1 引言

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

本文將GSM公網作為信息傳遞的載體，手機作為監控設備，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，并利用該技術實現了基于短距離無線通信的智能家居遙控遙測系統。

2 GSM數字移動通信系統

GSM的全稱是“全球移動通信系統”（GlobalsySTemformobilecommunicatiONs），它是數據通信技術和移動通信技術的結合。GSM數字移動通信系統源于歐洲，在蜂窩移動通信系統的基礎上發展起來。GSM無線數據業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E-mail、收發傳真、訪問Internet等服務。GSM數字移動通信系統支持的業務包括：電信業務、電話業務、緊急呼叫業務、短消息業務、智能用戶電報傳送業務、承載業務。此外，GSM數字移動通信系統還能提供號碼類、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大類補充業務。PLC嵌入手機控制技術就是利用GSM的短信息業務來實現的。

3 PLC嵌入手機控制技術

3.1 PLC與手機的硬件接口連接

手機通過其數據口以串行方式可以接收/發送數據。手機的數據線采用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據線直接連接。本文采用的是在手機串口數據線與PLC串口之間進行了改動而進行連接，具體連接如圖1所示：



手機內部電源一般為3.8V,與PLC通信時，雙方發送握手協議信號為DSR（Modem準備好）信號和DTR（數據終端準備好）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，手機電壓僅為3.8V,欺騙電壓不夠，易產生干擾，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容，刪除短消息內容，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指令的執行過程需要PLC與手機交互應答完成，每一次發送或接受的字節數都有嚴格的規定，二者必須依據這些規定實現數據交換，否則，通信就會失敗。手機與PLC之間的數據傳輸采用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指令的執行過程，其它AT指令的執行過程與上述的基本相同。

AT指令執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、PDU數據包等內容以ASCII碼形式傳送。如字符“A”的ASCII碼為41H,數字“0”的ASCII碼為30H等。
 


[2]、PLC向手機每發送一條指令，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）；其次發送一個回車符和換行符的ASCII碼分別為0DH和0AH;最后執行該條指令，成功后返回一個“OK”的ASCII碼，即50H和4BH。

在發送短信時，PLC首先要向手機發送“AT+CMGS=XX”

（XX為發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向它發送短信內容的ASCII碼，當短信發送成功后，手機還會向PLC發送“OK”的ASCII碼。發送短信的AT指令和發送短信的內容要分次向PLC發送，在發送AT指令后需等待手機返回字符“>”的ASCII碼后，才可再向手機發送新的短信內容的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，當開始發送短信時要把接收信息的結束符改為“>”的ASCII碼，再發送AT指令，當把短信內容都發送給手機后，再把接收信息的結束符改回為“OK”的ASCII碼。

[4]、手機向PLC傳送短信息內容時，其PDU數據包的內容是以16進制格式表示的數據，但向PLC傳遞的并不是16進制的數據，而是每一位16進制數的ASCII碼。這樣，二個字節的16進制數就變成了4個字節的ASCII碼。在PDU數據包中的數據字節長度仍為實際字節長度，而不是ASCII碼的長度，否則，接收的數據就不完整。PLC接收到PDU數據包數據后，必須將其恢復成16進制數據，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。如果a<39H,則b=a-30H;如果a>39H,則b=a-30H-07H。最后把前后兩個數合并為一個字節。

[5]、手機向PLC應答PDU數據包的字節數不包括前9個字節數據（短信服務中心地址），但向PLC傳送PDU數據包時，包括這9個字節的數據。例如，手機應答的PDU數據長度為50,而實際向PLC傳送的16進制數據為59字節，ASCII碼為2*59字節，所以PLC必須按2*59個字節接受PDU數據。

[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,從而利用短信實現遠程監控。手機向PLC傳送短信息內容是以ASCII碼形式，從手機返回的ASCII碼不僅有對方發送的短信內容，還有一些不是短信內容的ASCII碼并且在真正短信內容的前面，如何從手機向PLC傳送的短信息內容中提取有用信息顯得十分重要。經過大量的測試和實驗，發現真正短信應該從手機返回給PLC短消息內容的ASCII碼的第77位開始，如PLC接收短消息的存儲區是從VB500開始，那么真正短消息內容（也就是在手機中看到的信息）存儲在VB576以后的連續單元中。在具體應用中可以規定發送短信的格式，對于固定格式的短信可以直接賦予接收信息的存儲區。不過這樣接收信息的存儲區就是固定的而不是動態的了。

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容；并利用PLC嵌入手機控制技術實現了基于短距離無線通信的智能家居遙控遙測系統，本系統運行穩定，利用手機短信對家電可進行實時監控。