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【摘 要】基于VB与GSM的水量信息化测控系统的软件实现的设计是上位机通过GSM对下位机进行监控，对远端进行无线通信。利用VB编写一个可视化的用户界面，通过GSM网络以短消息的形式完成远程数据传输，利用无线通信网络GSM对下位机进行监控。采用串行通信MSComm控件作通信控制，根据数据协议以及GSM AT指令实现数据的远程传输。
【关键词】VB GSM AT指令 串口编程 MSComm控件
一、绪论
（一）引言
水利工程一般分布较分散，且大多位于有线通讯条件较差的偏僻山区和农村。管理人员较难及时掌握设备运行状况，比如设备的电源监视、闸门开度、水位等信息。而且这些系统只能由维护人员巡回检查和维护，设备的故障在维护人员巡检之前是不会发现的，及时掌握水情信息是很难的。
因此必须发展水渠的无线检测自动化系统，一方面是检测仪器的自动测量和数据自动采集，以提高数据采集速度，改善观测人员的工作条件；另一方面是数据的集中处理和分析，以优化水量调度及进行控制决策。因此，采用GSM网络作为无线通信方式解决了上述无线检测中的问题。
（二）系统的发展及现状
在传统的无线检测与控制系统中， 几乎都是利用数传电台来完成数据和控制指令的发送与接收。目前远程监测主要有以下几种方式：短距离长线监测；通过市话网；通过 internet 网络；通过自组网络；通过数传电台方式。短距离长线监测和通过自组网络首先要自行建设通信网络，建网初期投资巨大，相对运营费用高；通过市话网和internet方式无需自行建设通信网络；数传电台出现较早，应用很广泛，但建网初期投资巨大，传输范围有限。GSM网络通过短消息业务不需要建立拨号连接，只需把待发的消息加上目的地址发送至短消息中心，再由短消息中心转发到最终目标。随着移动通信技术的迅猛发展，基于VB与GSM的水量信息化测控系统软件将广泛应用于国民经济的诸多领域，成为一个新的研究热点。
二、通信协议的制定与关键技术
根据对无线信道模型的分析，了解外部因素对无线数据传输的影响，设计实用的无线通信协议。
（一）RS-232串口的概述
RS-232 是在任何时候都常用的接口之一。RS-232 接口的最通常的用处是连接到一个Modem上，其他拥有RS-232接口的设备包括打印机、数据采集模块等。
串行通信可以分为同步及异步两种模式。目前采用异步传输模式较为普遍，异步传输只要9支引脚就足够了。如果要采用同步传输，则需要25支引脚。
（二）串行通信控件 MSComm 简介
Visual Basic的串行通信对象MSComm是将RS-232的初级操作予以封装，用户以高级的Basic语法即可利用RS-232与外界通信。本系统中比较常用的MSComm属性如下：
三、系统软件设计
（一） 系统模块
上位机作为系统的人机界面，除了与下位机进行数据通信外，还要求在上位机上编写相应的程序代码。本系统的人机界面与通信程序全部由VB开发。VB将该系统大体分为5个模块，分别为系统参数设定、数据库管理与查询、报表、帮助，可以随时查看各个模块。
（二） 系统软件设计基础
本系统是基于VB与GSM的水量信息化测控系统的软件实现，GSM网络以短消息的形式完成远程数据传输，从而实现对下位机的监控。
1.VB 6.0 简介
Visual Basic是在世界范围内广泛使用的一种强大的编程语言，它为Windows应用程序开发提供了最迅速和便捷的方法。
采用VB开发平台，具有编程简洁、程序集成度高的特点，可以充分利用其界面设计工具，迅速完成各种功能的图形界面设计，得到美观清楚的界面。VB是一种可视化的，面向对象的采用事件驱动的结构化高级程序设计语言，简单易学，效率高且功能强大，可与专业的开发工具相媲美。
2.常见AT指令介绍
AT指令是基于字符的命令结构，有BLOCK模式， TEXT模式和PDU模式。相关的GSM AT指令：
AT+CMGF 选择消息格式， 0-PDU；1-文本。
AT+CSCA 选择消息中心地址。
AT+CNMI 新消息指示方式。
AT+CMGS 发送短消息。
AT+CMGR 阅读短消息。
AT+CMGD 删除短消息。
（三） 数据库设计
1.数据库的建立
在VB中建立数据库可以使用的方法：（1）使用可视化数据管理器。（2）使用Microsoft Access数据库。（3）第三方数据库设计器。（4）用编程的方式创建数据库。
2.数据库的访问
数据库建立后，它是一个孤立的数据库，要访问该数据库，对其进行操作就必须先和它连接起来。在Visual Basic中，可用的数据访问接口有三种：ActiveX数据对象、远程数据对象和数据访问对象。利用数据控件可以访问VB支持的各类型数据库，能对库进行显示、编辑及修改，但不能生成新的数据库、表和索引。
3.VB与数据库
数据库应用在水量信息化测控系统中，具有十分重要的意义。VB提供了功能强大的数据管理功能，能够方便、灵活的完成数据库应用中设计的各种操作。因此，根据系统的功能需要，数据库软件采用了Access 2000。
四.系统软件的实现
（一）上位机软件设计
本系统开发的重要目标之一就是设计友好的界面以实现设计所要求的功能及技术指标，编写相应的代码。在登录界面前，系统要进行初始化，整个系统软件一共设计了12个界面。 1.欢迎界面。欢迎界面是系统的启动界面，通过单击“点击进入”或“退出”可进入或退出系统。
2.登录界面及提示。当点击了欢迎界面的“点击”进入后，即可弹出登录对话框。它是进入系统的安全保障，用户必须以合法的用户名和密码，才能访问系统。
3.主界面。登录系统后，进入系统主界面。系统主界面包括菜单栏、工具条、状态栏等，通过操作菜单栏和工具条可以调出各个子界面，实现不同的系统功能。
4.系统连接与初始化界面。实现的功能是选择使用的串口，端口号可以设置由1到16。
5.用户参数设置界面。具有数据采集功能的远端设备，自动将采集的数据以及判断的结果发送给主站设备，主站设备就可以采取一些操作，使其恢复正常。
6.通信参数设置界面。通信程序设置串口配置界面，通过点击下拉键头可以选择不同的通信参数，这是上下位机实现通信的基础。
7.自动接收数据界面。就是在人工干预的情况下，主站设备一直处于循环的检测计算机串口数据信息的状态。
8.请求返回数据界面。系统提供了请求数据的功能，当远端设备接收到指令时，就会调用数据采集的功能采集各个数据，按照数据协议的要求进行数据编码，把处理好的数据以短消息的方式发送过来。
9.查询界面。数据库的应用对于VB与GSM的水量信息化测控系统的软件实现具有十分重要的意义，最主要的是能够积累远端设备的数据，以利于远端设备的总体运行情况的分析，便于用户选择和查找。
10.曲线视图显示界面。根据发送和接收到的数据信息，得到各测点的水位，根据流量与水位之间的计算关系得到各测点的流量。绘制的曲线图主要是用来显示流量与时间的关系曲线。
11.帮助界面。关于本程序的一些说明。
12.流量计算结果界面。流量的计算结果有：闸门流量与闸门提升高度、闸前液位高度有关。
五、应用前景与发展
GSM模块在短消息方面的应用最具优势，具有永远在线、不需拨号、价格便宜、覆盖范围广等特点。因此，在3G等无线业务普及后，基于GSM 通信技术的无线测控系统在工业测控、地理信息采集、城市污染监测、自动收费等领域有着广泛的应用前景，也将给水利工程远程监控带来更美好的前景。
在前面的介绍中，使用VB编写一个控制GSM模块与远端设备之间的数据传输程序。由于不同条件通信要求，除了可以通过修改程序，提高波特率等方面的工作，还可通过添加硬件电路来提高通信的可靠性。
六、总结
基于VB与GSM的水量信息化测控系统的软件实现采用GSM实现远程无线通信。GSM网络可在全国范围内实现了联网和漫游，具有强的网络能力。用户无需另外组网，可极大提高网络覆盖范围，同时为客户节省了昂贵的建网和维护费用。而且，它对用户的数量也没有限制，克服了传统的专网通信系统投资成本大、维护费用高、网络监控的覆盖范围和用户数量有限的缺陷。
参考文献：
[1] 宣彩平等.利用GSM无线模块发送短消息[J].计算机应用， 2004，24（5） .
[2] 潘地林.Visual Basic 程序设计[M].中国科技大学出版社，2005，9.
[3] 孔祥伟.基于GSM网的水情数据采集系统的设计[J].烟台大学学报，2003，10.
[4] 张洪明等.基于GSM短信息的远程水情数据采集控制系统[J].计算机工程， 2004，30（9）.
【关键词】VB GSM AT指令 串口编程 MSComm控件
一、绪论
（一）引言
水利工程一般分布较分散，且大多位于有线通讯条件较差的偏僻山区和农村。管理人员较难及时掌握设备运行状况，比如设备的电源监视、闸门开度、水位等信息。而且这些系统只能由维护人员巡回检查和维护，设备的故障在维护人员巡检之前是不会发现的，及时掌握水情信息是很难的。
因此必须发展水渠的无线检测自动化系统，一方面是检测仪器的自动测量和数据自动采集，以提高数据采集速度，改善观测人员的工作条件；另一方面是数据的集中处理和分析，以优化水量调度及进行控制决策。因此，采用GSM网络作为无线通信方式解决了上述无线检测中的问题。
（二）系统的发展及现状
在传统的无线检测与控制系统中， 几乎都是利用数传电台来完成数据和控制指令的发送与接收。目前远程监测主要有以下几种方式：短距离长线监测；通过市话网；通过 internet 网络；通过自组网络；通过数传电台方式。短距离长线监测和通过自组网络首先要自行建设通信网络，建网初期投资巨大，相对运营费用高；通过市话网和internet方式无需自行建设通信网络；数传电台出现较早，应用很广泛，但建网初期投资巨大，传输范围有限。GSM网络通过短消息业务不需要建立拨号连接，只需把待发的消息加上目的地址发送至短消息中心，再由短消息中心转发到最终目标。随着移动通信技术的迅猛发展，基于VB与GSM的水量信息化测控系统软件将广泛应用于国民经济的诸多领域，成为一个新的研究热点。
二、通信协议的制定与关键技术
根据对无线信道模型的分析，了解外部因素对无线数据传输的影响，设计实用的无线通信协议。
（一）RS-232串口的概述
RS-232 是在任何时候都常用的接口之一。RS-232 接口的最通常的用处是连接到一个Modem上，其他拥有RS-232接口的设备包括打印机、数据采集模块等。
串行通信可以分为同步及异步两种模式。目前采用异步传输模式较为普遍，异步传输只要9支引脚就足够了。如果要采用同步传输，则需要25支引脚。
（二）串行通信控件 MSComm 简介
Visual Basic的串行通信对象MSComm是将RS-232的初级操作予以封装，用户以高级的Basic语法即可利用RS-232与外界通信。本系统中比较常用的MSComm属性如下：
三、系统软件设计
（一） 系统模块
上位机作为系统的人机界面，除了与下位机进行数据通信外，还要求在上位机上编写相应的程序代码。本系统的人机界面与通信程序全部由VB开发。VB将该系统大体分为5个模块，分别为系统参数设定、数据库管理与查询、报表、帮助，可以随时查看各个模块。
（二） 系统软件设计基础
本系统是基于VB与GSM的水量信息化测控系统的软件实现，GSM网络以短消息的形式完成远程数据传输，从而实现对下位机的监控。
1.VB 6.0 简介
Visual Basic是在世界范围内广泛使用的一种强大的编程语言，它为Windows应用程序开发提供了最迅速和便捷的方法。
采用VB开发平台，具有编程简洁、程序集成度高的特点，可以充分利用其界面设计工具，迅速完成各种功能的图形界面设计，得到美观清楚的界面。VB是一种可视化的，面向对象的采用事件驱动的结构化高级程序设计语言，简单易学，效率高且功能强大，可与专业的开发工具相媲美。
2.常见AT指令介绍
AT指令是基于字符的命令结构，有BLOCK模式， TEXT模式和PDU模式。相关的GSM AT指令：
AT+CMGF 选择消息格式， 0-PDU；1-文本。
AT+CSCA 选择消息中心地址。
AT+CNMI 新消息指示方式。
AT+CMGS 发送短消息。
AT+CMGR 阅读短消息。
AT+CMGD 删除短消息。
（三） 数据库设计
1.数据库的建立
在VB中建立数据库可以使用的方法：（1）使用可视化数据管理器。（2）使用Microsoft Access数据库。（3）第三方数据库设计器。（4）用编程的方式创建数据库。
2.数据库的访问
数据库建立后，它是一个孤立的数据库，要访问该数据库，对其进行操作就必须先和它连接起来。在Visual Basic中，可用的数据访问接口有三种：ActiveX数据对象、远程数据对象和数据访问对象。利用数据控件可以访问VB支持的各类型数据库，能对库进行显示、编辑及修改，但不能生成新的数据库、表和索引。
3.VB与数据库
数据库应用在水量信息化测控系统中，具有十分重要的意义。VB提供了功能强大的数据管理功能，能够方便、灵活的完成数据库应用中设计的各种操作。因此，根据系统的功能需要，数据库软件采用了Access 2000。
四.系统软件的实现
（一）上位机软件设计
本系统开发的重要目标之一就是设计友好的界面以实现设计所要求的功能及技术指标，编写相应的代码。在登录界面前，系统要进行初始化，整个系统软件一共设计了12个界面。 1.欢迎界面。欢迎界面是系统的启动界面，通过单击“点击进入”或“退出”可进入或退出系统。
2.登录界面及提示。当点击了欢迎界面的“点击”进入后，即可弹出登录对话框。它是进入系统的安全保障，用户必须以合法的用户名和密码，才能访问系统。
3.主界面。登录系统后，进入系统主界面。系统主界面包括菜单栏、工具条、状态栏等，通过操作菜单栏和工具条可以调出各个子界面，实现不同的系统功能。
4.系统连接与初始化界面。实现的功能是选择使用的串口，端口号可以设置由1到16。
5.用户参数设置界面。具有数据采集功能的远端设备，自动将采集的数据以及判断的结果发送给主站设备，主站设备就可以采取一些操作，使其恢复正常。
6.通信参数设置界面。通信程序设置串口配置界面，通过点击下拉键头可以选择不同的通信参数，这是上下位机实现通信的基础。
7.自动接收数据界面。就是在人工干预的情况下，主站设备一直处于循环的检测计算机串口数据信息的状态。
8.请求返回数据界面。系统提供了请求数据的功能，当远端设备接收到指令时，就会调用数据采集的功能采集各个数据，按照数据协议的要求进行数据编码，把处理好的数据以短消息的方式发送过来。
9.查询界面。数据库的应用对于VB与GSM的水量信息化测控系统的软件实现具有十分重要的意义，最主要的是能够积累远端设备的数据，以利于远端设备的总体运行情况的分析，便于用户选择和查找。
10.曲线视图显示界面。根据发送和接收到的数据信息，得到各测点的水位，根据流量与水位之间的计算关系得到各测点的流量。绘制的曲线图主要是用来显示流量与时间的关系曲线。
11.帮助界面。关于本程序的一些说明。
12.流量计算结果界面。流量的计算结果有：闸门流量与闸门提升高度、闸前液位高度有关。
五、应用前景与发展
GSM模块在短消息方面的应用最具优势，具有永远在线、不需拨号、价格便宜、覆盖范围广等特点。因此，在3G等无线业务普及后，基于GSM 通信技术的无线测控系统在工业测控、地理信息采集、城市污染监测、自动收费等领域有着广泛的应用前景，也将给水利工程远程监控带来更美好的前景。
在前面的介绍中，使用VB编写一个控制GSM模块与远端设备之间的数据传输程序。由于不同条件通信要求，除了可以通过修改程序，提高波特率等方面的工作，还可通过添加硬件电路来提高通信的可靠性。
六、总结
基于VB与GSM的水量信息化测控系统的软件实现采用GSM实现远程无线通信。GSM网络可在全国范围内实现了联网和漫游，具有强的网络能力。用户无需另外组网，可极大提高网络覆盖范围，同时为客户节省了昂贵的建网和维护费用。而且，它对用户的数量也没有限制，克服了传统的专网通信系统投资成本大、维护费用高、网络监控的覆盖范围和用户数量有限的缺陷。
参考文献：
[1] 宣彩平等.利用GSM无线模块发送短消息[J].计算机应用， 2004，24（5） .
[2] 潘地林.Visual Basic 程序设计[M].中国科技大学出版社，2005，9.
[3] 孔祥伟.基于GSM网的水情数据采集系统的设计[J].烟台大学学报，2003，10.
[4] 张洪明等.基于GSM短信息的远程水情数据采集控制系统[J].计算机工程， 2004，30（9）.