基于SMS的单片机无线监控系统的设计

　　1.引言

　　目前，工程机械不仅力求采用内部网络来解决各个系统间进行数据交换的问题，尤其因为需要经常工作在偏远地区，工程机械希望结合电子通讯等行业，采用发高性价比的设备来实现远程监控功能。针对网络化的要求，汽车行业已经开始引入现场总线，并且形成了统一的标准— J1939标准，并且相关的产品系统逐渐进入国内市场;而短消息服务业务 SMS作为 GSM网络的一种基本业务，具有：永远在线;不需拨号;价格较便宜;覆盖范围广等特点，特别适用于小流量的数据传输的应用。

　　GSM短信业务、J1939数据采集、无线监控系统都是近年来研究的热点问题，但是将三者结合起来的设备在国内为数不多。将三者集合起来，不仅可以解决单点的实时监测，更贯穿密集的网络上各个节点，使结构更加灵活，又可以进一步降低成本。本文设计的远程监控系统就是综合了以上三者的在工程机械上的一个应用。安排设计了一个安装在工程机械上的装置，带有符合 J1939标准的CAN总线接口以读取总线上发动机工作状态，然后将这些信息定时通过GSM短信形式发送出去的监控系统，对工程机械的使用有很多实际意义。整体系统实现了对发动机参数进行实时显示与发送的功能，用户不仅可以根据需要实时监测发动机状况，而且可以把相关参数以短消息形式发送给监控中心，完成远程监控，并且可以保存作为后期研究比较的依据。

　　2.系统硬件结构

　　本课题所设计的监控系统是基于 GSM的短信业务，并且采用 AT90CAN28作为控制器来实现远程监控的。总体结构图如下图 1：

　　设计中主要研究的是监控系统终端的硬件设计，其中监控中心可以是用户手机也可以是载有 GSM模块的PC。

　　2.1、监控终端的硬件模块化设计硬件结构图如图2

　　硬件设计时采用了模块化思想，将监控终端分成五大模块：电源、J1939数据采集、 GSM短信模块、人机界面(包括键盘和液显)和控制模块。

　　控制模块使用的单片机是 AVR出产的具有 RISC 内核的 8位低功耗 CMOS微处理器，典型特点：内置 CAN控制器，显著的节省了硬件资源 ,简化了程序代码。而短信模块选择的是西门子公司的GSM/GPRS模块MC35i;液晶显示模块则是选用了北京青云 LCM12864ZK，可显示四行，每行 8个汉字。

　　a) 供电部分

　　由于 MC35I的工作电压范围是 3.3-4.8V，当 MC35i模块启动后，经过几秒的延时，模块开始搜索网络，这时需要超过 2A的驱动电流(时间很短微秒级)，如果驱动不足，会引起模块的突然掉电;车载电源输出一般是 24V但是波动很大，低压可以到 12V高压可以达到 40V ,为了更好的给单片机和通信模块供电，选择宽输入 DC-DC模块 PS12W24DC5D，输出电压稳定在 5V左右，昀大提供电流为 2.4A，只要加一个二极管降压就可以得到满足通讯模块要求的电压输出，可以避免当模块搜索网络时驱动电流不足的问题。并且在电压输出端并联一个大电容 22uF，起蓄流的作用，也能起到提高驱动电流的作用，解决了驱动不足时掉电的问题。