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    基于DTMF和GSM的遠程監(jiān)測報警系統(tǒng)研究與實現

       2012年04月19日 16:14  
      對安裝在偏遠地區(qū)的重要設備進行監(jiān)控是保護設備及監(jiān)測其正常運行的有效手段。目前市場上比較流行的遠程設備監(jiān)控系統(tǒng)主要有視頻監(jiān)控,GSM和GPRS等技術。視頻監(jiān)控設備zui大的優(yōu)點即可視化,需要傳輸線路進行信號傳輸,并且占用帶寬較大,價格也相對較高,需要專人進行盯守,所以成本較高,系統(tǒng)也過于復雜,資源消耗大。GSM和GPRS遠程設備監(jiān)控系統(tǒng)受通信網絡覆蓋面的限制,對于偏遠地區(qū)設備不能進行有效監(jiān)控。鑒于公用網絡覆蓋范圍廣,可靠性高,成本低,安裝方便等優(yōu)點,本文設計開發(fā)一種基于公用網絡和GSM網絡為一體的遠程設備監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由上位控制中心和下位檢測終端兩部分組成,均采用低功耗MSP430F149作為處理器,僅在控制中心處理器上安裝GSM模塊。下位控制中心負責監(jiān)測設備運行狀況,出現異常時,將監(jiān)測信息通過網絡發(fā)送至上位控制中心,上位控制中心接收監(jiān)測信息并通過GSM將監(jiān)測信息發(fā)送至管理員手機實現即時監(jiān)測。
      
      1、系統(tǒng)基本原理簡介
      
      如圖1所示,該系統(tǒng)主要由上位控制中心和下位檢測終端兩部分組成,當下位監(jiān)測終端處理器MSP430F149接收到來自傳感器檢測單元的異常信號時,處理器控制HT9200A上位控制中心,控制中心在判斷振鈴信號次數滿6次后,控制中心系統(tǒng)摘機,接著控制中心接收來自監(jiān)測終端的監(jiān)測信息,在收到完整的監(jiān)測信息后,上位控制中心向監(jiān)測終端發(fā)送校驗碼,當監(jiān)測終端在規(guī)定的時間內接收到校驗碼后,則控制中心和監(jiān)測終端均掛機,監(jiān)測信息發(fā)送完畢。如果在規(guī)定的時間內監(jiān)測終端沒有收到正確的校驗碼,則在掛機幾分鐘后繼續(xù)發(fā)送。直到收到正確的校驗碼時,監(jiān)測中心停止發(fā)送監(jiān)測信息。控制中心收到監(jiān)測信息后通過GSM網絡將監(jiān)測信息發(fā)送至管理人員手機。至此,監(jiān)測過程結束。
      
      2、系統(tǒng)硬件設計
      
      系統(tǒng)硬件設計部分主要由振鈴檢測電路、摘掛機電路、DTMF撥碼電路、DTMF譯碼電路組成。下面將各個部分硬件設計介紹如下。
      
      2.1振鈴檢測電路
      
      圖2為振鈴檢測電路。當有振鈴信號時,兩端電壓比待機時高,電流更大,為1s通,4s斷的脈沖信號。有振鈴信號時,PC817導通,P10口狀態(tài)由高變低,沒有振鈴信號時,P10口為高電平進行計數。
      
      2.2模擬摘掛機電路
      
      圖3為模擬摘掛機電路。當振鈴檢測計數達到6次時,由MSP430F149發(fā)出摘機命令,單片機P11口輸出高電平,控制繼電器閉合,實現模擬摘機。每次將校驗碼發(fā)送完畢后,系統(tǒng)將自動掛機,繼續(xù)進行監(jiān)測。
      
      2.3DTMF撥碼電路
      
      圖4為DTMF撥碼電路。當處理器收到外部異常信號時,控制HT9200A產生DTMF信號,經過音頻隔離變壓器將信號耦合至公用網絡,傳輸至控制中心。
      
      2.4DTMF譯碼電路
      
      圖5為DTMF信號譯碼電路。通過軟件檢測DV端,當其為高時讀取D3~D0,所得到的值就是所對應的譯碼值。每讀取一次譯碼值,必須用軟件的方式對HT9170B復位一次方可接收下次的譯碼值。
      
      3、系統(tǒng)軟件設計
      
      本系統(tǒng)軟件主要包括DTMF、接收和發(fā)送兩部分。下面主要將這兩部分程序做簡要介紹。
      
      3.1接收DTMF程序
      
      當執(zhí)行到接收DTMF信號程序時,首先采用查詢方式,當每接收一個有效DTMF信號時則HT9170B的DV端將置1,否則為0。依次將DTMF信號的每一位進行處理并存放至Number[i]中,當接收到預定的位數時,軟件控制上位控制中心掛機。接收DTMF軟件設計如下:
      
      3.2發(fā)送DTMF程序
      
      當執(zhí)行到DTMF信號發(fā)送程序時,將調用以下子程序進行DTMF信號傳輸。每一個DTMF信號包括五位,應將這五位按照從低到高的次序依次發(fā)送。在每發(fā)送一個有效的DTMF信號后需要對HT9200A軟件復位一次。發(fā)送DTMF軟件設計如下:
      
      4、結語
      
      該設備已經應用在變壓器防盜報警系統(tǒng)中,運行效果良好。對該設備進行微小改動也可以應用在工業(yè)現場,小區(qū)管理,遙控家電等領域。與其他的報警系統(tǒng)相比較,具有低功耗、可靠性高、安裝方便、維護方便等優(yōu)點,具有廣泛的市場發(fā)展前景。

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