1 引言

隨著計算機技術、通信網(wǎng)絡技術和PLC技術的飛速發(fā)展，目前針對工業(yè)以太網(wǎng)技術的PLC應用技術已經(jīng)成熟；而針對因特網(wǎng)、GSM/GPRS通訊網(wǎng)絡的PLC應用技術還處于初級階段。

本文將GSM公網(wǎng)作為信息傳遞的載體，手機作為監(jiān)控設備，在PLC嵌入手機控制技術應用到控制領域的研究課題中，對關于PLC與手機軟硬件接口技術和控制手機的工作原理進行了深入的研究，并利用該技術實現(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)通信技術和移動通信技術的結合。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)的基礎上發(fā)展起來。GSM無線數(shù)據(jù)業(yè)務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。GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)支持的業(yè)務包括：電信業(yè)務、電話業(yè)務、緊急呼叫業(yè)務、短消息業(yè)務、智能用戶電報傳送業(yè)務、承載業(yè)務。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、集團類、附加信息傳送類和呼叫限制類8大類補充業(yè)務。PLC嵌入手機控制技術就是利用GSM的短信息業(yè)務來實現(xiàn)的。

3 PLC嵌入手機控制技術

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接口標準，專為連接PC機的RS-232串口設計的；PLC串口的采用RS-485標準，通過RS-232到RS-485轉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串口之間進行了改動而進行連接，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準備好）信號和DTR（數(shù)據(jù)終端準備好）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極。轉接時，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短信息有關的AT指令控制手機的控制技術，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。關于AT指令的功能描述請參考相關資料，此處不再贅述。AT指令的執(zhí)行過程需要PLC與手機交互應答完成，每一次發(fā)送或接受的字節(jié)數(shù)都有嚴格的規(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。

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AT指令執(zhí)行過程中有關問題的說明如下：

[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）作為該條指令的結束標志。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，表示該條指令結束，若沒有回車符，手機將不識別這條指令。

[3]、當手機接收到一條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束符為“OK”的ASCII碼，當開始發(fā)送短信時要把接收信息的結束符改為“>”的ASCII碼，再發(fā)送AT指令，當把短信內(nèi)容都發(fā)送給手機后，再把接收信息的結束符改回為“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進制格式表示的數(shù)據(jù)，但向PLC傳遞的并不是16進制的數(shù)據(jù)，而是每一位16進制數(shù)的ASCII碼。這樣，二個字節(jié)的16進制數(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，必須將其恢復成16進制數(shù)據(jù)，采用的算法如下：

設：a為接收的ASCII碼，b為轉換后的16進制數(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，手機應答的PDU數(shù)據(jù)長度為50,而實際向PLC傳送的16進制數(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 結束語

該論文探討PLC嵌入手機控制技術涉及的PLC與手機的軟硬件接口，詳細分析了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行實時監(jiān)控。