專利名稱：一種遠(yuǎn)程復(fù)雜監(jiān)控的無(wú)線通訊適配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通訊和遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，具體地說(shuō)是一種遠(yuǎn)程復(fù)雜監(jiān)控的無(wú)線通訊適配器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提高和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是信息時(shí)代的到來(lái)，快捷的通訊方式對(duì)提高工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平、管理水平、提高工作效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、減員增效提供了有力的支持，引領(lǐng)各行各業(yè)逐漸走上信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理的軌道。
雖然目前的通訊手段很多，有線和無(wú)線方式都被廣泛的應(yīng)用于很多領(lǐng)域。在遠(yuǎn)程監(jiān)控方面，常用的通訊方式都有其各自的利弊。比如通過(guò)電話線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊非常普遍，但是這種通訊線路很多方面并不令人滿意串線和斷線時(shí)有發(fā)生，較低的傳送速率使數(shù)據(jù)難以傳輸，特別是線路較忙時(shí)難以上線也令人頭疼；通過(guò)數(shù)傳電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，需要申請(qǐng)專用頻道，不但費(fèi)用很高，而且在城市高樓和高干擾環(huán)境下，信道易受干擾，同時(shí)，這種方法不易實(shí)現(xiàn)跨城市/地區(qū)監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸；應(yīng)用藍(lán)牙無(wú)線傳輸技術(shù)，雖然其傳輸效果較好，但最大傳輸距離非常短(僅為10米左右)，不適合用于遠(yuǎn)程監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)安全可靠的無(wú)線監(jiān)視和進(jìn)行復(fù)雜的遠(yuǎn)程控制，本發(fā)明提供了一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程復(fù)雜監(jiān)控的無(wú)線通訊適配器，它適用于多點(diǎn)分散遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)，特別是要求低成本、低功耗的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括主機(jī)適配器及終端適配器，主機(jī)適配器與終端適配器分別通過(guò)第一GSM無(wú)線通訊模塊、第二GSM無(wú)線通訊模塊利用GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線通訊，其中主機(jī)適配器以第一中央處理器為核心，通過(guò)RING35、RXD35及TXD35端口與第一GSM無(wú)線通訊模塊連接，并通過(guò)串口電平轉(zhuǎn)換器接至計(jì)算機(jī)；第一中央處理器還與主控計(jì)算機(jī)的工作狀態(tài)反饋信號(hào)線、數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)線及第一看門(mén)狗相連；第一GSM無(wú)線通訊模塊接至第一SIM電路，第一SIM電路的電源端與第一GSM無(wú)線通訊模塊的電源端連接在一起；第一供電電路的電源輸出端接至第一GSM無(wú)線通訊模塊的電源輸入端，第一供電電路的電源控制端接至第一中央處理器的電源控制端；所述終端適配器以第二中央處理器為核心，通過(guò)RXD35及TXD35端口與第二GSM無(wú)線通訊模塊連接，并經(jīng)第三串口電平轉(zhuǎn)換器與外圍設(shè)備控制電路連接；第二中央處理器還分別與第二看門(mén)狗、電源模塊的相連，電源模塊的電源端還接至第三串口電平轉(zhuǎn)換器、第二看門(mén)狗的電源端；第二GSM無(wú)線通訊模塊接至第二SIM電路，第二SIM電路的電源端與第二GSM無(wú)線通訊模塊的電源端連接在一起；第二供電電路的電源輸出端接至第二GSM無(wú)線通訊模塊的電源輸入端，第二供電電路的電源控制端接至第二中央處理器的電源控制端；所述主機(jī)適配器中的第一中央處理器存有主機(jī)適配器監(jiān)控處理程序；所述終端適配器中的第二中央處理器存有終端適配器監(jiān)控處理程序。
所述主機(jī)適配器監(jiān)控處理程序的具體流程為1)初始化第一中央處理器；2)初始化第一GSM無(wú)線通訊模塊；3)判斷第一GSM無(wú)線通訊模塊是否有信號(hào)，如果沒(méi)有信號(hào)，重新對(duì)第一GSM無(wú)線通訊模塊初始化，如果有信號(hào)，判斷發(fā)生的事件類型；4)判斷發(fā)生的事件類型，若為a.主控計(jì)算機(jī)定時(shí)發(fā)送的脈沖信號(hào)停止，則判斷是主控計(jì)算機(jī)還是備用計(jì)算機(jī)；若為主控計(jì)算機(jī)，則報(bào)告用戶主控計(jì)算機(jī)出錯(cuò)，切換到備用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；若為備用計(jì)算機(jī)，則報(bào)告用戶備用計(jì)算機(jī)出錯(cuò)，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；b.有450Hz或920Hz音頻輸入，則判斷是450Hz的音頻還是920Hz的音頻；若為450Hz的音頻輸入，則告訴發(fā)出撥號(hào)請(qǐng)求的計(jì)算機(jī)手機(jī)撥通，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；若為920Hz的音頻輸入，則告訴發(fā)出撥號(hào)請(qǐng)求的計(jì)算機(jī)手機(jī)掛斷，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；c.主控計(jì)算機(jī)提出發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，判斷是主控計(jì)算機(jī)提出請(qǐng)求還是備用計(jì)算機(jī)提出請(qǐng)求；若為主控計(jì)算機(jī)提出請(qǐng)求，則接受主控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)并交給第一GSM無(wú)線通訊模塊進(jìn)行發(fā)送，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；若為備用計(jì)算機(jī)提出請(qǐng)求，則接受備用主控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)并交給第一GSM無(wú)線通訊模塊進(jìn)行發(fā)送，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；所述終端適配器監(jiān)控處理程序的具體流程為1)初始化第二中央處理器；2)初始化第二GSM無(wú)線通訊模塊；3)判斷第二GSM無(wú)線通訊模塊是否有信號(hào)，如果沒(méi)有信號(hào)，重新對(duì)第二GSM無(wú)線通訊模塊初始化；如果有信號(hào)，則從閃存中讀取狀態(tài)參數(shù)和流程參數(shù)，并依此設(shè)定程序的工作流程和設(shè)備的工作狀態(tài)，進(jìn)入自維護(hù)運(yùn)行，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后判斷是否有事件發(fā)生，如果沒(méi)有事件發(fā)生，則回到自維護(hù)運(yùn)行狀態(tài)，延時(shí)并等待事件發(fā)生；如果有事件發(fā)生，則判斷發(fā)生的事件類型；4)判斷發(fā)生的事件類型，若為a.短信發(fā)送，則判斷發(fā)送是否成功；若成功，則延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；若沒(méi)有成功，則撥打報(bào)錯(cuò)電話，并且進(jìn)入自維護(hù)狀態(tài)，延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；b.有電話撥入或撥出，則判斷撥入或撥出是否成功；若成功，則延時(shí)并等待事件發(fā)生若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；若沒(méi)有成功，則在閃存中存入錯(cuò)誤記錄并重新啟動(dòng)；c.輸入電源類型改變，則判斷是否為電池供電；若為電池供電，則進(jìn)入低功耗狀態(tài)，延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；若為外接電源供電，則進(jìn)入正常工作狀態(tài)，延時(shí)并等待事件發(fā)生；若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；d.可編程控制器接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，則判斷接收或發(fā)送是否成功；若成功，延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；若沒(méi)有成功，則重復(fù)嘗試收/發(fā)，多次失敗后，發(fā)送短信給第一GSM無(wú)線通訊模塊，延時(shí)并等待事件發(fā)生；若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；e.收到短信，分析短信，執(zhí)行短信命令，延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)。
所述無(wú)線通信形式為短信，通信方式有定時(shí)被動(dòng)、緊急被動(dòng)、主動(dòng)輪詢或緊急主動(dòng)。
所述電源模塊的電源輸入端為外接電源及電池供電兩種方式。
所述第一SIM電路的電源端與第一GSM無(wú)線通訊模塊的電源端連接在一起；第二SIM電路的電源端與第二GSM無(wú)線通訊模塊的電源端連接在一起。
本發(fā)明與其他現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.啟動(dòng)、自維護(hù)性無(wú)需人工干預(yù)和控制，主機(jī)適配器和終端適配器能夠在上電后自啟動(dòng)系統(tǒng)和初始化傳輸通道，并且在沒(méi)有遠(yuǎn)程控制的條件下，本發(fā)明能夠按照預(yù)先由用戶設(shè)置并保存在閃存中的參數(shù)設(shè)定程序流程和工作狀態(tài)，通過(guò)與終端適配器相連接的控制電路，自動(dòng)控制設(shè)備運(yùn)行，并且能夠自動(dòng)上傳設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，然后通過(guò)主機(jī)適配器傳輸給主控計(jì)算機(jī)。
2.雙機(jī)熱備份主機(jī)適配器在正常狀態(tài)下能夠?qū)?lái)自第一GSM無(wú)線通訊模塊的數(shù)據(jù)同時(shí)傳送給主控計(jì)算機(jī)及其備用計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙機(jī)備份。當(dāng)主機(jī)適配器發(fā)現(xiàn)主控計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障后，能夠立即將控制權(quán)移交給備用計(jì)算機(jī)；當(dāng)主機(jī)適配器發(fā)現(xiàn)備用計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)向用戶報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷的通訊傳輸和設(shè)備控制。
3.在線重配置能力終端適配器支持用戶通過(guò)發(fā)送短信命令的方式，設(shè)定和修改適配器和設(shè)備控制電路的工作狀態(tài)參數(shù)和工作流程參數(shù)，并將參數(shù)保存在閃存中；終端適配器可以在不停機(jī)的情況下，通過(guò)讀取以上參數(shù)，動(dòng)態(tài)改變當(dāng)前的工作流程、工作狀態(tài)、工作的起/止時(shí)間等，從而保證了終端設(shè)備的連續(xù)用行和實(shí)時(shí)狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
4.預(yù)配置終端適配器支持用戶通過(guò)發(fā)送短信命令的方式，設(shè)定適配器和設(shè)備控制電路的下次啟動(dòng)或者日后某時(shí)刻的工作參數(shù)，并將參數(shù)保存在閃存中；終端適配器可讀取以上參數(shù)按用戶設(shè)定的時(shí)間或者條件自動(dòng)改變工作流程、工作狀態(tài)、工作的起/止時(shí)間等。
5.遠(yuǎn)程調(diào)試能力本發(fā)明可以通過(guò)主控計(jì)算機(jī)發(fā)送遠(yuǎn)程調(diào)試命令，修改保存在終端適配器閃存中的程序代碼和工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)終端適配器進(jìn)行遠(yuǎn)程/在線調(diào)試。
6.低功耗由于終端適配器進(jìn)行電路設(shè)定時(shí)充分考慮了設(shè)備功耗和各個(gè)器件的可控制停/起。因此在沒(méi)有外界交流電源的情況下，終端適配器能通過(guò)在閑時(shí)關(guān)閉部分電路和進(jìn)入休眠狀態(tài)大大降低功耗，從而在僅有電池供電的條件下以低功耗方式長(zhǎng)期工作，大大擴(kuò)展了適配器的適用范圍。
7.UPS功能由于終端適配器既有外接電源，又有電池作為備用電源。所以當(dāng)外接交流電源意外失效時(shí)，終端適配器中的電源電路能夠立即切換到備用電源，防止數(shù)據(jù)丟失和保證設(shè)備的工作。


圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明主機(jī)適配器電路原理圖；圖3為本發(fā)明終端適配器電路原理圖；圖4為主機(jī)適配器監(jiān)控處理程序流程圖；圖5為終端適配器監(jiān)控處理程序流程圖；圖6為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1～圖3所示，本發(fā)明包括主機(jī)適配器及終端適配器，主機(jī)適配器與終端適配器分別通過(guò)第一GSM無(wú)線通訊模塊J1、第二GSM無(wú)線通訊模塊J3利用GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線通訊；其中主機(jī)適配器以第一中央處理器U1為核心，通過(guò)RING35、RXD35及TXD35端口與第一GSM無(wú)線通訊模塊J1連接；通過(guò)URXD1和UTXD1、URXD0和UTXD0端口分別接至第一串口電平轉(zhuǎn)換器U2及第二串口電平轉(zhuǎn)換器U3，再由第一串口電平轉(zhuǎn)換器U2、第二串口電平轉(zhuǎn)換器U3分別與主控計(jì)算機(jī)、備用計(jì)算機(jī)進(jìn)行串口通訊連接；第一中央處理器U1又通過(guò)PC1-ACT引腳和PC2-ACT引腳與所述兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的工作狀態(tài)反饋信號(hào)線相連，并通過(guò)PC1-REQ和PC2-REQ引腳與所述兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)線相連；第一中央處理器U1與第一看門(mén)狗U5通過(guò)引腳Rest-bit、Off-rst及RST相連；第一GSM無(wú)線通訊模塊J1與第一SIM電路J2通過(guò)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)線CCIN、CCIO相連，第一SIM電路J2的電源輸入端接至第一GSM無(wú)線通訊模塊J1的CCVCC引腳；第一供電電路U4的電源輸出引腳4接至第一GSM無(wú)線通訊模塊J1的CCVCC引腳，第一供電電路U4的電源控制端接至第一中央處理器U1的電源控制端PWR。
所述終端適配器以第二中央處理器U7為核心，通過(guò)RXD35及TXD35端口與第二GSM無(wú)線通訊模塊J3連接；并通過(guò)URXD1和UTXD1端口接至第三串口電平轉(zhuǎn)換器U8，再由第三串口電平轉(zhuǎn)換器U8與外圍設(shè)備控制電路連接；第二中央處理器U7與第二看門(mén)狗U10通過(guò)引腳Rest-bit、Off-rst及RST相連；第二中央處理器U7通過(guò)VTYPE引腳接至電源模塊U9，電源模塊U9的電源端VCC還接至第三串口電平轉(zhuǎn)換器U8、第二看門(mén)狗U10的電源端；第二GSM無(wú)線通訊模塊J3與第二SIM電路J4通過(guò)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)線CCIN、CCIO相連，第二SIM電路J4的電源輸入端接至第二GSM無(wú)線通訊模塊J3的CCVCC引腳；第二供電電路U6的電源輸出端(引腳4)接至第二GSM無(wú)線通訊模塊J3的電源輸入端，第二供電電路U6的電源控制端接至第二中央處理器U7的電源控制端PWR；所述主機(jī)適配器中的第一中央處理器U1內(nèi)嵌閃存，存有主機(jī)適配器監(jiān)控處理程序；所述終端適配器中的第二中央處理器U7內(nèi)嵌閃存，存有終端適配器監(jiān)控處理程序；如圖4所示，所述主機(jī)適配器監(jiān)控處理程序的具體流程為1)初始化第一中央處理器U1；2)初始化第一GSM無(wú)線通訊模塊J1；3)判斷第一GSM無(wú)線通訊模塊J1是否有信號(hào)，如果沒(méi)有信號(hào)，重新對(duì)第一GSM無(wú)線通訊模塊(J1)初始化，如果有信號(hào)，判斷發(fā)生的事件類型；4)判斷發(fā)生的事件類型，若為a.計(jì)算機(jī)定時(shí)發(fā)送的脈沖信號(hào)停止，則判斷是主控計(jì)算機(jī)還是備用計(jì)算機(jī)；若為主控計(jì)算機(jī)，則報(bào)告用戶主控計(jì)算機(jī)出錯(cuò)，切換到備用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；若為備用計(jì)算機(jī)，則報(bào)告用戶備用計(jì)算機(jī)出錯(cuò)，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；b.有450Hz或920Hz音頻輸入，則判斷是450Hz的音頻還是920Hz的音頻；若為450Hz的音頻輸入，則告訴發(fā)出撥號(hào)請(qǐng)求的計(jì)算機(jī)手機(jī)已撥通，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；若為920Hz的音頻輸入，則告訴發(fā)出撥號(hào)請(qǐng)求的計(jì)算機(jī)手機(jī)已掛斷，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；c.計(jì)算機(jī)提出發(fā)送數(shù)據(jù)(包括發(fā)送短信、撥號(hào)等)請(qǐng)求，判斷是主控計(jì)算機(jī)提出請(qǐng)求還是備用計(jì)算機(jī)提出請(qǐng)求；若為主控計(jì)算機(jī)提出請(qǐng)求，則接受主控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)并交給第一GSM無(wú)線通訊模塊進(jìn)行發(fā)送，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；若為備用計(jì)算機(jī)提出請(qǐng)求，則接受備用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)并交給第一GSM無(wú)線通訊模塊進(jìn)行發(fā)送，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；如圖5所示，所述終端適配器監(jiān)控處理程序的具體流程為1)初始化第二中央處理器U7；2)初始化第二GSM無(wú)線通訊模塊J3；3)判斷第二GSM無(wú)線通訊模塊J3是否有信號(hào)，如果沒(méi)有信號(hào)，重新對(duì)第二GSM無(wú)線通訊模塊J3初始化；如果有信號(hào)，則從閃存中讀取狀態(tài)參數(shù)據(jù)和流程參數(shù)據(jù)，并依此設(shè)定程序的工作流程和設(shè)備的工作狀態(tài)，進(jìn)入自維護(hù)運(yùn)行，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后判斷是否有事件發(fā)生，如果沒(méi)有事件發(fā)生，則回到自維護(hù)運(yùn)行狀態(tài)，延時(shí)并等待事件發(fā)生；如果有事件發(fā)生，則判斷發(fā)生的事件類型；4)判斷發(fā)生的事件類型，若為a.短信發(fā)送，則判斷發(fā)送是否成功；若成功，則延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；若沒(méi)有成功，則撥打預(yù)先設(shè)定的報(bào)錯(cuò)電話，并且進(jìn)入自維護(hù)狀態(tài)，延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)。
b.有電話撥入或撥出，則判斷撥入或撥出是否成功；若成功，則延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；若沒(méi)有成功，則在閃存中存入錯(cuò)誤記錄并重新啟動(dòng)；c.輸入電源類型改變，則判斷是否為電池供電；若為電池供電，則進(jìn)入低功耗狀態(tài)，延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；若為外接電源供電，則進(jìn)入正常工作狀態(tài)，延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)。
d.可編程控制器接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，則判斷接收或發(fā)送是否成功；若成功，延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；若沒(méi)有成功，則重復(fù)嘗試接收或發(fā)送，多次失敗后，發(fā)送短信給第一GSM無(wú)線通訊模塊，延時(shí)并等待事件發(fā)生；若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)。
e.收到短信，分析短信，執(zhí)行短信命令(包括調(diào)試命令、配置命令、設(shè)備控制命令等)，延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)。
所述無(wú)線通訊形式為短信，通信方式有定時(shí)被動(dòng)、緊急被動(dòng)、主動(dòng)輪詢或緊急主動(dòng)。
電源模塊U9的電源輸入端為外接電源及電池供電兩種方式。
主機(jī)適配器及終端適配器的監(jiān)控處理程序可采用C語(yǔ)言編程，便于日后的移植和維護(hù)。
本發(fā)明中，主機(jī)適配器的第一中央處理器U1及終端適配器的第二中央處理器U7均采用美國(guó)TI公司的MSP430芯片，在數(shù)據(jù)信號(hào)采集過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)運(yùn)算處理，數(shù)據(jù)來(lái)源于被監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備控制電路和各種測(cè)量傳感器，將采集到的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)化后，采用串口通訊的方式進(jìn)行傳輸。
如圖2所示，主機(jī)適配器的工作過(guò)程為第一供電器U4通過(guò)4號(hào)引腳輸出3.3V電壓，給第一GSM無(wú)線通訊模塊J1(型號(hào)為T(mén)C35)供電，第一中央處理器U1通過(guò)PWR引腳控制第一供電器U4是否有輸出電壓；第一GSM無(wú)線通訊模塊J1與第一SIM電路J2之間通過(guò)引腳CCIN和CCIO讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，第一SIM電路J2由第一GSM無(wú)線通訊模塊J1通過(guò)引腳CCVCC供電。
第一中央處理器U1通過(guò)引腳RXD35及TXD35與第一GSM通訊模塊J1進(jìn)行通信，當(dāng)?shù)谝籊SM通訊模塊J1收到短信/電話/定時(shí)鬧鈴后，RING35引腳輸出高電平，通知第一中央處理器U1；第一中央處理器U1通過(guò)捕獲由第一GSM通訊模塊J1的EPP1音頻輸出端輸出的信號(hào)，分析其頻率450Hz代表手機(jī)撥通，920Hz代表手機(jī)掛斷；第一中央處理器U1通過(guò)URXD1/UTXD1，URXD0/UTXD0與主控計(jì)算機(jī)、備用計(jì)算機(jī)(兩臺(tái)計(jì)算機(jī)互為備用)進(jìn)行串口通訊，由第一串口電平轉(zhuǎn)換器U2和第二串口轉(zhuǎn)換器U3完成TTL電平和232標(biāo)準(zhǔn)串口之間的轉(zhuǎn)換；正常狀態(tài)時(shí)，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)接收終端適配器發(fā)送的數(shù)據(jù)；第一中央處理器U1通過(guò)接收來(lái)自PC1-ACT和PC2-ACT的脈沖串判斷兩臺(tái)計(jì)算機(jī)是否工作正常，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)PC1-REQ和PC2-REQ向第一中央處理器U1請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)，其中PC1-REQ優(yōu)先級(jí)高于PC2-REQ。第一中央處理器U1通過(guò)Rest-bit和Off-rst定期重置第一看門(mén)狗U5，如果一段時(shí)間內(nèi)第一中央處理器U1沒(méi)有對(duì)第一看門(mén)狗U5發(fā)出重置信號(hào)，說(shuō)明第一中央處理器U1出錯(cuò)或停機(jī)，則第一看門(mén)狗U5的RST引腳使第一中央處理器U1重新啟動(dòng)。
主機(jī)適配器具有雙機(jī)熱備功能，即在一臺(tái)計(jì)算機(jī)損壞的情況下，自動(dòng)將控制權(quán)切換到另一臺(tái)備用計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)間斷傳輸。
如圖3所示，終端適配器的工作過(guò)程為第二供電器U6通過(guò)4號(hào)引腳輸出3.3V電壓，給第二GSM無(wú)線通訊模塊J3(型號(hào)為T(mén)C35)供電，第二中央處理器U7通過(guò)PWR引腳控制第二供電器U6是否有輸出電壓；第二GSM無(wú)線通訊模塊J3與第二SIM電路J4之間通過(guò)引腳CCIN和CCIO讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，第二SIM電路J4由第二GSM無(wú)線通訊模塊J3通過(guò)引腳CCVCC供電。
第二中央處理器U7通過(guò)引腳RXD35及TXD35與第二GSM無(wú)線通訊模塊J3進(jìn)行通訊，當(dāng)?shù)诙礼SM無(wú)線通訊模塊J3收到短信/電話/定時(shí)鬧鈴后，RING35引腳輸出高電平，通知第二中央處理器U7；第二中央處理器U7通過(guò)URXD1/UTXD1和外圍設(shè)備(本實(shí)施例為可編程控制器PLC)進(jìn)行串口通訊，由第三串口電平轉(zhuǎn)換器U8完成TTL電平和232標(biāo)準(zhǔn)串口之間的轉(zhuǎn)換；第二中央處理器U7通過(guò)Rest-bit和Off-rst定期重置第二看門(mén)狗U10，如果一段時(shí)間內(nèi)第二中央處理器U7沒(méi)有對(duì)第二看門(mén)狗U10發(fā)出重置信號(hào)，說(shuō)明第二中央處理器U7出錯(cuò)或停機(jī)，則第二看門(mén)狗U10通過(guò)RST引腳使第二中央處理器U7重新啟動(dòng)；電源模塊U9為自適應(yīng)穩(wěn)壓電源電路，既可以通過(guò)PORT3接至外接電源，也可以通過(guò)PORT4接至電池，由VTYPE引腳輸出電壓供給第二中央處理器U7；當(dāng)輸入電源為電池時(shí)，VTYPE輸出為低電平，輸入電源為外接電源時(shí)VTYPE輸出為高電平；第二中央處理器U7通過(guò)VTYPE輸出的電平高低來(lái)判斷是否是外界供電，一旦外界斷電，則自動(dòng)投入電池供電，起到UPS不間斷電源的作用，保存在內(nèi)嵌閃存(MSP430芯片)中的數(shù)據(jù)在該閃存掉電后也不會(huì)丟失；當(dāng)系統(tǒng)使用電池供電時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入低功耗狀態(tài)(系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉第三串口電平轉(zhuǎn)換器U8、第二供電電路U6、第二GSM無(wú)線通訊模塊J3，第二中央處理器U7進(jìn)入休眠狀態(tài)，其工作電流很??；當(dāng)需要終端適配器與外圍設(shè)備控制電路進(jìn)行通訊時(shí)，給第三串口電平轉(zhuǎn)換器U8供電，第三串口電平轉(zhuǎn)換器U8開(kāi)始工作，工作結(jié)束后，再關(guān)閉第三串口電平轉(zhuǎn)換器U8；當(dāng)需要接入、撥出電話或收/發(fā)短信時(shí)，開(kāi)啟第二供電電路U6、第二GSM無(wú)線通訊模塊J3，通信結(jié)束后，第二供電電路U6、第二GSM無(wú)線通訊模塊J3再次關(guān)閉)其他電路在不工作時(shí)都關(guān)閉，整個(gè)系統(tǒng)可在普通電池供電情況下維持工作數(shù)月。
在與主機(jī)適配器通訊失敗后或者長(zhǎng)期沒(méi)有得到主機(jī)適配器的控制命令后，終端適配器轉(zhuǎn)入自維護(hù)狀態(tài)。此時(shí)終端適配器將把可編程控制器PLC的數(shù)據(jù)和本機(jī)在此期間的工作紀(jì)錄保存在第二中央處理器U7內(nèi)嵌閃存中。
本發(fā)明以城市自來(lái)水二次加壓泵站的遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)為實(shí)施例。
如圖6所示，自來(lái)水二次加壓泵站的遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)由各區(qū)域監(jiān)控站和多個(gè)二次加壓泵站及總監(jiān)視站組成，各區(qū)域監(jiān)控站包括與主機(jī)適配器相連的主控計(jì)算機(jī)和備用計(jì)算機(jī)，配有網(wǎng)卡、演示模擬板、大型數(shù)據(jù)庫(kù)，負(fù)責(zé)監(jiān)控本區(qū)域各二次加壓泵站的運(yùn)行狀態(tài)及主要參數(shù)的采集與處理，以定時(shí)、輪詢或主動(dòng)方式隨時(shí)監(jiān)控二次加壓泵站的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)，并能通過(guò)手機(jī)短信實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站內(nèi)各種設(shè)備的動(dòng)作控制及狀態(tài)反饋功能，并把二次加壓泵站的供電線路及泵站的狀態(tài)顯示在模擬演示板上；二次加壓泵站控制系統(tǒng)包括所述終端適配器，還配有變頻器、可編程控制器PLC(可編程控制器作為終端適配器的外圍設(shè)備控制電路，即泵站控制設(shè)備)構(gòu)成的遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)，主要完成泵站電機(jī)啟、停、壓力設(shè)定、水泵切換、泵站電機(jī)電流采集、進(jìn)出口水壓力采集、電機(jī)啟停的遠(yuǎn)程控制以及泵站巡視、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備故障、電源失電、人員進(jìn)入等狀態(tài)的信號(hào)采集與上傳處理；各區(qū)域監(jiān)控站和多個(gè)二次加壓泵站之間的通訊是利用主機(jī)適配器中的第一GSM無(wú)線通訊模塊J1通過(guò)GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和安裝于遠(yuǎn)距離的二次加壓泵站內(nèi)的所述終端適配器中的第二GSM無(wú)線通訊模塊J3進(jìn)行通信；總監(jiān)視站與區(qū)域監(jiān)控站結(jié)構(gòu)相同，通過(guò)其主機(jī)適配器中的網(wǎng)卡經(jīng)過(guò)Internet網(wǎng)接發(fā)各區(qū)域監(jiān)控站的信號(hào)和接收二次加壓泵站定期上傳的短信數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)監(jiān)視全市各二次加壓泵站的運(yùn)行狀態(tài)和協(xié)調(diào)全市各區(qū)域監(jiān)控站之間的工作，進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、備份，把二次加壓泵站的供電線路及泵站的狀態(tài)顯示在模擬演示板上，起監(jiān)督、協(xié)調(diào)管理的作用。同時(shí)安裝于二次加壓泵站內(nèi)的第二GSM無(wú)線通訊模塊J3發(fā)送給二次加壓泵站的數(shù)據(jù)也發(fā)送給總監(jiān)視站，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)的備份。
本實(shí)施例中的主機(jī)適配器及終端適配器均制成全封閉式結(jié)構(gòu)箱體，便于安裝和維護(hù)。
本實(shí)施例中由于本發(fā)明的使用，使自來(lái)水的二次加壓泵站達(dá)到無(wú)人值守的目的，實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、通訊的自動(dòng)化及對(duì)二次加壓泵站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，降低了人工管理費(fèi)用，省去了人工到泵站抄表的煩瑣勞動(dòng)和種種不便，并且能夠?qū)?shù)據(jù)自動(dòng)生成數(shù)據(jù)庫(kù)，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)表的打印、月底結(jié)算、水量的自動(dòng)分配等功能，對(duì)減員增效提供了有力的支持，同時(shí)有利于領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)了解供水情況，即使出差在外地，也能及時(shí)了解情況，對(duì)突發(fā)事件做出快速、恰當(dāng)?shù)奶幚?，保證了自來(lái)水二次加壓泵站的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)程復(fù)雜監(jiān)控的無(wú)線通訊適配器，其特征在于包括主機(jī)適配器及終端適配器，主機(jī)適配器與終端適配器分別通過(guò)第一GSM無(wú)線通訊模塊(J1)、第二GSM無(wú)線通訊模塊(J3)利用GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線通訊，其中主機(jī)適配器以第一中央處理器(U1)為核心，通過(guò)RING35、RXD35及TXD35端口與第一GSM無(wú)線通訊模塊(J1)連接，并通過(guò)串口電平轉(zhuǎn)換器接至計(jì)算機(jī)；第一中央處理器(U1)還與主控計(jì)算機(jī)的工作狀態(tài)反饋信號(hào)線、數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)線及第一看門(mén)狗(U5)相連；第一GSM無(wú)線通訊模塊(J1)接至第一SIM電路(J2)，第一SIM電路(J2)的電源端與第一GSM無(wú)線通訊模塊(J1)的電源端連接在一起；第一供電電路(U4)的電源輸出端接至第一GSM無(wú)線通訊模塊(J1)的電源輸入端，第一供電電路(U4)的電源控制端接至第一中央處理器(U1)的電源控制端；所述終端適配器以第二中央處理器(U7)為核心，通過(guò)RXD35及TXD35端口與第二GSM無(wú)線通訊模塊(J3)連接，并經(jīng)第三串口電平轉(zhuǎn)換器(U8)與外圍設(shè)備控制電路連接；第二中央處理器(U7)還分別與第二看門(mén)狗(U10)、電源模塊(U9)的相連，電源模塊(U9)的電源端還接至第三串口電平轉(zhuǎn)換器(U8)、第二看門(mén)狗(U10)的電源端；第二GSM無(wú)線通訊模塊(J3)接至第二SIM電路(J4)，第二SIM電路(J4)的電源端與第二GSM無(wú)線通訊模塊(J3)的電源端連接在一起；第二供電電路(U6)的電源輸出端接至第二GSM無(wú)線通訊模塊(J3)的電源輸入端，第二供電電路(U6)的電源控制端接至第二中央處理器(U7)的電源控制端；所述主機(jī)適配器中的第一中央處理器(U1)存有主機(jī)適配器監(jiān)控處理程序；所述終端適配器中的第二中央處理器(U7)存有終端適配器監(jiān)控處理程序。
2.按權(quán)利要求1所述遠(yuǎn)程復(fù)雜監(jiān)控的無(wú)線通訊適配器，其特征在于所述主機(jī)適配器監(jiān)控處理程序的具體流程為1)初始化第一中央處理器(U1)；2)初始化第一GSM無(wú)線通訊模塊(J1)；3)判斷第一GSM無(wú)線通訊模塊(J1)是否有信號(hào)，如果沒(méi)有信號(hào)，重新對(duì)第一GSM無(wú)線通訊模塊(J1)初始化，如果有信號(hào)，判斷發(fā)生的事件類型；4)判斷發(fā)生的事件類型，若為a.主控計(jì)算機(jī)定時(shí)發(fā)送的脈沖信號(hào)停止，則判斷是主控計(jì)算機(jī)還是備用計(jì)算機(jī)；若為主控計(jì)算機(jī)，則報(bào)告用戶主控計(jì)算機(jī)出錯(cuò)，切換到備用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；若為備用計(jì)算機(jī)，則報(bào)告用戶備用計(jì)算機(jī)出錯(cuò)，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；b.有450Hz或920Hz音頻輸入，則判斷是450Hz的音頻還是920Hz的音頻；若為450Hz的音頻輸入，則告訴發(fā)出撥號(hào)請(qǐng)求的計(jì)算機(jī)手機(jī)撥通，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；若為920Hz的音頻輸入，則告訴發(fā)出撥號(hào)請(qǐng)求的計(jì)算機(jī)手機(jī)掛斷，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；c.主控計(jì)算機(jī)提出發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，判斷是主控計(jì)算機(jī)提出請(qǐng)求還是備用計(jì)算機(jī)提出請(qǐng)求；若為主控計(jì)算機(jī)提出請(qǐng)求，則接受主控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)并交給第一GSM無(wú)線通訊模塊(J3)進(jìn)行發(fā)送，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；若為備用計(jì)算機(jī)提出請(qǐng)求，則接受備用主控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)并交給第一GSM無(wú)線通訊模塊(J3)進(jìn)行發(fā)送，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后重復(fù)步驟4)；
3.按權(quán)利要求1所述遠(yuǎn)程復(fù)雜監(jiān)控的無(wú)線通訊適配器，其特征在于所述終端適配器監(jiān)控處理程序的具體流程為1)初始化第二中央處理器(U7)；2)初始化第二GSM無(wú)線通訊模塊(J3)；3)判斷第二GSM無(wú)線通訊模塊(J3)是否有信號(hào)，如果沒(méi)有信號(hào)，重新對(duì)第二GSM無(wú)線通訊模塊(J3)初始化；如果有信號(hào)，則從閃存中讀取狀態(tài)參數(shù)和流程參數(shù)，并依此設(shè)定程序的工作流程和設(shè)備的工作狀態(tài)，進(jìn)入自維護(hù)運(yùn)行，延時(shí)并等待事件發(fā)生，然后判斷是否有事件發(fā)生，如果沒(méi)有事件發(fā)生，則回到自維護(hù)運(yùn)行狀態(tài)，延時(shí)并等待事件發(fā)生；如果有事件發(fā)生，則判斷發(fā)生的事件類型；4)判斷發(fā)生的事件類型，若為a.短信發(fā)送，則判斷發(fā)送是否成功；若成功，則延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；若沒(méi)有成功，則撥打報(bào)錯(cuò)電話，并且進(jìn)入自維護(hù)狀態(tài)，延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；b.有電話撥入或撥出，則判斷撥入或撥出是否成功；若成功，則延時(shí)并等待事件發(fā)生若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；若沒(méi)有成功，則在閃存中存入錯(cuò)誤記錄并重新啟動(dòng)；c.輸入電源類型改變，則判斷是否為電池供電；若為電池供電，則進(jìn)入低功耗狀態(tài)，延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；若為外接電源供電，則進(jìn)入正常工作狀態(tài)，延時(shí)并等待事件發(fā)生；若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；d.可編程控制器接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，則判斷接收或發(fā)送是否成功；若成功，延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；若沒(méi)有成功，則重復(fù)嘗試收/發(fā)，多次失敗后，發(fā)送短信給第一GSM無(wú)線通訊模塊，延時(shí)并等待事件發(fā)生；若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)；e.收到短信，分析短信，執(zhí)行短信命令，延時(shí)并等待事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則重復(fù)步驟4)。
4.按權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程復(fù)雜監(jiān)控的無(wú)線通訊適配器，其特征在于所述無(wú)線通信形式為短信，通信方式有定時(shí)被動(dòng)、緊急被動(dòng)、主動(dòng)輪詢或緊急主動(dòng)。
5.按權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程復(fù)雜監(jiān)控的無(wú)線通訊適配器，其特征在于電源模塊(U9)的電源輸入端為外接電源及電池供電兩種方式。
6.按權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程復(fù)雜監(jiān)控的無(wú)線通訊適配器，其特征在于第一SIM電路(J2)的電源端與第一GSM無(wú)線通訊模塊(J1)的電源端連接在一起；第二SIM電路(J4)的電源端與第二GSM無(wú)線通訊模塊(J3)的電源端連接在一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及無(wú)線通訊和遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，具體地說(shuō)是一種遠(yuǎn)程復(fù)雜監(jiān)控的無(wú)線通訊適配器。包括主機(jī)適配器及終端適配器，二者通過(guò)第一GSM無(wú)線通訊模塊、第二GSM無(wú)線通訊模塊(利用GSM網(wǎng)絡(luò))進(jìn)行無(wú)線通訊；其主機(jī)適配器以第一中央處理器為核心，與第一GSM無(wú)線通訊模塊連接，并通過(guò)串口電平轉(zhuǎn)換器接至計(jì)算機(jī)，還與主控計(jì)算機(jī)的工作狀態(tài)反饋信號(hào)線、數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)線及第一看門(mén)狗相連；所述終端適配器以第二中央處理器為核心，與第二GSM無(wú)線通訊模塊連接，并經(jīng)第三串口電平轉(zhuǎn)換器與外圍設(shè)備控制電路連接；第二中央處理器還分別與第二看門(mén)狗、電源模塊的相連。它適用于多點(diǎn)分散遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)，特別是要求低成本、低功耗，使用安全可靠。
文檔編號(hào)H04B17/00GK1700620SQ20041002058
公開(kāi)日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月20日
發(fā)明者鄧建軍, 張繼璠, 鄧慶緒, 熊國(guó)安, 孫偉, 白少林, 楊傳利, 徐海 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)東大信息技術(shù)有限公司