基于gsm的温室环境数据采集系统

基于gsm的温室环境数据采集系统

0基于gsm的远端数据传输现代世界是一个高度自动的世界。所有设备都可以连接到计算机。最简单的自动连接方法是使用串行接口通信。由于硬件操作简单,功能易于扩展,近年来,串行接口通信不仅未被取代,反而成为计算机与各种仪表、数据采集仪或其它媒体相连的通道,使计算机可以与更多外围的设备沟通,造就高速的信息流时代。以往要实现对远端设备的监控和操作,一般利用有线的方式(如电话)。这种方法往往成本较高,而且并不方便。随着第二代移动通信向第三代的迅速过渡,以GSM网为平台的各种业务不断拓展,无线上网、无线传输图像、物像传输数据和话音业务等都得到越来越广泛的应用。尤其是短消息业务,一问世就因其低廉的价格、可靠的传输性能得到广大用户的青睐。因此,将计算机串口通信同短消息业务相结合,利用GSM公用网进行远端监控已成为数据通信业务的一个新热点,为远程数据传输提供了一个方便的途径。温室的环境(如温度、湿度、光照等)是进行农业科学实验的关键因素,对这些参数进行准确的、实时的监测与控制对实验的成功至关重要。温室一般距离数据中心较远,因而产生了数据如何传输的问题。基于GSM模块的无线数据传输能成功地解决上述问题。本文结合了这方面的实际应用进行研究与探讨。1环境数据采集处理程序设计整个系统实现对温室环境数据采集,并通过无线传输方式将数据无线传输给数据中心。系统硬件部分主要包括传感器(室内外温度传感器、湿度传感器、光照传感器)、SWP系列多路数字显示控制仪、通用计算机和GSM模块等。软件部分主要包括环境数据采集程序、数据的无线传输程序以及服务器端的数据接收处理程序。系统的基本组成框图如图1所示。系统通过SWP系列多路数据显示控制仪将传感器检测的信号上传给通用计算机,温度数据采集程序将数据存入数据库,同时以折线图的形式显示,以便于决策者直观地了解环境的变化。系统利用GSM模块,通过计算机运行数据传输程序,将温度数据传入到GSM无线通讯网络,监控中心计算机利用GSM模块可以实时地接收环境数据并加以分析与处理。2仪表监测技术环境数据采集的功能是实现温度数据采集、记录数据及折线图实时显示。系统硬件方面选用了SWP系列仪表,该仪表融进了国际上最新器件与控制算法,更高层次地体现了微处理器仪表的智能化、系列化与高可靠性等特点。SWP系列仪表向用户开启了仪表内部参数(包括输入类型、运算方式、输出参数和通讯协议等)的设定界面,以一表多用的特点,使用户拥有充分的自主权,用户可以方便地进行二次开发。使用之前要注意SWP多路数字仪表的参数设定,如分度号的设定、通讯波特率的选择、小数点、报警方式以及变送输出量程上下限等。正确设定参数后,仪表才能正确地测量温室环境数据。温度传感器选用PT100,铂电阻被广泛用于测量中低区(-200~5000C)的温度。其特点是精度高、性能可靠、电阻温度系数稳定以及电阻与温度变化呈线性关系,在整个测量范围内具有稳定的物理和化学性质。湿度传感器选用的是电解质湿敏器件氯化锂,其优点是滞后小,不受测试环境风速的影响,测试精度一般可达±5%。光照传感器型号为BYT20YSCGJ,其采用先进的电路模块技术开发变送器,用于实现对环境光照度的测量,输出标准的电压及电流信号,具有体积小、安装方便、线性度好、传输距离长和抗干扰能力强的特点,可广泛用于环境、温室、养殖、建筑和楼宇等的光照度测量,且量程可调。软件部分编程语言采用面向对象程序设计语言VB6.0,在编程过程中,用到的主要控件:一是MSComm控件,用于控制对计算机串口的操作;二是Timer控件,用于设定计算机读取仪表数据的频率及发送数据的时间间隔;三是ADO控件,实现对数据库的操作。数据库使用的是Access数据库,其功能强大,使用方便。在程序运行时,先设置必要的参数;然后打开串口,开始采集数据。在窗体上用折线图显示出各个曲线的变化趋势,后台将数据存入数据库。在编程时,要仔细研究SWP仪表的通讯协议,读取仪表的数据,其中读取数据的命令串如下:在绘制折线图时,关键是设计好坐标比例。在数据存入数据库的过程中,每一次存储完毕后,应立即将数据库关闭,下一次存储时再将其打开。这样做的目的是释放资源,便于数据库在其他方面(如向服务器传送数据)的应用。3短信模块介绍无线数据传输是系统的重要组成部分,其核心部件是GSM模块。本系统采用的是西门子公司生产的、型号为西门子GSMMODEMTS-SGC1的模块,设备为国内组装GSM终端(短信猫)。西门子核心模块由北京创天通信科技有限公司生产。TS-SGC1采用的是SiemensTC35芯片。本设计使用的两只短信模块IMEI号分别为520338411702892和102351234003134。短信模块设备性价比更好,有关技术参数可参考SIEMENSTC35iT的规格说明书。RS232接口配件有天线、串口线和电源。短信模块支持短信收发,1h可发送短信800条左右。实现无线数据传输的关键是对GSM模块的开发。SMS(ShortMessageService)短信息服务是GSM系统中提供的一种GSM终端之间通过服务中心进行文本信息收发的应用服务,其中服务中心完成信息的存储和转发功能。短消息的收发是通过GSMModem的通用GSMAT命令来实现的。GSMAT命令是主要的移动电话生产厂商诺基亚、爱立信、摩托罗拉和HP共同为GSM研制的,其中包含对SMS的控制。GSM标准中定义的点到点短消息服务,使得短消息能在移动台和短消息服务中心之间传递。消息的传输总是由处于GSM外部的短消息服务中心(SMSC)进行中继,消息有目的地或起源地,但只与用户和SMSC有关,而与其他GSM基础设施无关。GSM中文短消息是按照PDU(ProtocolDataU2nit)格式进行收发的,最多为140bit长度。它支持中文字符发送,中文字符按照UNICODE进行编码。软件的程序流程图如图2所示。根据流程图。编写信息发送子程序示例如下发送内容转制子函数如下:4实时接收功能数据中心负责接收无线网络发送的数据,它始终处于实时的接收状态。利用MSComm控件的OnComm事件可以方便地实现这一功能。该程序具有数据分离与存储功能。5远程数据传输本系统实现了温度数据的采集与远程数据的传输。温度数据的采集核心部分是对计算机串口的控制,在对SWP系列仪表通讯协议有所了解的情况下,对串口进行控制,实现数据采集。远程数据传输借助了关键的功能模块GSM。要对其进行编程,首先