一．引言

SMS短消息服務業務作為GSM網絡的一種基本業務，已得到越來越多的系統運營商和系統開發商的

重視。目前，GSM、CDMA、TDMA等移動網絡都支持SMS，這使SMS成為一項非常普及的移動數據業務，基于這種業務的各種應用也蓬勃發展起來，如資訊服務、商務娛樂、遠程監控等。SMS可以實現全國漫游，同時它克服了傳統專網通信系統建網周期長、投資大、維護費高、用戶數量有限的缺點，如果用戶使用STK加密卡，還可實現點對點的保密通信。利用GSM短信息系統進行的雙向數據傳送運營費用低、性能穩定，為各種遠程監控提供了一個全新的的通信平臺。

由于PLC適合工業企業對自動化系統高可靠性的要求，長期以來，PLC始終處于工業自動化控制領域的主戰場，為各種各樣的自動化控制系統提供了先進、可靠的應用案例。另一方面，PLC還必須依靠其他新技術來面對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊。開放式通信網絡技術的應用首當其沖，一些PLC廠商在基于現場總線、internet及移動通信的PLC網絡互連功能的開發方面已有所突破。

本文設計的分布式遠程無線監控系統，現場測控采用以色列UNITRONICS公司具有SMS功能的M90型PLC，遠程無線傳輸途徑選用性能穩定的GSM公用網絡，傳輸模式采用成熟的SMS短消息方式，以PLC現場站定時自動上傳到監控中心的數據為主信息流，同時設有監控服務器適時呼叫指定參數和手機加密移動查詢功能，從而形成集中與移動方式結合的完整的遠程監控應用方案，實踐證明該系統功能完備、性能可靠、規模配置靈活、性價比高。

二．系統硬件配置及工作原理

該系統由一個集中監控中心、多個PLC現場監控站和GSM網絡組成。

2．1GSM傳輸站

GSM傳輸站由GSMMODEM、SIM卡、RS232連接電纜、直流電源和外接天線組成。每一個傳輸站可很方便的接入GSM公網。GSMMODEM集成了使用西門子TC35的GSM信道單元、信令轉換單元、電平轉換單元。在應用中，現場PLC測控站和監控服務器通過RS232接口連接到內插GSM手機通用的SIM卡的GSMMODEM來發送和接收GSM短消息，完成遠程數據交換功能。DC24V的直流電源用于現場的GSM傳輸站是比較方便的，監控中心的GSM傳輸站可選常用5V變壓器。

2．2現場測控站

一個PLC現場測控站由各種現場傳感器和一臺M90PLC組成，每一臺PLC分別配置一個GSM傳輸站。

現場傳感器如流量計、液位計監測到數據以0-5V獲4-20mA的標準模擬信號形式輸入PLC，現場設備狀態與開關控制信號接入PLC的數字I/O端，由PLC就可獨立的實現傳統的現場控制。由于M90-PLC自身具有很強的通信功能包括CAN總線、基于PSTN的串口遠程通信，更別具特色的是它基于串口的SMS短信收發功能。按照監控系統的要求，M90-PLC可以將設備工況與產量信息通過GSM傳輸站以短信的形式發送給監控中心，并接收監控中心或授權的手機的操作命令短消息，進行現場參數設定和設備控制。

2．3監控中心

監控中心主要由監控服務器和打印機等辦公設備組成。根據用戶的安全性要求，監控中心的服務器可以為一臺高性能PC機或工業用的高可靠性的工控機，還可以配置兩臺互為冗余的服務器。每個服務器通過RS232接口連接到一個GSM傳輸站，實現24小時在線的實時監控，并可通過打印機輸出報表，或進行大屏幕的動態監控。

系統結構圖如圖1所示。

本監控系統以PLC現場站定時自動上傳到監控中心的數據為主信息流，同時設有手動適時呼叫指定參數的功能，并配有手機加密移動查詢與自動告警功能，形成完整的信息傳遞模式。監控中心將分散在各地的各個測控站的數據分類整理，并存入數據庫中。如果現場出現了告警信息，現場測控站通過GSM傳輸站同時發送告警信息到監控中心和值班人員的手機上；監控中心對告警信息進行統計和分析，并及時通知相關責任人，還可以根據險情啟動應急預案，包括現場設備的遠程啟停控制。當告警排除后，現場測控站同樣發送告警排除通知短消息到監控中心，監控中心就可以恢復正常的數據采集與狀態報告了。

三．系統軟件設計

3．1下位機軟件設計

下位機即M90-PLC測控站的編程是通過使用安裝在計算機內的Unitronics的U90編程軟件來實現的。

Unitronics’軟件工具遵從IEC113.1標準，并提供了可視化的集成開發環境。除了具有傳統PLC的助記符和梯形圖等控制軟件編程功能外，還提供了各種功能模塊，包括各種通信功能選擇、通信參數設置、短信息內容編輯、1K內容的現場數據庫以及可以具體到某年、某月、某日、某個時間段的多種定時器等，允許我們用更多有效的方法去執行各種各樣的功能。這樣可以很方便的實現監控系統的下位軟件編制，并有利于縮短開發周期和節省程序容量。

M90的編程步驟：

（1）接著按照現場控制要求通過的PLC通用的梯形圖方式，實現開關量和標準模擬輸入監測與控制。

（2）按照監控的需要，通過集成開發工具提供的SMS窗口，實現固定的短消息的編輯與GSM通信設置；

（3）將代表某個的短消息的內部繼電器接入到梯形圖中，在滿足設定的邏輯條件時，通過觸發特有的S與R觸點，實現短消息的收發。

3．2上位監控軟件設計

上位監控軟件包括上位機SMS收發通信程序、監控界面軟件與監控中心數據庫軟件三部分。我們選用VB6.0作為開發工具。

1．上位機SMS收發通信程序設計

VisualBasic串口通信由于Windows系統程序的支持而變得極為方便，而通過串口控制GSMMODEM，實現SMS功能的方法也比較簡單。

GSM傳輸站的GSMMODEM支持AT命令集的指令，上位機通過RS232串口向GSM

MODEM直接下發AT命令，就可以快捷的實現SMS的收發、查詢與處理。SMS端信息的發送和接收常用兩種格式，文本（Text）方式和PDU（ProtocolDescriptionUnit）方式.M90PLC內部使用的是TEXT方式，在上位監控軟件設計中我主要針對Text方式進行了上下位機站的固定文本短消息通信，另設置了TEXT/PDU模式的轉換接口，以便應用于通過手機或PC進行監控中心數據庫的中文查詢功能。

由于篇幅所限，這里盡就Text方式收發短信息的VB程序開發做一下介紹。采用Text方式收發短信息比較簡單，使用VB編寫程序更為方便。程序中進行初始化設定之后，就可以通過MSComm1控件下發AT命令進行短信息發送了。下面是一段VB的短信初始化和測試示例：

MSComm1.CommPort=1

‘選擇通信口為COM1口

MSComm1.Setting=”9600，N，8，1”1

‘設定串口通信格式：速率為9600bps，無奇偶校‘驗，8個數據位，1位停止位

MSComm1.PortOpen=True

‘打開COM口

MSComm1.Output=”AT+CSCA=”&Chr（34）&”+863800210500”&Chr（34）&”

‘設置西安地區中國聯通短信息服務中心號碼

MSComm1.Output=”AT+CMGS=”&Chr（34）&”+13110043774”&Chr（34）&”

MSComm1.Output=”HappyNewYear！”

MSComm1.PortOpen=FalSe

‘關閉COM口

2．監控界面與數據庫設計

這里介紹一種中小型SMS遠程監控系統界面的設計內容。

監控系統界面主要包括系統登錄界面和監控系統主界面。點擊監控服務器桌面的SMS遠程監控系統圖標，

首先出現系統登錄窗口，系統在檢驗用戶名和密碼，確認有效后，即可進入監控系統主界面。

監控系統主界面又分為系統設置界面、短消息查詢與處理界面和遠程控制界面。

用戶管理：監控中心用戶名、用戶密碼和用戶權限更改，用戶添加與刪除管理

系統通信管理：通信格式設定、SIM卡號碼設定與短消息收發管理

現場站設置：現場單位名、站號、手機號、設備數量等的設定

現場當前信息：各單位的各個現場站點的工作狀態查詢;如排污口的污水或油井出油量對應的瞬時流量、累積流量，設備狀態和運行時間。

短信息收發記錄：監控中心與現場站之間短信息收發的分類記錄

即時查詢：現場站定時上傳數據之外，監控中心用戶可進行手動查詢現場信息。

設備控制：授權的監控系統用戶可進行設備的遠程控制，包括參數設定和設備啟停。

四、結束語

短消息業務具有永遠在線、不需撥號、價格便宜、覆蓋范圍廣等優勢，特別適用于需頻繁傳送小數據量的應用，還適用于偏遠地區、架設通信線路困難的地方。而以PLC為核心的高可靠性的監控系統，已經為各種各樣的自動化控制系統提供了先進、可靠的應用案例。本文采用GSM網的SMS短消息業務，實現了現場PLC控制站、監控中心和移動手機之間的遠程數據通信，這是通信技術、控制技術和計算機技術的完美結合，也使該遠程監控系統具有先進、可靠、經濟、便利的顯著特色。在生產流水線上、在油井旁、在天然氣輸送管道邊，無論你在那兒，你就可以通過這種遠程監控系統，用手機或計算機隨時監測各種產品的產出量，并進行工況遠程移動監控。該系統已在昆明、成都、大連等地多個行業投入運行，實踐證明該系統工作可靠性非常高。