【正文】 學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）Bachelor’s Thesis論文題目基于GSM交流電參數(shù)采集網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)PC機(jī)軟件設(shè)計(jì)基于GSM交流電參數(shù)采集網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)PC機(jī)軟件設(shè)計(jì)摘　要: 隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電網(wǎng)容量不斷增大，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，電力系統(tǒng)中實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)度的自動(dòng)化顯得尤為重要，而電力參數(shù)的數(shù)據(jù)采集又是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要環(huán)節(jié)，如何快速準(zhǔn)確地采集系統(tǒng)中各元件的電參數(shù)（電壓、電流、功率、頻率等）是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的一個(gè)重要因素 。本設(shè)計(jì)采用GSM網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)數(shù)據(jù)的發(fā)送平臺(tái)，通過(guò)TC35與上位機(jī)建立通訊。對(duì)遠(yuǎn)程電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)，建立起基于GSM的控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞: GSM；上位機(jī)軟件；RS232中圖分類號(hào):TQ351. 2 The PC Software Design of Alternating Current Parameters Network System Base on GSMAbstract: With the rapid development of power system, power grid capacity is increasing, the structure is being more plex, realtime monitoring of power system automation of scheduling is particularly important, and power parameters of data acquisition is an important part of automated, how to quickly and accurately capturethe various ponents of the system electrical parameters (voltage, current, power, frequency, etc.) is an important factor for power system automation. This design uses the GSM network as a data delivery platform and by TC35 establish munication with the host puter. Remote power system data analysis, statistics, and establish a control system based on GSM.Key words: GSM。 The PC software。 RS232目 錄 1 2 概述 2 基于GSM交流電參數(shù)采集網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)PC機(jī)軟件設(shè)計(jì)的發(fā)展與功能 3 4 單片機(jī)控制方案 4 上位機(jī)PC軟件控制方案 4 5 GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 5 8 9 TC35模塊 9 RS232串口通信 11 AT指令 12 PDU模式及中文短信的編碼 13 16 編程語(yǔ)言選擇 16 VB上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 16 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 系統(tǒng)功能分析設(shè)計(jì) 20 21 1 2(程序清單) 3智能出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)*******（指導(dǎo)教師，******* 教授）（湖北師范學(xué)院 機(jī)電與控制工程學(xué)院 中國(guó) 黃石 435002）隨著科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電的需求量日益增加，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性要求也越來(lái)越高，對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控就顯得非常重要。隨著我國(guó)電力行業(yè)的迅猛發(fā)展，電網(wǎng)供電品質(zhì)越來(lái)越受到電力部門以及用戶的關(guān)注。在電力監(jiān)控系統(tǒng)中，為了維護(hù)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定和安全，保證用戶用電的可靠性，需要電網(wǎng)中各種電參量維持穩(wěn)定值不變。這就需要實(shí)時(shí)的采集各種電參量，用來(lái)監(jiān)控以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定。隨著GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的迅速普及和競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，新技術(shù)和新業(yè)務(wù)的開發(fā)和應(yīng)用已提到十分重要的位置。GSM模塊作為一種主要的GSM網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，已得到越來(lái)越多的系統(tǒng)制造商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視，基于它的各種應(yīng)用也蓬勃發(fā)展起來(lái)。GSM 模塊是繼GSM 手機(jī)外又一種非常重要的GSM 移動(dòng)通信系統(tǒng)的終端設(shè)備。它是傳統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器與GSM無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)相結(jié)合的一種數(shù)據(jù)終端設(shè)備，因此也叫無(wú)線調(diào)制解調(diào)器。它的出現(xiàn)給GSM的發(fā)展注入了新的活力，改變了傳統(tǒng)的以話音為主的通信手段，打開了GSM網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信及其應(yīng)用的大門。所以在應(yīng)用上，凡是使用調(diào)制解調(diào)器的地方大多數(shù)可以用GSM模塊代替。由于調(diào)制解調(diào)器必須通過(guò)PSTN或者其他專用通訊網(wǎng)進(jìn)行通信，因而受地域，線路等影響，在應(yīng)用上有很大的局限性。而GSM模塊則無(wú)此限制，所以基于這種模塊，以GSM網(wǎng)絡(luò)作為無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)，可以開發(fā)出多種前景極其樂(lè)觀的各類應(yīng)用，如：GPS／GSM（SMS）移動(dòng)車輛監(jiān)控定位系統(tǒng)；移動(dòng)POS機(jī)，移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)；移動(dòng)性數(shù)據(jù)和Internet接入。將兩者結(jié)合起來(lái)便是本設(shè)計(jì)要討論的內(nèi)容，通過(guò)GSM無(wú)線網(wǎng)的便利性將電網(wǎng)，電力系統(tǒng)中的各種參數(shù)傳送到上位機(jī)進(jìn)行處理，匯總，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來(lái)進(jìn)行調(diào)整，便可以穩(wěn)定電網(wǎng)，電力系統(tǒng)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析還可以不停的改進(jìn)電網(wǎng)，電力系統(tǒng)提高電能的利用率和電力設(shè)備的穩(wěn)定性。 概述在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的社會(huì)，如何通過(guò)最少的勞動(dòng)力獲得最大的勞動(dòng)成果是各行各業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向，采用GSM網(wǎng)絡(luò)作為交流電采集網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個(gè)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控平臺(tái)，能夠很大的提高效率，不需要人工實(shí)時(shí)的去記錄各種參數(shù)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸不僅能夠夠很快的對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，而且如果出現(xiàn)問(wèn)題能夠第一時(shí)間對(duì)底層進(jìn)行處理，設(shè)計(jì)上位機(jī)軟件通過(guò)電腦和GSM模塊能夠遠(yuǎn)程對(duì)個(gè)交流網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控是有很大意義的。GSM是我國(guó)目前基于時(shí)分多址技術(shù)的一種覆蓋面最廣、功能最強(qiáng)、用戶最多的移動(dòng)通訊系統(tǒng)。GSM具有用戶不需架設(shè)中繼站(節(jié)省大量的布網(wǎng)及維護(hù)費(fèi)用)、頻帶利用率高、沒(méi)有同頻干擾、保密性好、通信速率高、通信質(zhì)量可靠、能夠提供非語(yǔ)音業(yè)務(wù)、提供短消息業(yè)務(wù)等優(yōu)點(diǎn)，因而在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各方面受到廣泛的重視。GSM模塊是繼GSM手機(jī)外又一種非常重要的GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)的終端設(shè)備，即通常所說(shuō)的GSM Modem。它以GSM網(wǎng)絡(luò)作為無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)，不受地域、線路等影響。且運(yùn)行成本低，所以基于這種模塊，可以開發(fā)出多種前景極為樂(lè)觀的各類應(yīng)用。TC35模塊是西門子公司為適應(yīng)各個(gè)領(lǐng)域?qū)o(wú)線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的需求而開發(fā)的GSM模塊，它設(shè)計(jì)小巧、功耗很低，主要由GSM基帶處理器、GsM射頻部分、電源、閃存(F1aLsh)4部分組成。GSM基帶處理器是整個(gè)模塊的核心．它控制著模塊內(nèi)各種信號(hào)的傳輸、轉(zhuǎn)換、放大等處理過(guò)程。GSM射頻部分是一個(gè)單片收發(fā)器．它完成對(duì)射頻信號(hào)的接收和發(fā)送等處理。GSM模塊電源把外部輸入的電源電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理后供GSM基帶處理器和GSM射頻部分使用。FLASH用來(lái)存儲(chǔ)一些用戶配置信息、電話本和其他信息。TC35的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合RS232接口標(biāo)準(zhǔn)，有固定的參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和l位停止位，無(wú)校驗(yàn)位，波特率在300bps~115kbps之間可選，硬件握手信號(hào)用RTS0／CTS0，軟件流量控制用XON／XOFF、CMOS電平，支持標(biāo)準(zhǔn)AT命令集。通過(guò)這一接口可以用AT命令切換操作模式，使它處于語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、短消息或傳真模式。 基于GSM交流電參數(shù)采集網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)PC機(jī)軟件設(shè)計(jì)的發(fā)展與功能在過(guò)去的幾十年里，對(duì)于電網(wǎng)和工廠里面的一些電氣系統(tǒng)，交流電參數(shù)和各種設(shè)置都是靠現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行維護(hù)的，對(duì)機(jī)器實(shí)時(shí)進(jìn)行看守，歷史的數(shù)據(jù)進(jìn)行記載和分析，實(shí)時(shí)性雖然好，但是突發(fā)事故一旦發(fā)生如果機(jī)器出問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)工作人員沒(méi)有能力進(jìn)行實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)分析找出問(wèn)題所在就會(huì)影響電網(wǎng)的工作機(jī)制甚至導(dǎo)致各種重大的損失，工廠的電氣系統(tǒng)一樣，會(huì)導(dǎo)致停產(chǎn)引發(fā)一些列的問(wèn)題。另一方面，若專門派指定的技術(shù)人員做這種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和機(jī)器的看管又會(huì)浪費(fèi)掉人力資源，而且一旦系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候而人有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這種情況更是會(huì)導(dǎo)致各種損失。隨著科技的發(fā)展，各種網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)鋪天蓋地的出現(xiàn)在人們身邊，利用這種網(wǎng)絡(luò)人們可以方便的做各種事情。GSM手機(jī)的發(fā)明可以使人們即使天各一方也能進(jìn)行親切的交流接觸，基于此種GSM網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達(dá)，現(xiàn)在各種無(wú)線控制模塊，模板，和無(wú)線控制系統(tǒng)如雨后春筍般的發(fā)展開來(lái)。若由此構(gòu)想，將GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和電網(wǎng)和電氣系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，有下位機(jī)的監(jiān)控，能實(shí)時(shí)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分類區(qū)分，通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)的便利性講數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行處理和分析。對(duì)實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和存儲(chǔ)，繪制各種表格曲線。通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)能夠達(dá)到遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)的目的，這樣不僅能夠省略掉架公網(wǎng)的費(fèi)用，而且由于GSM網(wǎng)絡(luò)的傳輸安全性能，不僅能夠?qū)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)而且能夠保證數(shù)據(jù)傳送能夠最短時(shí)間到達(dá)。若將電網(wǎng)、電氣系統(tǒng)、下位機(jī)采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)、GSM數(shù)據(jù)傳送模塊、GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、上位機(jī)控制軟件系統(tǒng)結(jié)合為一體，那么，在遠(yuǎn)程我們就能夠?qū)ο到y(tǒng)終端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果機(jī)器工作在比較惡劣的環(huán)境那么通過(guò)遠(yuǎn)程控制不僅能夠保證工作人員的安全性還能較安逸的管理整個(gè)終端。對(duì)遠(yuǎn)程終端發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)參數(shù)，上位機(jī)軟件進(jìn)行存儲(chǔ)和匯總，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和繪表，工作人員能通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)隨時(shí)調(diào)度數(shù)據(jù)，對(duì)信息進(jìn)行分析，并能得到系統(tǒng)的趨勢(shì)走向，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。 單片機(jī)控制方案采用單片機(jī)作為TC35模塊的控制器，外部添加按鍵電路完成對(duì)AT指令的發(fā)送控制，試用液晶顯示器12864作為數(shù)據(jù)的顯示平臺(tái)。單片機(jī)完成TC35的控制和數(shù)據(jù)的處理，硬件較簡(jiǎn)單，外圍設(shè)備無(wú)需很多費(fèi)用就可以完成一套控制系統(tǒng)。但是有較大的缺陷，單片機(jī)的開發(fā)資源較有限，系統(tǒng)要求能夠存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析和匯總。單片機(jī)一旦掉電，數(shù)據(jù)會(huì)丟失，不容易進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)保存。進(jìn)行數(shù)據(jù)分析然后數(shù)據(jù)送12864進(jìn)行顯示，12864顯示趨勢(shì)走向表，程序太過(guò)復(fù)雜，占用單片機(jī)太多資源，影響單片機(jī)與TC35模塊通訊，與遠(yuǎn)程終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 上位機(jī)PC軟件控制方案采用Visual Basic作為開發(fā)編程，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和數(shù)據(jù)庫(kù)建立數(shù)據(jù)交互的通道，通過(guò)TC35模塊與上位機(jī)串口通訊，采集遠(yuǎn)程終端的電網(wǎng)，電氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行處理。并對(duì)處理的數(shù)據(jù)和歷史實(shí)時(shí)參數(shù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行存儲(chǔ)。此方案能夠有較好的效果，能夠達(dá)到各種要求，并且上位機(jī)PC存儲(chǔ)數(shù)據(jù)不用擔(dān)心掉電之后丟失的問(wèn)題。因此通過(guò)兩種方案的比較選擇，選擇第二種方案，通過(guò)上位機(jī)軟件的編寫完成交流電網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。由于本設(shè)計(jì)要求采用GSM作為基本傳輸網(wǎng)絡(luò)，所以采用西門西公司的TC35模塊作為信息的收發(fā)媒介，再通過(guò)上位機(jī)的處理達(dá)到本設(shè)計(jì)的要求。編程采用VB語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，達(dá)到TC35模塊與上位機(jī)的通訊，并與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行結(jié)合，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)參數(shù)的分析和存儲(chǔ)。 GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò) GSM是Global System for Mobile Communications的縮寫，意為全球移動(dòng)通信系統(tǒng)，是世界上主要的蜂窩系統(tǒng)之一。GSM是基于窄帶TDMA制式，允許在一個(gè)射頻同時(shí)進(jìn)行8組通話。但GSM系統(tǒng)的容量是有限的，在網(wǎng)絡(luò)用戶過(guò)載時(shí)，就不得不構(gòu)建更多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。值得欣慰的是GSM在其他方面性能優(yōu)異，它除了提供標(biāo)準(zhǔn)化的列表和信令系統(tǒng)外，還開放了一些比較智能的業(yè)務(wù)如國(guó)際漫游等。GSM手機(jī)的方便之處在于它提供了一個(gè)智能卡，人們稱之為SIM卡，并且機(jī)卡可以分離，這樣用戶更換手機(jī)并且定制個(gè)人信息這方面都十分便利了。一個(gè)完整的數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)主要由網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)和基站子系統(tǒng)組成，除此以外還有大量移動(dòng)臺(tái)作為用戶接入移動(dòng)通信網(wǎng)的用戶設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行部門為了管理整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)還需要專門的操作維護(hù)子系統(tǒng)。 GSM體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖移動(dòng)臺(tái)(Mobile Station，MS)是整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)中直接由用戶使用的設(shè)備。其類型可分為車載臺(tái)、便攜臺(tái)和手機(jī)，其中，手機(jī)本身小型、輕巧，而且功能也較強(qiáng)，因此手機(jī)的用戶將占移動(dòng)用戶的絕大多數(shù)。其主要功能除了要能通過(guò)無(wú)線接入進(jìn)入通信網(wǎng)絡(luò)，完成各種控制和處理以提供主叫或被叫通信以外，還必須具備與使用者之間的人機(jī)接口或與其它終端設(shè)備相連接的適配裝置，或兩者兼有。移動(dòng)臺(tái)由兩部分組成，移動(dòng)終端(MS)和客戶識(shí)別卡(SIM)。移動(dòng)終端就是“機(jī)，它可完成話音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調(diào)制和解調(diào)、信息的發(fā)射和接收。SIM卡就是“身份卡”，它類似于我們現(xiàn)在所用的IC卡，因此也稱作智能卡，存有認(rèn)證客戶身份所需的所有信息，并能執(zhí)行一些與安全保密有關(guān)的重要信息，以防止非法客戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。SIM卡還存儲(chǔ)與網(wǎng)路和客戶有關(guān)的管理數(shù)據(jù)，只有插入SIM后移動(dòng)終端才能接入進(jìn)網(wǎng)，是用戶進(jìn)入GSM網(wǎng)絡(luò)的登記憑證。它由CPU(8位)、程序存儲(chǔ)器(3——8bit)、工作存儲(chǔ)器(6——16bit)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(128——256kbit)和串行通信單元五部分組成。基站子系統(tǒng)(Base Station Subsystem，BSS)是GSM的基本組成部分?？煞譃橥ㄟ^(guò)無(wú)線接口與移動(dòng)臺(tái)一側(cè)相連的基站收i(BTS)和另一側(cè)與交換機(jī)相連的基站控制器(BSC)兩部分。從功能上看，它們之間的分工是BTS負(fù)責(zé)無(wú)線傳輸，執(zhí)行i與移動(dòng)用戶間的接口功能，提供移動(dòng)臺(tái)MS和GSM網(wǎng)絡(luò)間無(wú)線信令和話音、數(shù)據(jù)信息交換，并處理這些信道數(shù)字化發(fā)射的全部無(wú)線功能，而BSC負(fù)責(zé)控制和管理，包括無(wú)線電資源的管理、無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)功能的管理、BSS的操作與維護(hù)等。網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)(Network Switching Subsystem，NSS)負(fù)責(zé)管理GSM系統(tǒng)內(nèi)部的用戶之間以及與其它電信網(wǎng)用戶之間的通信。包括移動(dòng)交換中心,(MSC)和存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)和移動(dòng)管理信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，即訪問(wèn)用戶位置寄存器(VLR)、歸屬用戶位置寄存器(HLR)，鑒權(quán)中心(AUC)、移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器(EIR)和操作維護(hù)中心(OMC)六個(gè)功能單元，各功能實(shí)體間以及NSS與BSS之間通過(guò)符合CCITT信令系統(tǒng)No．7協(xié)議規(guī)范的7號(hào)信令網(wǎng)絡(luò)互相通信。移動(dòng)交換中心,(MSC)：MSC是NSS的核心，主要處理和協(xié)調(diào)GSM系統(tǒng)內(nèi)部用戶的通信連接