摘 要：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。

關鍵詞：NL-2007；單片機；CO氣體濃度監測儀；設計

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。目前，國內CO氣體監測儀與控制中心的數據通信最常見的是通過CAN總線、RS一485總線或RS一232總線來完成。RS一232總線的通訊距離是12m，最大可達15．4m；RS一485總線的通訊距離是1200m。 CAN總線的直接通訊距離最大可達10km。但無論哪種方式都有距離的限制，而且最終決定了控制中心的固定性。隨著GSM移動通信網絡的迅速普及和競爭的日益激烈GSM模塊作為一種主要的GSM網絡接入設備。應用越來越廣泛，并已開發出多種前景樂觀的應用。如GPS／GSM（SMS）移動車輛監控定位系統；機房監控、遠程維護系統：移動性數據查詢證券交易和信息查詢；數據采集系統；移動：POS機和移動收費系統：移動IC卡電話、固定無線接入系統；移動性數據和Intemet的接入。但是還沒有把短消息模塊應用在CO氣體檢測儀器中。筆者提出一種通過GSM短消息收發模塊實現與短信中心通信的CO氣體監測儀的設計方案。

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 5VDC。由于NL-2007的突發耗電電流峰值可達3A。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，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0V～O．7V的電壓,以保證當CO濃度在0～10-3時A3的輸出為0V～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 435K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。U、I（ADS7822）的參考電壓通過5Ω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。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：100ms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 300b／s～115kb／s可選。筆者給系統設置的是9600b／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

由NL-2007模塊控制的CO氣體監測儀的，優點是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。