在負(fù)荷管理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)GPRS／CDMA短信功能的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作者：汪俊鋒;陶維青;汪麗麗

引言

短消息業(yè)務(wù)是GPRS／CDMA系統(tǒng)中最為簡(jiǎn)單和方便的數(shù)據(jù)通信方式，它不需要附加其他較為龐大的數(shù)據(jù)終端設(shè)備，僅使用GPRS／CDMA模塊就可以進(jìn)行信息交流。短消息業(yè)務(wù)是通過(guò)信道傳輸?shù)?，所以這些信息的發(fā)送和接收可以在GPRS／CDMA網(wǎng)絡(luò)上與語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和傳真服務(wù)同時(shí)進(jìn)行而不會(huì)彼此產(chǎn)生任何干擾。在諸多增值業(yè)務(wù)中，短消息服務(wù)因其價(jià)格低廉、使用方便、信息傳遞準(zhǔn)確及時(shí)、可存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)等優(yōu)點(diǎn)而備受歡迎。短消息服務(wù)具有良好的市場(chǎng)，并最早應(yīng)用于電力系統(tǒng)傳輸領(lǐng)域。

1 短消息在電力通信中的應(yīng)用

短消息電力負(fù)荷系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸模式有2種：對(duì)電力負(fù)荷管理終端進(jìn)行數(shù)據(jù)召測(cè)，及終端數(shù)據(jù)主動(dòng)上傳。短消息在終端側(cè)的連接方式相同，在主站側(cè)的連接方案有2種：

方案一是通過(guò)短消息通信方式，在主站設(shè)置一個(gè)或若干個(gè)GSM／CDMA中心主臺(tái)，與終端的GPRS／CDMA通信模塊直接“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”通信。這種方式適用于終端數(shù)量較少的場(chǎng)所，可減少主站的設(shè)備投資。

方案二是從短消息服務(wù)中心建立專(zhuān)線(xiàn)連接，短消息通過(guò)專(zhuān)線(xiàn)發(fā)送到服務(wù)中心，服務(wù)中心再轉(zhuǎn)發(fā)到終端中；終端側(cè)的數(shù)據(jù)先發(fā)到短消息服務(wù)中心，再通過(guò)專(zhuān)線(xiàn)傳到電力負(fù)荷主站上。該方式可以解決主站側(cè)多個(gè)終端設(shè)備上報(bào)造成的信道容量問(wèn)題。但是，這種方式需要申請(qǐng)數(shù)據(jù)專(zhuān)線(xiàn)的連接并承擔(dān)一定的運(yùn)行費(fèi)用。

短消息業(yè)務(wù)在電力負(fù)荷系統(tǒng)中的應(yīng)用存在以下缺點(diǎn)：

◆實(shí)時(shí)性差，不適用于對(duì)實(shí)時(shí)控制功能要求很高的負(fù)荷管理系統(tǒng)；

◆短消息業(yè)務(wù)還不適用于電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的分組與^^^^^功能；

◆數(shù)據(jù)傳輸長(zhǎng)度受到限制，每條短消息的長(zhǎng)度最多為140字節(jié)，這樣也不利于大量數(shù)據(jù)的傳輸。

基于以上的原因及GPRS／CDMA通信技術(shù)的不斷發(fā)展，大多數(shù)電力設(shè)備在數(shù)據(jù)傳輸通信上都使用GPRS或CDMA，而短信功能則慢慢成為電力設(shè)備應(yīng)用中的輔助操作功能。這些輔助功能必不可少，可以極大地?cái)U(kuò)展設(shè)備產(chǎn)品應(yīng)用的功能性，提高便利性。例如利用短信實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警功能，如負(fù)荷管理預(yù)付費(fèi)報(bào)警、電力線(xiàn)防盜系統(tǒng)、電力通信網(wǎng)的管理報(bào)警等；利用短信實(shí)現(xiàn)參數(shù)修改的功能，如本文中實(shí)現(xiàn)短信修改負(fù)荷管理終端中IP地址和端口號(hào)等。

2 短消息操作的AT命令和報(bào)文格式

AT命令是由美國(guó)Hayes公司推出的Mdoem操作命令集，是Modem通信接口的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。GPRS／CDMA模塊在實(shí)際應(yīng)用中，通信方式和任何通信相關(guān)的參數(shù)均利用AT命令的形式通過(guò)串口本地更改設(shè)置。

在GPRS模塊（以MC55為例）中短信操作相關(guān)的AT命令有：

AT+CMGF=1（設(shè)置短信格式為文本）

AT+CNMI=3，1（設(shè)置新消息提示）

+CMTI：“MT”，2（收到新短消息提示，表示新消息存儲(chǔ)于存儲(chǔ)空間第2條）

AT+CMGR=2（讀出存儲(chǔ)序號(hào)為2的消息）

AT+CMGD=2（刪除存儲(chǔ)序號(hào)為2的消息）

AT+CMGS=139********＼r》“Message”O(jiān)xlA（短信發(fā)送操作）

在CDMA模塊（以AnyDATA公司的模塊為例）短信相關(guān)的AT命令有：

AT+UGSM=1（選擇使用第2套短信指令）

AT+CMGF=1（格式化輸出，實(shí)際數(shù)據(jù)的每個(gè)字節(jié)輸出其ASCII值）

AT+CMGF=0（普通格式，輸出短消息的二進(jìn)制原文）

CMT：1（有短信來(lái)時(shí)終端顯示，為1表示新消息存儲(chǔ)于空間的第1個(gè)位置）

AT+CMGR=1（讀存儲(chǔ)序號(hào)為1的消息）

+CMGR：00000220，13956083950，，2008／08／29／10：13，0，123456789＼r＼nOK＼r＼n（模塊回復(fù)）

AT+CMGS=2，13956083950，，0，123（發(fā)信息過(guò)程）

+CMGS：2＼rknOK＼r＼nCMGS：2，1（發(fā)送成功模塊回復(fù)）

在設(shè)計(jì)中，主要利用GPRS／CDMA的短信功能來(lái)修改和查詢(xún)終端系統(tǒng)的IP地址、端口號(hào)和服務(wù)類(lèi)型，以及利用短信復(fù)位終端系統(tǒng)的 GPRS／CDMA模塊。自定義了短信的報(bào)文格式，這些報(bào)文主要由字母和數(shù)字組成。為了方便短信操作，在GPRS和CDMA的短信操作中都選用文本格式。

短信報(bào)文命令格式：

AT+KDC 修改命令

具體格式：PAT+KDC=210．45．240．8，8080，192．168．0．18，9999，，，cmnet#

前半部分為主IP和端121號(hào)，接著是備用IP和端口號(hào)，最后是服務(wù)類(lèi)型。其他短信報(bào)文格式有：

AT+KDC？ 查詢(xún)命令

AT+RET 復(fù)位命令

終端系統(tǒng)在給操作用戶(hù)回復(fù)相關(guān)結(jié)果時(shí)，也嚴(yán)格按照這種短信報(bào)文格式進(jìn)行操作。

3 短消息功能的程序設(shè)計(jì)

GPRS和CDMA短信整體的設(shè)計(jì)框架是一樣的，只是在某些具體細(xì)節(jié)上有些區(qū)別。由圖1所示的流程可以了解到，當(dāng)有短信來(lái)的時(shí)候，MCU的串口會(huì)收到短信來(lái)提示符，接著系統(tǒng)會(huì)發(fā)送讀操作AT命令，將相應(yīng)短信存儲(chǔ)器中的消息讀出來(lái)，再對(duì)讀出的短信進(jìn)行解包處理判斷出本條短信的操作類(lèi)型，然后進(jìn)行相應(yīng)的操作。如修改操作，需要將終端系統(tǒng)的原有IP地址、端口和服務(wù)類(lèi)型修改成操作者需要的IP地址、端口和服務(wù)類(lèi)型，并將修改后的 IP地址、端口和服務(wù)類(lèi)型作為回復(fù)信息發(fā)回給操作者，然后復(fù)位GPRS／CDMA模塊。另外，在進(jìn)行短信操作時(shí)，需要及時(shí)清理GPRS／CDMA模塊的短信存儲(chǔ)空間，以免短信存儲(chǔ)空間滿(mǎn)，造成新的短信不能接收。

整個(gè)短信功能實(shí)現(xiàn)的主要函數(shù)如下：

需要注意，短信功能作為整個(gè)GPRS／CDMA通信功能的一部分，其本身必須與整個(gè)GPRS／CDMA通信框架融合。為了將短信處理函數(shù) HandleSMS（）很好地放在GPRS／CDMA通信框架中，使短信操作與GPRS／CDMA通信無(wú)縫連接，互不影響，考慮和解決了以下幾點(diǎn)：

①短信的操作不能發(fā)生在GPRS／CDMA模塊正在撥號(hào)連接的過(guò)程中，所以在設(shè)計(jì)中，對(duì)模塊的撥號(hào)過(guò)程進(jìn)行強(qiáng)制保護(hù)。短信的具體操作主要發(fā)生 GPRS／CDMA模塊的未連接狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)。

②短信在修改過(guò)系統(tǒng)參數(shù)后，需將修改后的參數(shù)作為應(yīng)答信息回復(fù)給操作者，然后GPRS／CDMA模塊復(fù)位，按照新的參數(shù)進(jìn)行上線(xiàn)連接。需要注意的是模塊復(fù)位時(shí)間與應(yīng)答信息回復(fù)時(shí)間之間的操作匹配，否則會(huì)造成應(yīng)答信息收不到。設(shè)計(jì)中，利用相關(guān)定時(shí)器控制復(fù)位操作的執(zhí)行時(shí)間，確保在收到應(yīng)答信息后模塊再?gòu)?fù)位。

③CDMA模塊在進(jìn)行AT模式操作連接后進(jìn)入透?jìng)髂Ｊ?。在該模式下任何AT操作都會(huì)視為傳輸數(shù)據(jù)，所以當(dāng)在透?jìng)髂Ｊ较逻M(jìn)行短信操作時(shí)，需要將已建立的連接斷開(kāi)。設(shè)計(jì)中，在透?jìng)髂Ｊ较逻M(jìn)行短信操作時(shí)，強(qiáng)制復(fù)位CDMA模塊，使模塊上電但不連接上線(xiàn)，然后再進(jìn)行短信操作。

④為了防止短信存儲(chǔ)空間滿(mǎn)，或者因?yàn)?a target="_blank">信號(hào)強(qiáng)度等原因造成短信沒(méi)有及時(shí)收到，在程序設(shè)計(jì)中短信解包處理操作后會(huì)立即刪除存儲(chǔ)區(qū)的短信，并在A(yíng)T的撥號(hào)中設(shè)置1次讀操作和1次刪除操作，以保證有足夠的儲(chǔ)存空間來(lái)接收短信。讀操作用來(lái)處理上次沒(méi)有及時(shí)收到的短信。

結(jié)語(yǔ)

本文重點(diǎn)介紹了在負(fù)荷管理系統(tǒng)中，如何實(shí)現(xiàn)短信修改負(fù)荷管理終端IP地址和端口號(hào)的功能。文中詳細(xì)說(shuō)明了實(shí)現(xiàn)GPRS／CDMA短信功能所需的 AT命令以及各命令之間的關(guān)系和操作順序，闡述了實(shí)現(xiàn)GPRS／CDMA短信功能的軟件設(shè)計(jì)流程，給出了功能函數(shù)的框架，具體說(shuō)明了在軟件設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)并給出了若干解決方法。該設(shè)計(jì)已應(yīng)用到終端現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，具有很好的工程應(yīng)用價(jià)值。

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