1 引言

隨著計算機技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和PLC技術(shù)的飛速發(fā)展,，目前針對工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的PLC應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成熟,；而針對因特網(wǎng)、GSM/GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)的PLC應(yīng)用技術(shù)還處于初級階段,。

本文將GSM公網(wǎng)作為信息傳遞的載體,，手機作為監(jiān)控設(shè)備，在PLC嵌入手機控制技術(shù)應(yīng)用到控制領(lǐng)域的研究課題中,，對關(guān)于PLC與手機軟硬件接口技術(shù)和控制手機的工作原理進(jìn)行了深入的研究,，并利用該技術(shù)實現(xiàn)了基于短距離無線通信的智能家居遙控遙測系統(tǒng)。

2 GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)

GSM的全稱是“全球移動通信系統(tǒng)”（GlobalsySTemformobilecommunicatiONs）,，它是數(shù)據(jù)通信技術(shù)和移動通信技術(shù)的結(jié)合,。GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)源于歐洲，在蜂窩移動通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來,。GSM無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使得人們可隨時隨地獲取所需的信息,，可以在移動中收發(fā)E-mail、收發(fā)傳真,、訪問Internet等服務(wù),。GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)支持的業(yè)務(wù)包括：電信業(yè)務(wù)、電話業(yè)務(wù),、緊急呼叫業(yè)務(wù),、短消息業(yè)務(wù),、智能用戶電報傳送業(yè)務(wù)、承載業(yè)務(wù),。此外,，GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)還能提供號碼類、呼叫提供類,、呼叫完成類,、多方通信類、計費類,、集團(tuán)類,、附加信息傳送類和呼叫限制類8大類補充業(yè)務(wù)。PLC嵌入手機控制技術(shù)就是利用GSM的短信息業(yè)務(wù)來實現(xiàn)的,。

3 PLC嵌入手機控制技術(shù)

3.1 PLC與手機的硬件接口連接

手機通過其數(shù)據(jù)口以串行方式可以接收/發(fā)送數(shù)據(jù),。手機的數(shù)據(jù)線采用RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)，專為連接PC機的RS-232串口設(shè)計的,；PLC串口的采用RS-485標(biāo)準(zhǔn),，通過RS-232到RS-485轉(zhuǎn)換器就可以與手機數(shù)據(jù)線直接連接。本文采用的是在手機串口數(shù)據(jù)線與PLC串口之間進(jìn)行了改動而進(jìn)行連接,，具體連接如圖1所示：



手機內(nèi)部電源一般為3.8V,與PLC通信時,，雙方發(fā)送握手協(xié)議信號為DSR（Modem準(zhǔn)備好）信號和DTR（數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好）信號。采用圖1連接方式可始終保持DSR信號和DTR信號有效,，起到欺騙電壓的作用,，欺騙電壓一般在+3V～+9V為有效狀態(tài),，手機電壓僅為3.8V,欺騙電壓不夠,，易產(chǎn)生干擾，故需外接+6V直流電源,，分別與圖1中的1,、2端子相接，1,、2端子分別接電源的正極和負(fù)極,。轉(zhuǎn)接時，第9端口一般不用,。

3.2 PLC與手機的軟件接口及控制原理

PLC與手機的軟件接口是指PLC通過使用與GSM短信息有關(guān)的AT指令控制手機的控制技術(shù),，如讀取手機的短消息內(nèi)容，刪除短消息內(nèi)容,，列出手機中還未讀的短消息等,。關(guān)于AT指令的功能描述請參考相關(guān)資料，此處不再贅述,。AT指令的執(zhí)行過程需要PLC與手機交互應(yīng)答完成,，每一次發(fā)送或接受的字節(jié)數(shù)都有嚴(yán)格的規(guī)定,，二者必須依據(jù)這些規(guī)定實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，否則,，通信就會失敗,。手機與PLC之間的數(shù)據(jù)傳輸采用ASCII碼形式，為清楚了解PLC與手機的通信過程,，在表1中沒有采用ASCII碼形式,，而是采用字符格式進(jìn)行說明。表1中列出了最常用的AT指令的執(zhí)行過程,，其它AT指令的執(zhí)行過程與上述的基本相同,。

AT指令執(zhí)行過程中有關(guān)問題的說明如下：

[1]、AT指令中的指令符號,、常數(shù),、PDU數(shù)據(jù)包等內(nèi)容以ASCII碼形式傳送。如字符“A”的ASCII碼為41H,數(shù)字“0”的ASCII碼為30H等,。
 


[2],、PLC向手機每發(fā)送一條指令，必須以回車符（ASCII碼為0DH）作為該條指令的結(jié)束標(biāo)志,。如PLC向手機發(fā)送“AT+CMGL=0”指令,，其ASCII碼序列為“41H、54H,、2BH,、42H、4DH,、47H,、4CH、3DH,、30H,、0DH”，其中0DH為回車符,，表示該條指令結(jié)束,，若沒有回車符，手機將不識別這條指令,。

[3],、當(dāng)手機接收到一條AT指令后，并不立即執(zhí)行該指令,，而是先把接收到的AT指令的ASCII碼序列全部回送出去（含0DH）,；其次發(fā)送一個回車符和換行符的ASCII碼分別為0DH和0AH;最后執(zhí)行該條指令，成功后返回一個“OK”的ASCII碼，即50H和4BH,。

在發(fā)送短信時,，PLC首先要向手機發(fā)送“AT+CMGS=XX”

（XX為發(fā)送短信長度的兩倍加上15）指令，當(dāng)手機收到這條指令后會向PLC返回該條指令以及回車符,、換行符的ASCII碼并隨后返回字符“>”的ASCII碼,，即3EH;然后等待PLC向它發(fā)送短信內(nèi)容的ASCII碼，當(dāng)短信發(fā)送成功后,，手機還會向PLC發(fā)送“OK”的ASCII碼,。發(fā)送短信的AT指令和發(fā)送短信的內(nèi)容要分次向PLC發(fā)送，在發(fā)送AT指令后需等待手機返回字符“>”的ASCII碼后,，才可再向手機發(fā)送新的短信內(nèi)容的ASCII碼,，否則，就會失敗,。因此在PLC編程中首先定義接收信息的結(jié)束符為“OK”的ASCII碼,，當(dāng)開始發(fā)送短信時要把接收信息的結(jié)束符改為“>”的ASCII碼，再發(fā)送AT指令,，當(dāng)把短信內(nèi)容都發(fā)送給手機后,，再把接收信息的結(jié)束符改回為“OK”的ASCII碼。

[4],、手機向PLC傳送短信息內(nèi)容時,，其PDU數(shù)據(jù)包的內(nèi)容是以16進(jìn)制格式表示的數(shù)據(jù)，但向PLC傳遞的并不是16進(jìn)制的數(shù)據(jù),，而是每一位16進(jìn)制數(shù)的ASCII碼,。這樣，二個字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)就變成了4個字節(jié)的ASCII碼,。在PDU數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)字節(jié)長度仍為實際字節(jié)長度,，而不是ASCII碼的長度，否則,，接收的數(shù)據(jù)就不完整,。PLC接收到PDU數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)后,，必須將其恢復(fù)成16進(jìn)制數(shù)據(jù),，采用的算法如下：

設(shè)：a為接收的ASCII碼，b為轉(zhuǎn)換后的16進(jìn)制數(shù),。如果a<39H,則b=a-30H;如果a>39H,則b=a-30H-07H,。最后把前后兩個數(shù)合并為一個字節(jié)。

[5],、手機向PLC應(yīng)答PDU數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)不包括前9個字節(jié)數(shù)據(jù)（短信服務(wù)中心地址）,，但向PLC傳送PDU數(shù)據(jù)包時，包括這9個字節(jié)的數(shù)據(jù)。例如,，手機應(yīng)答的PDU數(shù)據(jù)長度為50,而實際向PLC傳送的16進(jìn)制數(shù)據(jù)為59字節(jié),，ASCII碼為2*59字節(jié)，所以PLC必須按2*59個字節(jié)接受PDU數(shù)據(jù),。

[6],、手機與PLC之間的通信就是利用短信作為信息載體并把信息傳給PLC,從而利用短信實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。手機向PLC傳送短信息內(nèi)容是以ASCII碼形式,，從手機返回的ASCII碼不僅有對方發(fā)送的短信內(nèi)容,，還有一些不是短信內(nèi)容的ASCII碼并且在真正短信內(nèi)容的前面，如何從手機向PLC傳送的短信息內(nèi)容中提取有用信息顯得十分重要,。經(jīng)過大量的測試和實驗,，發(fā)現(xiàn)真正短信應(yīng)該從手機返回給PLC短消息內(nèi)容的ASCII碼的第77位開始，如PLC接收短消息的存儲區(qū)是從VB500開始,，那么真正短消息內(nèi)容（也就是在手機中看到的信息）存儲在VB576以后的連續(xù)單元中,。在具體應(yīng)用中可以規(guī)定發(fā)送短信的格式，對于固定格式的短信可以直接賦予接收信息的存儲區(qū),。不過這樣接收信息的存儲區(qū)就是固定的而不是動態(tài)的了,。

3 結(jié)束語

該論文探討PLC嵌入手機控制技術(shù)涉及的PLC與手機的軟硬件接口，詳細(xì)分析了PLC控制手機的工作原理等內(nèi)容,；并利用PLC嵌入手機控制技術(shù)實現(xiàn)了基于短距離無線通信的智能家居遙控遙測系統(tǒng),，本系統(tǒng)運行穩(wěn)定，利用手機短信對家電可進(jìn)行實時監(jiān)控,。