單片機在實訓室遠程管理中的應用

方建華 范軍

四川交通職業技術學院 四川 成都 611130

為便于管理員及時查看實訓室的情況，本管理系統選用手機收發短消息的方式來完成對實訓室的遠程監控。在該系統中，控制器需要體積小，I/O接口電路簡單，實時性強，而單片機作為檢測控制領域的微型計算機[1]且功能齊全，故選用單片機完成實訓室管理系統的控制設計。在遠程通信方面，GSM（全球移動通信系統）網絡應用于監控領域，其網絡覆蓋區域性能穩定，通信誤差極小[2]，GSM的短消息業務通過無線控制信道進行傳輸，其原理簡單，安全保密性高，不需要組建專用維護網絡，所以選用GSM短消息業務來實現遠程無線數據傳輸控制是可行的[3]。因此本系統與常規的管理方式相比，顯示出一定的優越性，且操作簡單、實時性強、安全可靠。

一、總體方案設計

本設計是用單片機控制GSM模塊采集和控制遠程設備信息的無線通信控制系統。該系統主要是以STC89C52單片機為核心部件，通過對數據采集、數據處理、GSM、輸出控制等模塊的設計，實現房門關閉、人員活動信息的自動采集、無線傳輸、繼電器控制等功能。

整個系統由單片機模塊、房門關閉及人員活動信息采集模塊、GSM通信模塊和輸出控制模塊組成。系統的整體方案框圖如圖1所示。

圖1 實訓室遠程管理系統整體方案框圖

二、系統硬件與軟件設計

1.單片機的選用

采用STC89C52單片機。它是8位的微處理器芯片，內置3個定時/計數器。它帶有8KB的閃存空間，可以通過電擦除，便于程序的修改調試。它的兼容性很好，與8051等其他型號單片機兼容，結構簡單且價格便宜。可通過外圍電路和GSM模塊實現短消息的接收發送。

2.無線通信模塊的選擇

GSM模塊主要負責收發短消息，通過單片機串口發送AT指令來實現，指令的內容均為代碼，接收的短信采用PDU（協議數據單元）模式，由轉換軟件翻譯，方便操作和理解[4-5]。SIM900A具備GSM/GPRS 900/1800MHz功能，可實現語音、SMS、數據和傳真信息的高速傳輸，且性價比較高，故選用SIM900A作為無線通信模塊。

3.人體紅外傳感器

它是利用熱釋電效應原理制成的一種傳感產品，對溫度變化敏感。如有人非法闖入房間可觸發熱釋電器產生突變電信號，輸入單片機可控制蜂鳴器觸發，實現防盜報警功能。

4.門控傳感器

可用微動開關作為門控傳感器，用于閉門器中跟隨連接桿運動的滑塊壓住開關，反饋位置信號給單片機，實現對房門閉合情況的監測。

5.閉門器

選用電動閉門器，控制信號由管理員以手機短消息形式發出，經GSM模塊接收后，通過串口與單片機通信，控制繼電器吸合，其常開觸點接通閉門器的電源，實現遠程關閉房門。

6.系統軟件流程設計

本系統運用模塊化編程思想，采用C語言進行編程，主要對各種傳感器采集信號進行檢測，在滿足條件時產生中斷，生成報警信息，并用短消息形式發送到管理員手機中，在接收到管理員發送的短消息后，通過串口與單片機通信，并控制繼電器動作。

三、系統測試

將閉門器安裝在實訓室房門上，下載相應的程序后進行調試。按下面板上的布防開關，門控開關檢測到房門未關閉，反饋給單片機識別后，對應發送手機AT指令通過串口寫入GSM，由GSM以短消息形式遠程發送到管理員手機。管理員看到信息后，編輯控制指令（以短消息形式）發送至GSM模塊，經單片機解析后控制繼電器觸點接通，閉門器動作，實現關門。同理，防盜測試亦是由傳感器觸發后以短消息的形式告之管理員。

四、結語

基于單片機的實訓室遠程管理系統的設計，是對當前實訓室管理方法的補充和完善，單片機和GSM模塊的應用克服了傳統管理系統中布線施工的耗費大、工期長、系統維護繁瑣的弊端，管理員通過手機接發短消息就可以實現對實訓室不間斷地監控，可靠性高，且系統實施價格低廉，極具推廣性和應用前景。※