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1、山东大学 硕士学位论文 GSM短消息在城市地下排水系统中的应用研究 姓名：封百涛 申请学位级别：硕士 专业：检测技术与自动化装置 指导教师：王济浩;吴顺伟 20090310 摘要 摘要 夏天当雨季来临时，整个城市的排水系统的好坏直接影响人们的正常生活，单凭城市中 的水渠被动排水已不能解决实际的困难，所以许多城市通过增加排水泵站加大城市排水力度。 但对泵站的人工控制方式已不适应整个城市现代化的进程。为提高整个泵站的自动化监测与 监控能力，通过对现代远程通信方式的比较，提出了利用现有G S M 网络的短消息业务实现的 远程通信的种种优势，并将这种方式应用于对排水系统的监控，实现无人值守自动化的监测
2、。 本文针对排水系统监控数据系统的无线通信问题，结合近年来通信领域迅速发展的G S M 网络技术，提出了应用G S M 网络的短消息技术传输监控数据的设计方案。论述了G S M 系统的 组成结构、主要业务，重点介绍了短消息业务的特点、结构和常见的G S MA T 指令，以及如何 利用A T 指令实现短消息的收发等问题并基于此建立了整个远程控制系统等方方面面。通过采 用先进的T C 3 5 通信模块和单片机互连的终端系统，通过A T 指令，实现了人工利用手机对地 下水位的采集和传输和排水泵的开、停控制。文中详细介绍了系统主要硬件部分：G S M 通信 模块、单片机A T 8 9 S 5 2 、A
3、 D 转换，水位传感技术以及现有的G S M 网络等各个组成部分的工作 原理及设计方法。最后给出了整个系统软件流程图和部分子程序流程图。介绍了该技术的应 用前景和推广价值。最后提出了系统尚需解决的一些问题，并给出了可能解决这些问题的途 径和方法。 关键字：G S M 网络；短消息；A T 指令 V A b s t r a c t A b s t r a c t S u m m e rm o n s o o nr a i n sc o m e ，w h e nt h ew h o l ec i t yd r a i n a g es y s t e mw i l lh a v ead i r e
4、 c ti m p a c t o np e o p l e Sn o r m a ll i f ei nt h ec i t y , a l r e a d yc a n n o ts o l v ed r a i n a g ec a n a l sp a s s i v ea c t u a ld i f f i c u l t i e s ， S Om a n yu r b a nd r a i n a g ep u m p i n gs t a t i o nb ya d d i n gm o r eu r b a nd r a i n a g e B u tf o r t h ea
5、 r t i f i c i a l c o n t r o lm o d eh a sa l r e a d yp u m p i n gt ot h em o d e r n i z a t i o no ft h ew h o l ec i t y T oe n h a n c et h e a u t o m a t i o no fm o n i t o r i n ga n dc o n t r o lp u m p i n ga b i l i t yo fm o d e m t e l e c o m m u n i c a t i o n s ，t h r o u g ht
6、h e w a yo fc o m p a r i s o n ，t h eu s eo fe x i s t i n gG S M n e t w o r kr e a l i z a t i o no fs h o r t m e s s a g es e r v i c e a d v a n t a g e so ft e l e c o m m u n i c a t i o n s ，a n dt h ew a y o fd r a i n a g es y s t e ma p p l i e dt or e a l i z et h e a u t o m a t i o na
7、 n dc o n t r o lt h eu n a t t e n d e d A i m i n g a tt h ed r a i n a g es y s t e m m o n i t o r i n gd a t as y s t e m ，b a s e do nt h ew i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n f i d di nr e c e n ty e a r s ，t h er a p i dd e v e l o p m e n to fI n t e r a c tt e c h n o l o g y , t h ep
8、r o p o s e dG S MG S M n e t w o r ka p p l i c a t i o no fs h o r tm e s s a g et e c h n o l o g yd e s i g no fm o n i t o r i n gd a t at r a n s m i s s i o n D i s c u s s e s t h eG S M s y s t e ms t r u c t u r e ，m a i nb u s i n e s s ，f o c u s i n go nt h es h o r tm e s s a g es e r
9、v i c ec h a r a c t e r i s t i c s ， s t r u c t u r ea n dc o m m o nG S MA Ti n s t r u c t i o n s ，a n dh o wt ou s et h ei n s t r u c t i o n sA T r e a l i z i n gs h o r t m e s s a g ea n db a s e do nt h ep r o b l e m ss u c ha sr e c e i v i n gt h er e m o t ec o n t r o ls y s t e mi
10、 se s t a b l i s h e d T h r o u g ht h eU S eo fa d v a n c e dT C 3 5c o m m u n i c a t i o nm o d u l ea n dM C U ，t h r o u g ht h et e r m i n a ls y s t e m i n t e r c o n n e c t i o nm i g - a ti n s t r u c t i o n s ，r e a l i z e da r t i f i c i a lu s i n gm o b i l e p h o n e s t o
11、u n d e r g r o u n dw a t e r c o l l e c t i o na n dt r a n s m i s s i o na n d d r a i n a g ep u m pa n dc o n t r 0 1 T h i sp a p e ri n t r o d u c e st h em a i n h a r d w a r ep a r t ：s y s t e ma n ds i n g l e c h i pm i c r o c o m p u t e rA T 8 9 S 5 2G S Mc o m m u n i c a t i o n
12、m o d u l e ，A D c o n v e r s i o n ，t h el e v e lo ft h ee x i s t i n gs e n s i n gt e c h n o l o g ya n dG S Mn e t w o r ke a c hp a r to ft h ew o r k p r i n c i p l ea n dd e s i g nm e t h o d F i n a l l yt h es y s t e ms o f t w a r ef l o w c h a r ta n dd e p a r t m e mm o l e c u
13、l a r p r o g r a mf l o w c h a r t I n t r o d u c e st h et e c h n o l o g yo fa p p l i c a t i o n F i n a l l yp u t sf o r w a r ds o m ep r o b l e m st o b es o l v e d ，a n dg i v e st h es o l u t i o n st ot h e s ep r o b l e m sm a y w a y sa n dm e t h o d s K e yw o r d s ：G S Mn e
14、t w o r k ，S h o r tm e s s a g e ，A Tc o m m a n d v I 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：圜单 日 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅；本人授权山东大学可以将
15、本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：皿导师签名：Z 牡日 期： 珥只 山东大学硕士学位论文 1 1 课程的背景研究： 第一章绪论 随着城市社会经济不继发展、居民生活质量不继提高，城市环境不继改善。而在发 展过程中城市不仅需要给水，同样也需要排水，城市地下排水装置是城市建设中不可 缺少的公用设施，是城市正常发展的重要标志之一。整个排水装置的技术理论水平不 仅反映城市的建设水平，而且体现城市的现代化程度。随着我国社会主义现代化建设 的不断发展，市政建设取得了极大进步。传统的
16、城市地下排水装置制与维护手段已不 再适应现代化的要求，设计和实现自动化程度高，运行可靠的远程监控系统，是当今 城市现代化发展的必然要求。 我国地域辽阔，江河湖泊众多，尤其江河流域沿岸城市，周边水系资源丰富，城 市的雨水和污水全靠内湖屯蓄，随着改革开放以来城市用地不断增加，市内许多湖塘 被填占，尤其象济南市区处于泰山山地与华北平原交接的山前平原部位，南高北低， 大致呈朝东开口的浅盆地形，不利于地下水的排泄；同时济南暴雨多，强度大，从而 造成济南市暴雨洪灾。市区部分排洪沟渠末达到排水行洪能力，造成洪水漫溢，路面 积水。如果市区以南山地的洪水向北排流进入市区，则灾情会更为严重。2 0 0 7 年，“7 1 8 的雨灾给济南市的市民造成了人身和财产的巨大损失。针对当前的遇到的问题，除了 对城区内沟道、河渠的人工改造，提高了雨洪的排流速率，同时采用排水泵站将雨水 和污水主动抽排出城市之外，降低城区的险情。 1 1 1 传统排水系统存在的问题 目前许多城市的一些泵站的自动化监测、监控程度还不够高，对大型泵站的高压 机组缺少自动化的检
