專利名稱：基于gsm網絡的故障診斷系統的制作方法
技術領域：
基于GSM網絡的故障診斷系統
技術領域：
本實用新型涉及遠程故障診斷技術領域，特別涉及一種基于GSM網絡的故障診斷系統。
背景技術：
有關GSM網絡:從20世紀20年代開始移動通信技術得到了發展，20世紀40年代進入了建設公用移動通信系統的階段。隨著移動通信的無線傳輸、信道管理及移動交換等技術的發展成熟，無繩電話、無線尋呼、陸地蜂窩移動通信、衛星移動通信等移動通信系統相繼發展起來。自20世紀80年代中期以來，蜂窩移動通信從第一代的模擬蜂窩移動通信系統發展成第二代的數字蜂窩移動通信系統。作為歐洲一個數字蜂窩移動通信標準的GSM系統于1991年正式在歐洲面世，由于其公開的規范標準和諸多優點，很快就在全世界范圍內的到了廣泛的應用，實現了世界范圍 內移動用戶的聯網漫游。有關西門子公司的TC35模塊:TC35模塊是Siemens公司推出的新一代無線通訊模塊，可以快速安全地實現數據、語音的傳輸、短信息服務(SMS)和傳真等功能，可以工作在GSM900kHz和1800kHz兩個頻段，RS232數據接口符合ETSI標準GSM0707和GSM0705。該模塊向用戶提供標準的AT指令接口，為數據、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應用開發及設計。有關遠程故障診斷:機械設備的監測與故障診斷是近年來發展很快的一門技術科學，它是通過對機械設備和其工作過程的信息檢測、分析與辨識來判斷設備及其工作過程的狀態，進一步找出故障的具體部位和原因，預測故障的發展和潛在的危險，并由此確定應采取的相應措施和對策。對于分散、無人值守但重要性較高的小型機械設備，適合于建立分散的監測子站與集中的診斷控制中心但相互之間的信息傳遞一直較難解決，如建設專用通訊網絡不但結構復雜，而且周期長、成本高，一般企業難以承擔。隨著移動通訊市場的迅速擴大，GSM無線數字蜂窩通訊網絡在我國得到了高速的發展，不但擁有較高的覆蓋率，而且相繼開放了 SMS (短信息)、FAX (傳真)、DATA (數據)等業務，為選擇高效、廉價的信息傳遞方式提供了新的思路。現在，考慮到環境保護以及降低成本等因素，許多工廠都是建在郊區。由于郊區人煙稀少，有線網絡幾乎沒有到達。如果想要借助于有線網絡進行故障信息的傳遞幾乎是不可能。建設專用網絡又是很多中、小規模廠家無法承擔的。因此，對于機械設備的檢測與故障的診斷一般采用的就是人工值守的方法。基于目前GSM無線數字蜂窩通訊網絡在我國高速的發展，其覆蓋率高達98%，采用成熟的GSM網絡進行故障信息的傳遞使機械設備的遠程檢測和故障診斷的實現成為可能。在機械設備上裝上檢測設備，收集機械設備在運行過程中關鍵部分的參數信息，經過單片機處理后轉化成短信息的形式通過GSM網絡進行傳送，客服人員通過手機接收短信息，根據信息內容對機械設備的運行情況進行判斷，如遇到故障還可以通過回復指令信息對設備進行相應的操作，減少因設備故障對生產造成的影響。可選方案:方案一:結合Internet技術，采用有線網絡進行故障信息的傳遞以及實現遠程控制。方案二:結合3G移動通信技術，采用中國聯通的WCDMA網絡、中國電信的CDMA2000或中國移動的TD-SCDMA網絡進行故障信息的傳遞以及實現遠程控制。方案三:結合2G移動通信技術，采用GSM網絡故障信息的傳遞以及實現遠程控制。方案論證:方案一有線網絡信息傳輸量大，傳輸穩定，但是覆蓋范圍有限，如果一些工廠為避免造成環境污染建在一些偏遠地區有線網絡難以覆蓋，故不選方案一；方案二 3G技術無疑是目前乃至將來一段時間內的發展主流，但考慮到3G網絡的覆蓋情況以及使用成本較高，故不采用方案二 ；方案三2G移動通信技術中的GSM技術已經非常成熟，我國1994年加入國際GSM聯盟，截止2002年我國GSM用戶數便突破1.2億，目前我國的3G移動通信技術還有待完善，以中國的國情考慮要實現2G向 3G過渡還需要想當長的時間。因此，綜合考慮采用方案二。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種基于GSM網絡的故障診斷系統，通過GSM網絡實現對PLC設備的遠程故障診斷和控制，使客服人員能隨時隨地了解PLC設備的運行狀況，方便快速解決PLC設備故障，節約人工成本，減少設備的停機時間，提高設備的自動化程度，降低由于設備故障對生產生活造成的損失。本實用新型是這樣實現的:一種基于GSM網絡的故障診斷系統，包括單片機控制處理模塊、GSM模塊、電源模塊；所述單片機控制處理模塊和GSM模塊分別與所述電源模塊連接；所述單片機控制處理模塊連接所述GSM模塊；所述單片機控制處理模塊連接到待檢測的PLC設備；所述單片機控制處理模塊的單片機型號為STC12C5A32S2，該型號單片機自帶有28K的EEPROM ;所述單片機控制處理模塊還集成有用于與PLC設備通信的485電平轉化模塊，和與電腦通信的232電平轉化模塊；所述GSM模塊采用西門子公司生產的TC35模塊，TC35是一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM模塊。TC35模塊采用SIM卡外接方式，由天線連接器連接外部天線，支持文本和PDU短信模式，由標準AT指令進行操控。進一步地，所述電源模塊采用電源芯片LM2576ADJ，將外部輸入的12V電源轉化成
4.2V輸出，由LM2576構成的穩壓電路提供高達3A的電流，為所述GSM模塊和所述單片機控制處理模塊提供工作電壓。本實用新型的優點在于:1、本實用新型通過GSM網絡進行故障信息與操作指令的傳輸，傳輸可靠，系統穩定性高；2、本實用新型采用了 STC12C5A32S2為主控芯片，芯片自帶28K的EEPROM存儲器，基本滿足要求無需外擴存儲器；3、本實用新型無需建設專用網絡，成本低，操作方便，適用范圍廣；4、客服人員可以通過手機實現對設備的遠程監控，手機攜帶方便，可以隨時隨地了解設備的運行情況；5、應用基于GSM網絡的故障檢測系統后，設備無需專人值守，可減低人工成本；6、客服人員通過獲取設備運行中的關鍵參數，了解設備目前的運行情況，還可以根據相關性能指標預測設備的未來運行情況，如果某些關鍵參數發生變化，根據其變化趨勢可以推測可能出現的情況，有利于決策者做出決策安排，調整生產計劃，降低由于設備故障造成的損失。
下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的描述。圖1是本實用新型應用于GSM網絡故障診斷的示意圖。圖2是本實用新型硬件組成結構圖。圖3是本實用新型硬件中TC35模塊結構圖。圖4是本實用新型硬件中單片機模塊結構圖。
具體實施方式請參閱圖1和圖2所不，一種基于GSM網絡的故障診斷系統，包括單片機控制處理模塊、GSM模塊、電源模塊；所述單片機控制處理模塊和GSM模塊分別與所述電源模塊連接；所述單片機控制處理模塊連接所述GSM模塊；所述單片機控制處理模塊連接到待檢測的PLC設備；所述單片機控制處理模塊的單片機型號為STC12C5A32S2，如圖4所示，該型號單片機自帶有28K的EEPROM ;所述單片機控制處理模塊還集成有用于與PLC設備通信的485電平轉化模塊，和與電腦通信的232電平轉化模塊；其中RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗 共模干擾能力增強，即抗噪聲干擾性好，因此適合用于工業控制現場，保證系統的穩定性。另外RS-232接口用于與電腦通信，方便軟件調試和程序燒寫。所述GSM模塊采用西門子公司生產的TC35模塊，如圖3所示，TC35是一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM模塊。TC35模塊采用SM卡外接方式，由天線連接器連接外部天線，支持文本和PDU短信模式，由標準AT指令進行操控。TC35通過獨特的40引腳的ZIF連接器，實現電源連接、指令、數據、語音信號及控制信號的雙向傳輸；通過ZIF連接器及50Ω天線連接器，可分別連接SIM卡支架和天線。該模塊向用戶提供標準的AT指令接口，為數據、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應用開發及設計。TC35模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口六個部分組成。外接的SM卡由TC35模塊供電，工作電壓為3.3V。GSM模塊與單片機控制處理模塊連接，用于實現短信的收發；單片機控制處理模塊將其從PLC設備接收到的數據處理后通過GSM模塊以短信息的形式發送到客服手機上，并根據客服手機下達的指令執行相應的操作；所述電源模塊采用電源芯片LM2576ADJ，將外部輸入的12V電源轉化成4.2V輸出，由LM2576構成的穩壓電路提供高達3A的電流，為所述GSM模塊和所述單片機控制處理模塊提供工作電壓。單片機控制處理模塊從PLC設備接收到的信息存儲在單片機自帶的EEPROM中，所采用的單片機型號為STC12C5A32S2，該型號單片機自帶有28K的EEPR0M，可將近期的PLC故障信息進行存儲，方便客服人員進行查詢。短信內容存在SIM卡上，無需外加存儲器。本系統通電后開始工作，TC35模塊自動點火啟動并完成網絡注冊，軟件初始化完成串口的初始化，待機等待接收數據。當PLC設備傳送故障給本系統后，單片機經過串口進行接收處理保存，并通過TC35模塊發送給指定號碼的客服手機。客服人員通過查看信息了解故障類型，并可通過回復消息下達操作指令讓PLC設備完成相應的響應。客服人員還可通過下達查詢指令，查看最近的故障情況，實時了解PLC設備的運行情況。本實用新型的有益效果:1、本實用新型通過GSM網絡進行故障信息與操作指令的傳輸，傳輸可靠，系統穩定性高；2、本實用新型采用了 STC12C5A32S2為主控芯片，芯片自帶28K的EEPROM存儲器，基本滿足要求無需外擴存儲器；3、本實用新型無需建設專用網絡，成本低，操作方便，適用范圍廣；4、客服人員可以通過手機實現對設備的遠程監控，手機攜帶方便，可以隨時隨地了解設備的運行情況；5、應用基于GSM網絡的故障檢測系統后，設備無需專人值守，可減低人工成本；6、客服人員通過獲取設備運行中的關鍵參數，了解設備目前的運行情況，還可以根據相關性能指標預測設備的未來運行情況，如果某些關鍵參數發生變化，根據其變化趨勢可以推測可能出現的情況，有利于決策者做出決策安排，調整生產計劃，降低由于設備故障造成的損失。上述實例和圖式并非限定本實用新型的產品形態和式樣，任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本實用新型的專利范疇。
權利要求1.基于GSM網絡的故障診斷系統，其特征在于: 包括單片機控制處理模塊、GSM模塊、電源模塊；所述單片機控制處理模塊和GSM模塊分別與所述電源模塊連接；所述單片機控制處理模塊連接所述GSM模塊；所述單片機控制處理模塊連接到待檢測的PLC設備； 所述單片機控制處理模塊的單片機型號為STC12C5A32S2，該型號單片機自帶有28K的EEPROM ;所述單片機控制處理模塊還集成有用于與PLC設備通信的485電平轉化模塊，和與電腦通信的232電平轉化模塊； 所述GSM模塊采用西門子公司生產的TC35模塊，TC35模塊采用SIM卡外接方式，由天線連接器連接外部天線，支持文本和PDU短信模式，由標準AT指令進行操控。
2.如權利要求1的所述的基于GSM網絡的故障診斷系統，其特征在于:所述電源模塊采用電源芯片LM2576ADJ，將外部輸入的12V電源轉化成4.2V輸出，由LM2576構成的穩壓電路提供高達3A的電流，為所述GSM模塊和所述單片機控制處理模塊提供工作電壓。
專利摘要基于GSM網絡的故障診斷系統，包括單片機控制處理模塊、GSM模塊、電源模塊；所述單片機控制處理模塊和GSM模塊分別與所述電源模塊連接；所述單片機控制處理模塊連接所述GSM模塊；所述單片機控制處理模塊連接到待檢測的PLC設備。本實用新型通過GSM網絡實現對PLC設備的遠程故障診斷和控制，使客服人員能隨時隨地了解PLC設備的運行狀況，方便快速解決PLC設備故障，節約人工成本，減少設備的停機時間，提高設備的自動化程度，降低由于設備故障對生產生活造成的損失。
文檔編號G08C17/00GK203070018SQ20132002200
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月14日 優先權日2013年1月14日
發明者邵明, 蔣新華, 陳興武, 聶明星, 李光煬, 朱悅涵, 聶作先 申請人:福建工程學院