基于GSM短消息的温室环境监测系统

1 引言
温室环境的各项参数是否符合规定要求需进行检测得知，而科技的发展为温室环境的监测自动化、高效化提供了重要条件。GSM短信息以其覆盖区域广、快捷、高效、准确、费用低廉、受环境影响小等特点．逐步应用于工业控制、移动作业环境、远程数据采集和监控中。可随时随地通过GSM模块以短消息方式发送和接收现场采集到的数据，具有实时性强、精度高的优点，便于数据信息的集中管理和远程控制。采用 MSP430F149单片机和TC35i作为核心器件，系统实现了对环境中温度、湿度、光照强度、CO2浓度等参数的实时监测。并将测得数据定时以GSM 短消息的方式发送到手机、远程监控中心，也可设置标准环境参数。当环境参数不符合环境要求时向手机发送警报。因此，该系统是一种低成本、体积小、可移动、方便操作的新型环境监测仪。

2 系统结构和工作原理
该系统主要由两大部分组成：环境数据采集部分和数据监测终端。环境数据采集部分主要由环境数据采集传感器、单片机MSP430F149和GSM无线收发模块等组成。其中环境数据采集传感器包括温湿度传感器、光照传感器、CO2浓度传感器，主要完成环境信息的采集。MSP430F149是一款超低功耗单片机，能够在1．8～3．6V电压、1 MHz的时钟下运行，具有5种节电模式；具有强大的处理能力和丰富的片内外设，主要控制环境数据采集传感器和GSM无线收发模块两者有序工作，它是数据采集系统的核心部分，一方面进行用户鉴权，另一方面将获得的数据转换成GSM短信模式，并控制TC35i收发模块发送数据。GSM无线收发模块即 TC35i，负责发送和接收短信，它可以向用户监测终端发送检测到的实时环境数据，同时也接收用户监测终端发来的命令短信。数据监测终端可以是手机终端或计算机监控中心。
图1为系统整体框图，整个电路采用MSP430F149结合外同电路实现对温湿度、光照强度和CO2浓度的数据采集和监控。系统循环监控环境，若出现问题，单机片立即通过AT命令RS232异步串行接口与GSM收发模块进行通信，并利用该模块向手机终端或计算机监控中心发送短信息。监测者可用短信命令设置智能模块，或发送短消息查询命令查询其监控情况，从实现到无线监测。该方式无需拨号，短信收发模块直接把传输的内容和终端号码传送给SMSC，再由 SMSC发送给接收终端。如果发送失败，网络保留消息重新发送。

3 系统硬件设计
3．1 GSM收发模块TC35i
TC35i是一款工业级GSM模块，集成有射频单元和基带处理器，可工作于900 MHz和1 800 MHz两个频段，支持数据、语音、短消息和传真功能。TC35i模块的正常运行需要相应外围电路的配合。TC35i共有40个引脚，通过零阻插座ZIF (Zero Insertion Force)连接器分别与电源、启动与关机、数据通信、语音通信、SIM卡、指示灯等电路连接。启动电路由开漏极三极管和上电复位电路组成。TC35i上电1Oms后(电池电压须大于3V)，为使之正常工作，必须在引脚IGT加时长至少为100 ms的低电平信号，且该信号下降沿的时间小于1 ms。启动后，该引脚信号应保持高电平。TC35i的数据接口采用串行异步收发，符合ITU2T，RS232接口电路标准，工作在CMO电平(2165 V]，数据接口配置为8位数据位、1位停止位、无校验位，可以在300 b／s～115 Kb／s的波特率下运行。支持的自动波特率为418～115 Kb／s。TC35i模块还支持RTSO／CTSO的硬件握手和Xon／Xoff的软件流控制，串口RS232通信采用MAX3238器件实现电平转换。
3．2 数据采集传感器
数据采集传感器是整个监测系统的重要组成部分，采集处理环境参数，将环境中的温湿度、光照强度、CO2浓度信号转化为电信号。系统将采集到的数据存人存储器，系统对采集的数据带有有线传输方式，通过RS232对数据现场采集与调试。