王曉亮，曹紅軍，田芳明

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院，黑龍江大慶163319；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)通信技術(shù)研究所，黑龍江哈爾濱150080）

SMS和MMS在水稻秧棚監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)無(wú)線傳輸與控制中的應(yīng)用

王曉亮1,2，曹紅軍1，田芳明1

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院，黑龍江大慶163319；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)通信技術(shù)研究所，黑龍江哈爾濱150080）

針對(duì)水稻育秧群棚監(jiān)控中心沒有接入互聯(lián)網(wǎng)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于SMS（Short Message Service）和MMS（Multimedia Messaging Service）的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸與控制系統(tǒng).系統(tǒng)中可以使用短信控制秧棚的通風(fēng)和灌溉，使用彩信可以隨時(shí)接收大棚秧苗生長(zhǎng)環(huán)境的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù).實(shí)踐結(jié)果表明：該系統(tǒng)提高了秧棚管理效率，減輕了實(shí)際管理人員的工作，為水稻工廠化育秧提供了技術(shù)支持.

育秧群棚；SMS；MMS；無(wú)線.

寒地水稻育秧群棚監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)寒地水稻大棚秧苗生長(zhǎng)環(huán)境的監(jiān)控，其監(jiān)測(cè)變量有大棚溫濕度、土壤水分、土壤溫度、土壤PH值、空氣CO2含量和光照強(qiáng)度[1-2].系統(tǒng)在全自動(dòng)工作狀態(tài)下，能根據(jù)不同的生長(zhǎng)期預(yù)先設(shè)置的溫濕度、土壤水分的上下限，當(dāng)出現(xiàn)超限時(shí)會(huì)自動(dòng)開啟通風(fēng)或灌溉設(shè)備進(jìn)行操作；系統(tǒng)在半自動(dòng)工作狀態(tài)下，系統(tǒng)管理人員只需操作電腦就可以控制上百個(gè)秧棚，操作簡(jiǎn)單，不會(huì)有棚被遺漏，不但提高了作業(yè)效率、減輕操作人員的勞動(dòng)[3]，而且經(jīng)過(guò)多年的積累發(fā)現(xiàn)，只有按照標(biāo)準(zhǔn)化育秧、嚴(yán)格控制秧棚內(nèi)環(huán)境才能培育出壯秧.

由于寒地水稻育秧群棚監(jiān)控系統(tǒng)沒有接入互聯(lián)網(wǎng)，系統(tǒng)管理人員在育秧期內(nèi)有時(shí)無(wú)法24小時(shí)全天候值班，為了解決該問(wèn)題，系統(tǒng)采用SMS和MMS的方法傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和控制指令，使管理人員在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)都能對(duì)秧棚環(huán)境了解及控制.

1 系統(tǒng)整體解決方案

水稻育秧群棚監(jiān)控系統(tǒng)安裝于智能控制中心，如圖1所示，由于監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息量較大，而且單條SMS只能發(fā)送

140個(gè)字符，若采用SMS的方式發(fā)送數(shù)據(jù)，可能一組數(shù)據(jù)將分成幾條甚至幾十條短信，這在經(jīng)濟(jì)上和方便性上對(duì)用戶都是一個(gè)麻煩.因此，中心采用MMS的方式定時(shí)發(fā)送監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，彩信經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)WAP網(wǎng)關(guān)發(fā)送至用戶手機(jī)上，用戶就可以像閱讀文本一樣就可以查看監(jiān)控?cái)?shù)據(jù).而當(dāng)用戶需要對(duì)秧棚通風(fēng)或者灌溉進(jìn)行遠(yuǎn)程控制時(shí)，采用SMS發(fā)送單條短信，經(jīng)短信中心到達(dá)中心，中心響應(yīng)操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)秧棚的控制.

圖1 系統(tǒng)整體解決方案

在該方案中，智能控制中心是通過(guò)GPRS模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)傳輸SMS和MMS的，所謂的GPRS模塊就是具有GPRS功能的GSM模塊.該系統(tǒng)所使用的GPRS模塊SIM300是內(nèi)嵌了TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊，在物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層通信協(xié)議的實(shí)現(xiàn)都是在模塊內(nèi)部通過(guò)AT指令實(shí)現(xiàn)的.AT指令是以AT作首，字符結(jié)束的字符串，每個(gè)指令執(zhí)行成功與否都有相應(yīng)的返回[4].

2 SMS控制模塊設(shè)計(jì)

2.1 SMS編碼

SMS發(fā)送和接收的編碼方式共有三種：Block Mode、Text Mode和PDU Mode.Block Mode目前基本上已經(jīng)不使用.Text Mode主要用于歐美地區(qū)，國(guó)內(nèi)手機(jī)基本上不支持. PDU Mode可以使用任何字符集，是手機(jī)默認(rèn)的編碼方式，被所有手機(jī)支持.

表1 SMS的部分AT指令及含義

PDU編碼由‘0’-‘9’和‘A’-‘F’這些數(shù)字和字母組成，其表面上是一組ASCII碼，它們是BCD碼十進(jìn)制數(shù)或8位字節(jié)的十六進(jìn)制數(shù).PDU編碼不僅包含發(fā)送或接收的消息內(nèi)容，還包含短信服務(wù)中心號(hào)碼、回復(fù)號(hào)碼、目標(biāo)號(hào)碼、服務(wù)時(shí)間和編碼方式等其他信息[2].

2.2 SMS的AT指令

本系統(tǒng)中智能控制中心只涉及到短信的接收，用到的SMS的AT指令如表1所示，程序編寫的流程基本按照該表的流程號(hào)進(jìn)行的[4].

表2 MMS的部分AT指令及含義

3 MMS接收模塊設(shè)計(jì)

3.1 MMS簡(jiǎn)介

MMS即多媒體信息業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)是按照3GPP（第三代合作伙伴計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)）和WAP論壇標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)多媒體信息標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的.MMS需要在GPRS網(wǎng)絡(luò)的支持下來(lái)傳輸多媒體信息，其載體為WAP,可以在手機(jī)端到端、互聯(lián)網(wǎng)到手機(jī)端或者手機(jī)端到互聯(lián)網(wǎng)來(lái)進(jìn)行傳送視頻片段、聲音、圖片和文字等信息.本系統(tǒng)實(shí)際上只用到了MMS的支持長(zhǎng)文本這個(gè)特點(diǎn)[5].

3.2 MMS的AT指令

本系統(tǒng)中智能控制中心只涉及到彩信的發(fā)送，用到的MMS的AT指令[6-8]如表2所示，同樣流程號(hào)顯示編程的順序.

4 系統(tǒng)運(yùn)行驗(yàn)證

本系統(tǒng)在黑龍江八五九農(nóng)場(chǎng)科技園區(qū)進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，彩信的發(fā)送可以采取人工方式，如圖5所示，直接在PC機(jī)上將數(shù)據(jù)庫(kù)中最新的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)并發(fā)送到指定的手機(jī)號(hào)碼中.系統(tǒng)也可以設(shè)定采取定時(shí)的方式進(jìn)行發(fā)送.經(jīng)實(shí)際測(cè)試，在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)正常的情況下，從發(fā)送到接收整個(gè)過(guò)程在10秒之內(nèi)，基本上滿足了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求，盡快地將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送至用戶手中.

圖2 手工方式發(fā)送彩信

用戶也可以通過(guò)在手機(jī)上編輯短信來(lái)對(duì)各個(gè)秧棚就行遠(yuǎn)程控制，如編輯“開左一”，表示打開1#秧棚的左側(cè)卷簾門，實(shí)現(xiàn)了對(duì)秧棚的通風(fēng).短信的語(yǔ)意由于保密的原因，只在用戶和管理人員之內(nèi)通用.智能控制中心必須對(duì)規(guī)定好的語(yǔ)意來(lái)進(jìn)行處理.

5 結(jié)論

本系統(tǒng)解決了水稻秧棚監(jiān)控中心沒有接入互聯(lián)網(wǎng)的問(wèn)題，將SMS和MMS應(yīng)用在水稻秧棚監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)無(wú)線傳輸與控制中，充分發(fā)揮了二者移動(dòng)性的特點(diǎn)，使工作人員隨時(shí)隨地都可以了解和控制秧棚，降低了管理成本，提高了管理水平.同時(shí)也為其他無(wú)線傳輸與控制系統(tǒng)提供了參考.

〔1〕田芳明，衣淑娟，譚峰，王曉亮，閆麗，劉英楠.智能育秧群棚監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012(2)：126-129.

〔2〕田芳明,譚峰,衣淑娟.基于單片機(jī)的低功耗水稻育秧棚監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì).農(nóng)機(jī)化研究，2011(11):15-18.

〔3〕席桂清,田芳明,衣淑娟，譚峰.寒地水稻育秧大棚智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn).農(nóng)機(jī)化研究，2011(11):40-43.

〔4〕王曉亮,譚峰,曹洪軍.基于GSM模塊的信息服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2009(6):74-76.

〔5〕王曉亮,譚峰,曹洪軍,衣淑娟.彩信在水稻生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.農(nóng)機(jī)化研究，2011(11):32-35.

〔6〕SIMCOM公司.SIM300_MMS_ATC_V1 01.2009-4-17.http://www.sim.com.

〔7〕SIM300 MMS Application Note SIM300_ MMS_AN_V1.1．

〔8〕AT Commands Set SIM300_MMS_ATC_V1.01.

TN915.1

A

1673-260X（2013）08-0026-02

黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究（重點(diǎn)）項(xiàng)目資助（12511z021）