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基于GPRS模块的无线远程监控与报警系统1

赵金峰1，袁裕鹏2，张琎2，鲁凯生2
1武汉理工大学自动化学院，武汉（430063）
2武汉理工大学能源与动力工程学院，武汉（430063）
E-mail：[e-mail]
摘要：本文介绍了一种基于GSM（全球移动通信系统）网络SMS（短信业务）的无线远
程监控系统。它由一个无线GPRS模块（SIEMENS公司的MC39I模块）和一个以单片机
（华邦单片机W78E58B）为核心的监控单元组成，监控单元利用AT指令通过串口和GPRS
模块进行通讯。它借助GPRS模块MC39I，使用户能够通过手机中文短信便捷地对信息指
示灯和A/D模块进行检测与控制，同时，现场的报警信息变化也可以自动的传达给远程的
监控者。为了保护监控系统终端的使
用权限，本系统设定了自定义设置控制权限号码功能。
关键词：GPRS模块；SMS；W78E58B；AT指令；监控；自定义
中图分类号：TP277

1.引言
无线远程监控系统是在计算机单机监控技术和现代通讯技术发展的基础上产生的一种
监控技术。计算机出现以后，很快就被用于监控领域，并逐渐取代了靠人工现场值守来完成
的监控管理，大大提高了监控质量和效率。但这时主要还是计算机单机监控，而一些空间分
布距离较远的监控对象，单机监控无法胜任的。网络技术的兴起，使这些问题得到了完美的
解决。特别是Internet的出现，人们还实现了对监控对象的远程监控。但是这些都是建立在
有线通讯介质基础上的监控系统。对于某些监控场合，如远距离移动监控等，有线监控系统
存在着明显的局限，如布线困难、系统成本高等。因此，人们将目光投向了无线监控技术[1]。
作为现代无线远程通讯技术的代表之一GSM已经发展得十分成熟。随着手机用户的普
及，GSM网络的覆盖范围越来越广，手机的通讯费用也是越来越低。因此，基于GSM网
络SMS的无线远程监控逐渐成为一种廉价，便捷的监控方案，受到人们的青睐。本监控终
端采用性价比较高的单片机作为现场检测和控制核心，利用Siemens公司的MC39I模块，
通过GSM网络作为数据传输介质。它使人们能够享受到快捷、移动、廉价的远程监控技术。
2.系统功能
本系统是采用短消息的形式来进行远程检测和控制的。监控终端外接的监控对象有：①
两个开关按纽控制其亮灭的LED，具体的代表含义由使用者自己设定，例如：其中一个表
示警情，如果现场操作人员按下警情LED，那么该LED就会亮，同时系统会发送中文短消
息“报警”到控制权限者的手机；弹起该LED，那么该LED就会灭，同时系统会发送中文短
消息“撤警”到控制权限者的手机。这样的话，工业现场操作人员就可以把现场的情况传达给
远方的控制权限者。同时，无论在什么时候，控制权限者都可以发送中文短信的方式查询此
两个端口状态。②一个红灯LED和一个绿灯LED，主要是用做控制权限手机给工业现场操
作人员传达信息的指示灯，有下面六种状态：“红灯亮”、“红灯灭”、“红灯闪亮”、“绿灯亮”、
“绿灯灭”、“绿灯闪亮”，具体要传达的意思需控制权限者和现场操作人员约定。例如：控制

1本课题得到国家自然科学基金资助项目（60574012）的资助。

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权限者发送“红灯闪亮”给控制终端，则控制终端收到该信息后就会执行此命令，红灯开始闪
亮，现场人员看到红灯闪亮，就会领会控制权限者的意思，进行现场操作，同时控制终端返
回短消息“红灯闪亮”到控制权限者手机以确认动作已经执行。同时，无论在什么时候，控制
权限者都可以发送中文短信的方式查询此两个端口状态。③一个串口A/D转换器TLC2543，
无论在什么时候，控制权限者都可以发送中文短信的方式查询工业现场11路模拟量的值。
查询的短信格式编程时约定好。
3.系统原理

3.1MC39I模块与AT指令

[3]
MC39I模块是由Siemens公司生产的GSM/GPRS模块，它与GSMphase2/2+兼容、
支持双频（GSM900/1800）、符合ETSI标准GSM0707和GSM0705。该模块包括GSM基
带处理器、电源专用集成电路、射频电路和闪速存储器等部分。
AT指令是主要移动电话生产商NOKIA、Ericsson、Motorola和HP共同为GSM研制
的一整套指令，其中包括对SMS的控制。常用的AT指令有：
AT+CSCA=“短信中心号码”<CR>；用于设置短信中心的号码。
AT+CMGF=[<MODE>]<CR>；用于设置短信的模式：<MODE>为1，短信为text模
式；<MODE>为0，短信为PDU模式。text模式用来发送英文和数字，PDU模式则还可以