1 引言
CO氣體濃度監測儀是用來測量相關環境空氣中CO含量的便攜式智能儀器。介紹基于NL-2007 GSM模塊的CO氣體監測儀的設計，其主要特點是能夠應用SMS進行數據傳遞。對無線通訊模塊NL-2007進行了詳細介紹，并給出NL-2007短信遙控報警模塊在CO氣體監測儀中的應用。
2 NL-2007模塊
NL-2007模塊是終端的主要功能部件，由GSM基帶處理器、電源專用集成電路、射頻電路和閃速存儲器等部分組成，負責處理GSM蜂窩設備中的音頻、數據和信號，內嵌的軟件部分執行應用接口和所有GSM協議站的功能。基帶處理器包含蜂窩無線部分的所有模，數轉換功能，為滿足GSM、PCS蜂窩用戶市場日益增長的要求.在不用外接電路的情況下就能支持FR、HR和EFR語音和信道編碼。射頻部分基于SMARTi型電路.模塊內的天線電纜連接到GSC類型的50Ω 連接器。NL-2007模塊適合最小功率的GSM蜂窩設備.這種蜂窩設備的應用部分構成人機接口(MMI)。通過串口(RS232)可接入NL-2007。NL-2007通過40針ZIF連接蜂窩應用部分，ZIF連接器提供控制數據、音頻信號和電源線的應用接口。終端系統的工作電壓為5 VDC。由于NL-2007的突發耗電電流峰值可達3 A.故外加穩壓器件必須達到足以提供該額定電流的條件。在該終端中。采用LM2596型開關電源完成12V到5V的轉換.作為NL-2007終端的電源。必須注意的是。由LM2596完成開關電源轉換需要大功率的電感器和電容器.以提高儲能能力.滿足NL-2007的耗電要求。
3 CO氣體監測儀系統的結構
具有GSM短消息收發功能的便攜式CO氣體濃度監測儀的結構如圖1所示。筆者研制的監測儀主要用于公共場所及某些生產車間空氣中CO濃度的監測.采用電池作為供電電源.CO傳感器N1選用日本根本特殊化學株式會社生產的NAP一505型電化學式傳感器。傳感器輸出電流與CO氣體濃度成線性關系(UOUT=70 nA±10 nM/l×106)。A1(OP90)可以保證工作電極和參考電極等電位。傳感器輸出OμA～70μA電流經Aa(OP90)轉換成0 V～O.7 V的電壓,以保證當CO濃度在0~10-3時A3的輸出為0 V～2.5V,以滿足MD轉換器U.I(ADS7822)的輸入要求。OP90具有內部調零電路.允許儀器放大器提供真正的零輸入零輸出操作。NAP一505的溫度特性用常數B為3 435 K的NTC熱敏電阻器進行補償，溫度經過補償后.其輸出在一10℃~50℃范圍內能夠滿足精度要求。Ul(ADS7822)的參考電壓通過5 Ω電阻器和電容器組成的電源濾波器接到Vcc上.濾除電源自身的高頻噪聲。經A/D轉換后的數據送人U2(89LV/51)單片機，存儲在U7(AT24C08)中。CO氣體濃度監測儀的液晶顯示模塊可以顯示濃度值和濃度變化曲線.并通過短消息收發模塊與控制中心通信。4 單片機對NL-2007模塊的控制
本系統只使用短消息收發功能.因此只使用NL-2007的數據輸入，輸出接口。需要注意的是NL-2007是作為數據通訊設備(DCE)來連接的，而不是像一般調制解調器作為數據終端設備(DTE)進行連接。如圖l所示.NL-2007的BXDO對應單片機的。RXD,NL-2007的TXD0對應單片機的rXD。TE35數據接口工作在CMOS電平(2.65 V)，單片機對FC35的控制和通信信號進行電平轉換。本系統中通過7404型OC門電路完成電平轉換。系統加電后，為使NL-2007進人工作狀態.必須給IGT加一延時大于：100 ms的低脈沖.電平下降持續時間不能超過100 ms。啟動后IGT應保持高電平(3.3 V)。驅動IGT時NL-2007的供電電壓不能低于3.3V，否則NL-2007不能被激活。NL-2007的數據輸入/輸出接口實際上是一個串行異步收發器，符合ITU—RS232接口標準。它有固定的參數：8位數據位和l位停止位.無校驗位.波特率為300 b/s~115 kb/s可選.筆者給系統設置的是9600 b/s。ZIF連接器給SIM卡接口提供6針.其中CCIN用來檢測SIM卡是否插好.連接器的SYNC腳控制燈的狀態.以此判斷NL-2007的工作狀態。單片機控制短消息收發子程序.其流程如圖2所示。其中。初始化工作包括設置串口速率、無線網絡登陸及設置短信模式為PDU模式。
5 短信收發的實現
NL-2007采用AT賀氏指令。單片機可以通過正確的AT指令對NL-2007模塊進行初始化短消息的接收和發送。對短消息的控制有3種模式：Block模式、PDU模式和Text模式。使用Block模式需要廠家提供驅動支持。目前，PDU模式已取代Block模式，而Text模式不支持中文。因此本系統使用PDU模式進行短消息的接收和發送。NL-2007啟動后自動給單片機發送~SYSSTART,表示模塊可以正常工作,然后通過如下AT指令對短消息模塊進行控制：網絡注冊：AT+CREG?設置成PDU模式：AT+CMGF=0發送SMS信息(PDU)模式：AT+CMGS=019 0DOA0891683108401505f011000d91683167866040f20008a9044f60597dla(發送時將其轉換為ASCLL碼)。由單片機發送AT+CMGL;O0D 0A的查詢命令可查詢是否有未讀短消息。返回格式如下：
+CMGL：2，0，，260891683108401505F0240D91683167866040F20008507032418095000665E94EOA597DOK
接收數據格式解釋如下：+CMGL：2，0，，26，(2：第二條;0：未讀);26：短消息的長度
6 結束語
控制中心具有可移動，覆蓋范圍廣，實時性好，可靠性高，保密性好。以GSM網絡作為無線傳輸網絡，短消息業務經濟實惠，適合遠程移動監控中心站的管理.具有很廣泛的應用前景。