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一、工作原理及功能

系统主要由数据终端和监控中心两部分组成。数据终端包括PLC、传感器、控制器和GSM modem，它将采集到的数据以手机短信息的方式定时发送到监控中心，如果数据终端出现故障，则将报警信息同时发送到监控中心和维修人员的手机上。监控中心可以随时发送命令
调取数据终端的实时数据及控制其电源的通断。

系统主要实现以下功能：

1．计数及计算功能：接收传感器的模拟信号，进行A／D)转换，或直接接收
传感器的脉冲信号。

2．数据存储及掉电保护功能：选用SIEMENS公司S7-200系列中内嵌CPU224的PLC，具有2．5kbit数据存储器。用户数据可存储约5天。若选用电池模块(寿命约10年)，存储时间能延长到200天。

3．通过短消息提交数据功能：有定时发送和监控中心查询两种工作方式。

4．监控中心数据库：记录每个终端的情况，并对数据进行一些如绘制曲线图、打印等处理。

5．监控中心远程控制功能：监控中心可以通过短消息设置终端发送方式、数据格式、主机GSM modem号码，以及控制电源的通断。

二、硬件实现

数据终端的结构见附图。

PLC：S7-200系列中的CPU224。该机集成了14输入/10输出点；13khit字节程序和数据存储空间；6个独立的30kHz的高速计数器；2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器；1个RS485通讯/编程口，具有多种通讯方式。

使用高速计数器计算流量计输出的脉冲信号；通信口采用自由口方式，使用GSM modem通讯协议。

PLC和GSM modem间用PC／PPI电缆连接。通过设置电缆的DIP开关，可以使PLC具有通讯／编程两种工作方式。开关1、2、3用来设置波特率；开关4选择使用10位或11位PPI协议；开关5设置PC／PPI总线的RS-232端口为DCE(数据传输设备)或DTE(数据终端设备)模式；开关6选择是否使用RS-232连接器的RTS信号。在附图的数据终端里。PLC通过GSM modem传输信息，开关1～6设置为010110；当通过PC/PPI总线向PLC下载程序时，开关l～6设置为010000。

GSM通信模块：GSM modem内嵌SIEMENS公司的TC35模块和51单片机系统。TC235模块支持语音、数据、短消息及传真服务，而且功耗极低(处于睡眠状态时仅O．3mA)；支持标准的V．25terAT命令集；支持GSM07．05短消息AT命令集。短消息支持PDU和TEXT格式。该系统传送的是小批量的水文数据，因此只用了GSM modem的短消息功能。

数据采集模块：可以是输出为脉冲信号的传感器或是多路A／D采样芯片构成的信号采集、转换模块。PLC得到这些数据后进行整理、记录并向上传输。

控制模块：根据现场情况(主要是考虑被控对象的功率)，选择合适的继电器．PLC通过继电器来控制强电设备。

三、软件设计

系统的软件设计包括上位机和下位机软件。上位机软件采用Visual C++6．0编程，主要是设计监控中心主界面、数据库程序、串行通信程序。本文主要介绍下位机软件设计及其通信功能的具体实现。下位机软件通过对PLC的编程来实现。包括数据采集程序、控制程序、故障报警程序和通信程序，用STEP7-Micro/WIN编程。

1．下位机软件设计

下位机软件采用模块化的子程序结构。即整体功能由多个功能相对独立的子功能组合实现，每个子功能由若干个任务单一的子程序构成。 2．PLC通信实现

本系统串口设置寄存器SMB30的控制字为9，即选择自由口模式来控制S7-200的串行通讯口，波特率为9600bps，字符长度8位，无校验；自定义通信协议；通过使用发送指令(XTM)、接收指令(RCV)、发送中断和接收中断来控制通讯口的操作。附表给出了PLC发送／接收缓冲区的格式，其中，"计数"表示传送字节的进制。精确的调控要求PLC能正确识别监控中心发来的是调实时数据命令还是控制电源命令。S7-200在接收完缓冲区的最后一个字符时，会产生一个接收完成中断，正是在这个中断程序里识别短信的内容并置相应的标志位：而后在主程序中根据标志位来决定是否发送数据或执行控制。在发送完最后一个字符时，会产生一个发送完成中断．在发送完成中断程序里清相应标志位。

四、结束语

本系统利用GSM短消息完成了监控中心和数据终端间的远程无线通信，实现了数据的无线传输及对远程电源的通断控制。短消息业务具有永远在线、不需拨号、价格便宜、覆盖范围广等优势，特别适合水文应用中数据传输量小，大多采集终端处地偏远，架设通信线路困难的特点。测试证明，系统反映灵敏、功能完善、实时性较强，完全能够满足远程监控的技术要求，有很好的应用前景。