RTS要求發(fā)送；8CTS清除已接收；9RI信息檢測。第三節(jié)總體的結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)功能基于PLC的手機短信遠程監(jiān)控系統(tǒng)在智能家居遠程監(jiān)控中的應(yīng)用可構(gòu)成一個獨立的家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)。利用本家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以在日常生活中極大的方便人們的生活，本家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以很方便的通過用戶手中的手機，以短信息的形式對家中的空調(diào)、窗戶、防盜報警模塊進行控制，實現(xiàn)家居設(shè)施的遠程監(jiān)控。本家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)的工作過程如下：當(dāng)用戶需要遠程控制家居設(shè)施時，只需要用手中的手機向6$乂短信息模塊中的SIM卡號發(fā)送短信息，由于GSM短信息模塊與PLC用串口線相連，能夠進行串口數(shù)據(jù)通訊，當(dāng)GSM短信息模塊收到短信息時，PLC利用中斷程序查詢到GSM短信息模塊中有新的短信息，立刻向65乂短信息模塊發(fā)出AT指令讀新的短信息，接著控制各個子功能模塊，達到對家居設(shè)施的控制，實現(xiàn)用戶發(fā)送的短信息命令；當(dāng)用戶需要了解家中家居設(shè)施的狀況時，也只需要用手中的手機向GSM短信息模塊中的SIM卡號發(fā)送狀態(tài)查詢短信息，當(dāng)GSM短信息模塊收到短信息時，PLC利用中斷程序查詢到GSM短信息模塊中有新的短信息，立刻向65乂短信息模塊發(fā)出AT指令讀查詢短信息，接著將家中的家居設(shè)施的狀態(tài)以短信息格式反饋給用戶手機。根據(jù)以上的設(shè)計思想建立的基于PLC的手機短信遠程監(jiān)控系統(tǒng)在家庭遠程監(jiān)控中的應(yīng)用即家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)成如圖3-3所示。圖3-3系統(tǒng)構(gòu)成第四節(jié)PLC主控模塊設(shè)計本智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要的硬件控制部分由三菱FX2n可編程控制器(PLC)和GSM短信息模塊組成。GSM短信息模塊主要提供無線語音和數(shù)據(jù)傳輸功能，外界傳輸GSM網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)主要是利用它的數(shù)據(jù)傳輸功能，本系統(tǒng)和用戶間的通信就和兩個手機用戶間通信一樣。三菱FX2n可編程控制器(PLC)是這部分的核心，它承擔(dān)短信息的接收和發(fā)送、短信息解釋、命令的發(fā)送等任務(wù)。PLC和GSM通信模塊之間通過串口進行通信。GSM通信模塊安裝了51乂卡，這就是本系統(tǒng)的號碼。本系統(tǒng)以三菱FX2n可編程控制器為核心，它的主要任務(wù)是完成GSM短信無線終端數(shù)據(jù)傳輸模塊與PLC進行數(shù)據(jù)傳輸，對GSM短信無線終端數(shù)據(jù)傳輸模塊中的短信息進行解釋，而且要根據(jù)短信息命令控制各個子功能模塊，確保它們可靠有序的工作。GSM短信模塊與PLC之間根據(jù)GSM短信模塊的軟件通信協(xié)議，實現(xiàn)互相之間的通信，因此PLC主要是對通信協(xié)議進行解釋，然后去控制各功能子模塊。第五節(jié)窗戶控制模塊的設(shè)計本設(shè)計中窗戶的智能化主要體現(xiàn)在以下幾個方面:用戶可以發(fā)送GSM短信息控制窗戶的開、關(guān)；該系統(tǒng)能感知下雨，從而自動將窗戶關(guān)閉；在家時主人可以用按鈕控制窗戶的開關(guān)，方便居民的日常生活?？刂齐娐纺K如圖3-4所示。圖3-4控制電路模塊這個系統(tǒng)包括接近開關(guān)電路、傳感器電路、電機控制電路等幾部分。窗戶控制系統(tǒng)使得用戶可以借GSM網(wǎng)絡(luò)的短信息業(yè)務(wù)實現(xiàn)對窗戶的控制過程如下:當(dāng)用戶發(fā)送短信息要求關(guān)閉或打開窗戶時，主控PLC系統(tǒng)通過串口接收GSM短信息模塊的指令，先對該信息進行解釋，然后執(zhí)行相應(yīng)的動作，從而實現(xiàn)了用戶在戶外使用短信息對窗戶的控制。該智能窗戶的打開和關(guān)閉由直流伺服電動機驅(qū)動。直流伺服電動機正轉(zhuǎn)則打開窗戶，逆轉(zhuǎn)則關(guān)閉窗戶。用接近開關(guān)來檢測窗戶是否完全打開或關(guān)閉，接近開關(guān)檢測到時PLC就會使電動機停止轉(zhuǎn)動。直流伺服電動機的動作由PLC控制，PLC除了接收短信息外，還可以接收以下形式的輸入信號：按鈕信號、接近開關(guān)信號；傳感器產(chǎn)生的信號。硬件電路設(shè)計部分包括：⑴傳感器電路：搭建傳感器與PLC的連接電路，將傳感器的輸出信號與PLC的輸入端子相連，當(dāng)傳感器感知到雨水時能夠輸出一個信號，使PLC調(diào)用窗戶控制程序關(guān)閉窗戶。(2)按鍵和接近開關(guān)：設(shè)計電路使按鍵或接近開關(guān)導(dǎo)通時，有開關(guān)量輸入信號加到PLC的輸入端口上。(3)電機驅(qū)動電路設(shè)計:設(shè)計電路，PLC可以控制其正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)關(guān)窗和開窗的功能。一、窗戶結(jié)構(gòu)設(shè)計本系統(tǒng)是針對推拉式窗戶而設(shè)計的，因為整個窗戶是由電動機來控制的，電動機過大那么會給安裝帶來不便，因此整個設(shè)計以簡易、輕便為原則。窗戶設(shè)計的關(guān)鍵是窗戶的上下兩部分。窗戶的下方的槽子為方型，內(nèi)部有個圓弧形的軌道，窗戶在這軌道里運動。窗戶下面部分是一排滾筒，形狀如圖。滾筒可以轉(zhuǎn)動，滾筒的軸與窗戶體相連構(gòu)成一個整體，在圓弧形軌道上運動。當(dāng)電動機反轉(zhuǎn)時，電動機帶動皮帶，繼而皮帶帶動窗戶沿著槽子往右運動：當(dāng)電動機正轉(zhuǎn)時則窗戶沿著槽往左運動。二、硬件電路設(shè)計（一）傳感器電路設(shè)計窗戶控制部分應(yīng)該能自動判斷下雨，因此我們選用雨水傳感器感知雨水。通過查資料，我們選用的雨水傳感器為$$乂-002型雨滴傳感器。該雨滴傳感器是采用日本進口的特殊電子漿料和先進的厚膜技術(shù)制作的專門用于檢測雨滴的一種新型傳感元件，正好適于我們的需要。當(dāng)沒有下雨時雨滴傳感器的電阻為無窮大即不導(dǎo)通，相當(dāng)于斷路；當(dāng)下雨時，雨水落在雨水傳感器上時，導(dǎo)通，此時三極管也導(dǎo)通工作，從而給PLC輸入端子一個信號，使PLC調(diào)用窗戶控制程序關(guān)閉窗戶。（二）接近開關(guān)電路設(shè)計部分電機驅(qū)動窗戶運動后，當(dāng)窗戶完全打開或者完全關(guān)閉時PLC應(yīng)該獲得一個信號，這個信號應(yīng)能使PLC使電動機停止轉(zhuǎn)動，從而達到控制的功能，否則既會損壞電機也會對窗戶和墻壁產(chǎn)生很大的沖力。經(jīng)過查閱資料選用接近開關(guān)來實現(xiàn)這個功能。接近開關(guān)有兩類：一類電感式接近開關(guān)，一類是電容式接近開關(guān)。電容式接近開關(guān)可以檢測任何物體且檢測距離比電感式的大的多，但價格比電感式的貴。目前家庭用的窗戶外邊框一般是金屬的，從經(jīng)濟實用角度考慮，選用電感式接近開關(guān)。本次設(shè)計的接近開關(guān)的工作電壓是1-30VDC，選用12VDC電源供電。因為接近開關(guān)是一種開關(guān)量輸出的位置傳感器，所以將該接近開關(guān)的開關(guān)量輸出信號與PLC的輸入端子相連，通過接近開關(guān)給FLC輸入端子的開關(guān)量信號，控制電動機停止轉(zhuǎn)動，從而達到對窗戶運動的控制。(三)按鈕電路設(shè)計這部分電路要實現(xiàn)的功能如下：主人在家走到窗戶前時，可以按下開窗按鈕或關(guān)窗來打開或關(guān)閉窗戶，而且可以開合到任意位置，這對于PLC控制是比較容易實現(xiàn)的。當(dāng)有開關(guān)量輸入信號加到PLC的輸入端口上時，PLC控制電動機的轉(zhuǎn)動或停止，由于窗戶的開合是由電機旋轉(zhuǎn)帶動的，因此PLC控制電機的轉(zhuǎn)或停，就可以實現(xiàn)窗戶的打開或關(guān)閉，而且可以隨主人的意愿開合到任意位置。(四)電機的選擇與控制電路(1)電動機的選定在市場調(diào)研中發(fā)現(xiàn)達到同等要求，交流電動機要比直流電動機價格更高些。因此本設(shè)計中選用直流伺服電機。開關(guān)窗戶的要求如下：窗戶寬L1=75cm，窗戶質(zhì)量m=10Kg，窗戶與軌道的摩擦系數(shù)為u=0.2,要求4秒鐘窗戶走完整行程，即速度為11.25m/min。皮帶輪的直徑為D=15mm，則該窗戶的滑動所需的轉(zhuǎn)矩為M=UmgD/2=1.5Kg.cm根據(jù)這個力矩要求，最終選定的電動機的軸直徑為6mm，電機的轉(zhuǎn)速n為240r/min輸出轉(zhuǎn)矩為2Kg.cm，輸出功率3.3W，額定工作電流為100mA。由此知道電機軸的周長為L=2nr=18.84mm要使窗戶在4s內(nèi)走完75cm行程，則電機轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)為n1=600r/min。(2)電機的控制電路設(shè)計電機的工作電流大約是。.1人，由于我們所選用的PLC型號為三菱FX2n,它的輸出為繼電器輸出，對于AC250V以下的電路電壓，可以驅(qū)動純電阻負載的輸出電流為2A/點，因此可以用三菱FX2n的PLC的輸出點直接來驅(qū)動我們所選用的電機。窗戶的開關(guān)由電機的正反轉(zhuǎn)來控制。PLC的一個輸出端子只能控制電機一個方向的轉(zhuǎn)動，因此必須選用兩個輸出端子來控制電機，以達到通過PLC的輸出端子來控制電機的正反轉(zhuǎn)，從而來實現(xiàn)窗戶的打開和關(guān)閉。第六節(jié)防盜報警模塊的設(shè)計這部分是針對家庭用的短消息報警模塊，這套子系統(tǒng)借助了PLC強大的控制功能及最可靠、最成熟的GSM移動網(wǎng)絡(luò)，以直觀的中文短消息形式，直接把報警信息反映到的手機屏幕上。和目前市場上常見的電話報警系統(tǒng)的區(qū)別在于：脫離有線電話的常見報警模式。這里介紹的系統(tǒng)采用的GSM移動網(wǎng)絡(luò)是很難被破壞的。還有采用電話撥號報警時，如果主人正好在使用電話時，是不能接收到報警信息的，有時會延誤警情，造成重大損失。但是短消息卻沒有這個缺點，即使主人正在使用手機，也能在通話中及時收到報警短消息。防盜報警模塊的功能要求如下：人外出或者夜間休息時將防盜系統(tǒng)打開。當(dāng)有人入侵時能感知，并發(fā)送報警信息到主人手機。防盜系統(tǒng)的打開有兩種方式：一種手動（按鈕）設(shè)防；一種通過發(fā)送短信息設(shè)防。該系統(tǒng)以PLC為控制中心，主要包括設(shè)防電路部分，人體傳感器電路部分、串口通信電路部分等。系統(tǒng)采用PLC控制人體傳感器的電源的通斷來控制系統(tǒng)是否設(shè)防的。當(dāng)設(shè)防按鈕被按下時，人體傳感器上電，防盜系統(tǒng)工作：當(dāng)關(guān)閉按鈕被按下時，防盜系統(tǒng)關(guān)閉，這適于用戶在家時使用。當(dāng)用戶不在家時可以發(fā)送短信息設(shè)防，主控PLC利用串口通訊接收GSM短信息模塊中的用戶短信息，并解釋短信息，然后控制防盜系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的動作。防盜系統(tǒng)啟動時，當(dāng)有人入侵時，人體傳感器檢測到后防盜系統(tǒng)就發(fā)送短信息到用戶手機報警。人體紅外控制器感知小偷的入侵。它的敏感元件是熱釋電紅外線傳感器，該傳感器能以非接觸形式檢測出入體輻射的紅外線能量變化，如果有小偷進入熱釋電紅外線傳感器將會有信號輸出，PLC接收到輸入信號將啟動設(shè)防電路。第四章基于PLC的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的程序設(shè)計第一節(jié)發(fā)送短消息的GSM07系列協(xié)議簡介目前5乂5(短消息服務(wù))協(xié)議的最新版本是GSM07系列協(xié)議，它規(guī)定了短消息傳送的信道分配、編碼規(guī)則、標準AT指令集等內(nèi)容。短消息業(yè)務(wù)與話音傳輸及傳真一樣同為GSM數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)提供的主要電信業(yè)務(wù)，在GSM07協(xié)議中規(guī)定它通過無線控制信道進行傳輸，經(jīng)短消息業(yè)務(wù)中心完成存儲和前轉(zhuǎn)功能，每個短消息的信息量限制為140個八位組(7比特編碼，160個字符)。GSM引擎模塊提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07規(guī)范。GSM07.07中定義的ATCommand接口提供了一種移動平臺與數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的通用接口。在短消息模塊收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的短消息時，能夠通過串口發(fā)送指示消息，數(shù)據(jù)終端設(shè)備可以向GSM模塊發(fā)送各種命令。與SMS有關(guān)的GSMAT指令如下表。GSM07.05協(xié)議中定義了短消息發(fā)送的3個模式，用于移動臺和終端設(shè)備之間通過異步接口傳送SMS短消息，即塊模式(BlockMode)，文本模式(TextMode)和PDU模式(PDUMode)。塊模式(BlockMode):塊模式是用來封裝GSM3.40中定義的SMSPDU的二進制協(xié)議。應(yīng)用被要求從手機到中心臺時，可以使用塊模式中的許多功能：發(fā)送短消息、刪除來自手機短消息、在手機上列出短消息、從電話到應(yīng)用傳送所有或一條短消息、開啟電話使得每次短消息到達對應(yīng)用都可以被通知到。文本模式(TextMode)：文本模式是基于字符的協(xié)議，該協(xié)議基于為GSM修改的AT命令集。該模式適用于非智能終端和仿真器，以及構(gòu)建于命令結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用軟件。應(yīng)用將消息按簡單文本傳遞到手機組成TPDU。文本模式不需支持或自動傳送到達消息給應(yīng)用，而僅僅是通知消息到達。PDU模式(PDUMode)：PDU模式和文本模式很相似，區(qū)別只是它將組裝短消息TPDU的任務(wù)留給應(yīng)用完成。該模式使AT命令能方便地組構(gòu)更多復(fù)雜的jPDU，例如既可以傳遞二進制數(shù)據(jù)又可以傳送字符數(shù)據(jù)。目前發(fā)送短消息常用的有Text和PDU模式。使用Text模式收發(fā)短信代碼簡單，實現(xiàn)起來十分容易，但是最大的缺點是不能收發(fā)中文短信，而DU模式不僅支持中文短信，也能發(fā)送英文短信。第二節(jié)程序設(shè)計一、PLC主程序設(shè)計當(dāng)系統(tǒng)上電時，PLC軟件運行主程序，其流程如圖4-1所示。主程序首先完成對PLC及GSM短信息模塊的初始化，即設(shè)定堆棧、波特率、初始化各數(shù)據(jù)寄存器單元的值；然后采用查詢方式對圖圖4-1主程序流程圖GSM短信息模塊進行查詢，如果GSM模塊收到用戶短信，則通過串口進行數(shù)據(jù)傳輸，這部分程序以子程序方式給出，要進行串行通訊時，可直接調(diào)用，然后根據(jù)數(shù)據(jù)寄存器單元的值判斷應(yīng)該執(zhí)行什么動作，之后進入相應(yīng)的程序，執(zhí)行操作。

D82=22H?D82=33H?D82=44H?YD72=88?YD82=11H?是否收到短信？D24="1開始NNYNNNYY數(shù)據(jù)傳輸完？YYVPLC初始化設(shè)定堆棧、波特率初始化各數(shù)據(jù)寄存 器 報警調(diào)用短信息發(fā)送子程序?qū)SM短信息模塊進行初始化對GSM模塊進行查詢調(diào)用狀態(tài)查詢子程序讀數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)容＞調(diào)用電機控制程序D82=22H?D82=33H?D82=44H?YD72=88?YD82=11H?是否收到短信？D24="1開始NNYNNNYY數(shù)據(jù)傳輸完？YYVPLC初始化設(shè)定堆棧、波特率初始化各數(shù)據(jù)寄存 器 報警調(diào)用短信息發(fā)送子程序?qū)SM短信息模塊進行初始化對GSM模塊進行查詢調(diào)用狀態(tài)查詢子程序讀數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)容＞調(diào)用電機控制程序進行數(shù)據(jù)傳輸Y設(shè)防停止返回關(guān)窗開窗返回二、初始化程序這部分包括PLC的初始化和GSM短信息模塊的初始化。PLC的初始化包括即設(shè)定堆棧、波特率、初始化各數(shù)據(jù)寄存器單元的值；GSM短信息模塊的初始化要在它處于復(fù)位狀態(tài)下開始，先寫入方式控制字，以決定通信方式，傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，校驗方式等。若是同步方式則緊跟著寫入一個或兩個同步字符，若是異步方式則這步可以省略，最后寫入命令字。GSM短信息模塊采用異步串行全雙工通信方式，傳輸波特率為9600，數(shù)據(jù)長度8位，無奇偶校驗，1個停止位。PLC的初始化程序流程圖及GSM短信息模塊見圖4-2和圖4-3所示。執(zhí)行相應(yīng)的控制程序圖4-2PLC初始化程序流程圖內(nèi)部復(fù)位嗎?N數(shù)據(jù)傳輸完否？NY圖4-3GSM短信息模塊初始化程序流程圖Y設(shè)定傳輸波特率數(shù)據(jù)長度有無奇偶校驗位停止位寫入方式控制字內(nèi)部復(fù)位嗎?N數(shù)據(jù)傳輸完否？NY圖4-3GSM短信息模塊初始化程序流程圖Y設(shè)定傳輸波特率數(shù)據(jù)長度有無奇偶校驗位停止位寫入方式控制字與PLC傳輸數(shù)據(jù)寫入命令字GSM模塊復(fù)位三、PLC對PDU模式的短消息接收和發(fā)送當(dāng)GSM短信息模塊接收到短信息后，PLC利用查詢方式查詢到GSM短信息模塊接收到短信息就會向65乂模塊寫入命令控制字，使GSM短信息模塊通過串口數(shù)據(jù)線將短信息數(shù)據(jù)傳送給PLC。同樣，當(dāng)PLC要向用戶手機發(fā)送短信息時，PLC將數(shù)據(jù)通過串行口發(fā)送給GSM短信息模塊，之后GSM短信息模塊再將數(shù)據(jù)傳給用戶手機。PLC接收短信息的流程是：GSM短信息模塊收到手機發(fā)送的控制命令短信息后，PLC通過串口中斷方式查詢到有新的短信息，然后通遞SMAT命令讀取短信息后，將接收到的命令短信息轉(zhuǎn)化為PLC的控制動作，控制各個子功能模塊，實現(xiàn)用戶的家居遠

PLC的整個短信息接收程序的流程圖，如圖4-4所示發(fā)送短消息時，與接收短信息的流程相似，GSM短信息模塊收到手機發(fā)送的查詢短信息后，PLC通過串口中斷方式查詢到有新的短信息，用GSMAT命令讀取到查詢短信息后，然后將室內(nèi)家居的狀態(tài)再通過GSMAT命令，從GSM短信息模塊發(fā)送至用戶手機。流程圖如 圖4-5所示表表4-1寄存器單元分配表圖4-5圖4-5四、子功能模塊程序設(shè)計（一）窗戶控制模塊程序設(shè)計數(shù)據(jù)寄存器的單元分配如表4-1所示數(shù)據(jù)寄存器作用D71發(fā)送數(shù)據(jù)的長度（串口通信）D72-D75存放要發(fā)送的數(shù)據(jù)（串口通信）D81接收數(shù)據(jù)塊的長度（串口通信）D82-D85存放接收的數(shù)據(jù)（串口通信）PLC數(shù)據(jù)寄存器單元設(shè)定:根據(jù)短信息的內(nèi)容給數(shù)據(jù)寄存器單元D82-D85內(nèi)，賦予不同值，如表4-2所示:開窗關(guān)窗停止開或關(guān)窗設(shè)防D82-D85內(nèi)容11H22H33H44H表4-2寄存器的單元賦值這部分程序包括PLC主程序、串行中斷服務(wù)子程序，串口子程序，開窗、關(guān)窗、停止開或關(guān)窗子程序。主程序中完成開窗、關(guān)窗、停止關(guān)或開窗指令的查詢、輸出端子狀態(tài)查詢。串行中斷服務(wù)子程序，串口子程序如前所述，完成該模塊與PLC的通信。PLC接收到傳送過來的短信息后，存放在數(shù)據(jù)寄存器D82-D85中。數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容若為l1H，表示用戶要求打開窗戶；為22H表示關(guān)窗，為33H表示停止關(guān)或開窗戶，然后執(zhí)行相應(yīng)的動作。雨水傳感器的信號，兩個接近開關(guān)的信號、按鈕信號、遙控器分別接到PLC的輸入端子上；這些信號為高電平時有效。主程序不斷的對這些輸入端子查詢執(zhí)行相應(yīng)的指令。窗戶模塊程序流程圖如圖4-6所示。

圖4-6窗戶模塊程序流程圖圖4-6窗戶模塊程序流程圖（二）報警模塊程序設(shè)計報警模塊主要完成兩個功能：一個是完成設(shè)防功能，一個是報警功能。通過控制該模塊電源的通斷來控制防盜報警模塊的啟動和關(guān)閉。電源的通斷的控制有兩種方法：一種是通過硬件電路即按鈕來實現(xiàn)，硬件電路中設(shè)計了兩個按鈕，一個是設(shè)防按鈕，一個是關(guān)閉按鈕。一種通過PLC軟件來實現(xiàn)。設(shè)防按鈕信號接在PLC的輸入端子X011；關(guān)閉按鈕信號接在PLC的輸入端子X012；人體紅外傳感器信號接到PLC的輸入端子XOl3,當(dāng)按鈕按下，或傳感器檢測到有小偷進入時，X011,X012,X013腳都為高電平。數(shù)據(jù)寄存器單元的分配如表4-3所示數(shù)據(jù)寄存器作用D71發(fā)送數(shù)據(jù)塊的長度（串口通信）D72-D75存放要發(fā)送的數(shù)據(jù)（串口通信）D81接收數(shù)據(jù)塊的長度（串口通信）D82-D85存放接收的數(shù)據(jù)（串口通信）表4-3數(shù)據(jù)寄存器的單元分配表在程序中查詢PLC數(shù)據(jù)寄存器單元D82-D85,如果單元內(nèi)容為44H,則表示用戶想啟動該防盜系統(tǒng)，程序調(diào)用設(shè)防予程序，在設(shè)防子程序中置位乂014,啟動該系統(tǒng)。在程序中不斷的查詢X0l3,為高電平表示有小偷進入，往發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器單元D72-D75寫入88H,然后調(diào)用串行口子程序，將D72-D75數(shù)據(jù)寄存器單元的數(shù)據(jù)發(fā)送給PLC。報警模塊程序流程圖如圖4-7所示開始調(diào)用設(shè)防子程序調(diào)用關(guān)閉子程序警模塊程序流程圖圖4-7報第五章結(jié)論與展望第一節(jié)結(jié)論本文設(shè)計了基于PLC的手機短信遠程監(jiān)控系統(tǒng)，將PLC控制與手機短信相結(jié)合，實現(xiàn)了手機對PLC的遠程控制、狀態(tài)查詢、信息采集及PLC給手機的信息發(fā)送、觸發(fā)報告等功能，本文主要闡述了基于PLC的手機短信遠程監(jiān)控系統(tǒng)在家居環(huán)境遠程監(jiān)控方面的應(yīng)用，以實現(xiàn)家居智能化，主要著手設(shè)計了基于PLC的手機短信家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)。本文主要完成了以下工作：(1)完成了基于PLC的手機短信家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計。確定了該系統(tǒng)的整體構(gòu)架以及功能要求。整個系統(tǒng)包括PLC主控單元、窗戶控制單元、報警單元等。(2)根據(jù)整個系統(tǒng)的功能要求，對所需元器件進行選擇，確定以三菱FX2n-232PLC為核心控制器件。完成了對6$乂短信息主控模塊電路以及窗戶控制功能子模塊、報警子模塊電路的設(shè)計。(3)為在具體環(huán)境中驗證該系統(tǒng)的功能，設(shè)計了一個簡易、輕便推拉式窗戶結(jié)構(gòu)，窗戶的動作由電動機進行控制?！?4)通過對程序的整體規(guī)劃，確定了PLC作狀態(tài)，并根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，編制了相應(yīng)的系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件主要包括主控PLC程序、各子功能模塊程序兩大部分。主控PLC程序主要完成短信息的接收、處理和發(fā)送。各子功能模塊程序執(zhí)行相應(yīng)的命令，并完成各既定功能。(5)在完成了系統(tǒng)方案的擬訂，硬件