摘 要：本文论述了采用w77e58单片机控制gsm模块tc35，并利用短消息传输来实现水文scada系统的方案。该系统通过rtu采集各种信息，整理后由tc35模块发送到监控中心，再由监控中心作出相应的处理。
关键词：w77e58；tc35；scada；rtu

引言
scada(supervisory control and data acquisition)系统即监视控制与数据采集系统，是以计算机为基础的监测控制与调度管理自动化系统。一般采用分散式测控、集中式管理的方式。整个系统由监控中心、若干个分散的远程测控终端rtu和通信连接三部分组成。监控中心是scada系统的核心，负责控制管理整个系统的运行；rtu是采用微处理器的、可独立运行的智能测控模块，完成各种远端现场数据的采集与处理、现场执行机构的控制以及与远程控制中心的通信；通信连接方式根据实际需求和应用对象的不同有多种实现方式，大概分为有线和无线两类。有线传输方式如：电力线载波、现场总线和pstn公用电话网等；无线传输方式如：电台、gsm移动通讯网以及卫星通信网等。鉴于水文特点的考虑：rtu放置在野外，甚至有的地方并没有交流电源，更不可能采用现场总线的方式。而公众移动通讯网络gsm现已成为我国公众陆地移动通讯网络的主要方式。提供了多种业务，例如短信息业务等。为此本文设计了基于gsm网络的一种主要业务—sms的水文scada系统。

水文scada系统的设计
该系统总体结构主要由三部分构成：监控中心、若干个rtu及短信息服务中心。rtu具有采集各种物理量(例如采集温度，电压等)和收发信息等功能。首先，监控中心发送设置命令，初始化系统，设置需要采集的物理量等信息。然后，发送采集命令，由rtu采集各种数据。当远程模块采集完后，经w77e58的处理，以短消息的方式发送到监控中心，监控中心再将数据整理存入数据库中。如果某远程模块出现了故障，通过tc35模块发送故障信息，在监控中心进行相应的判断，如判定告警地点、告警类型、对告警信息进行统计和分析、设置告警监控模块配置信息等。本水文scada系统如图1所示。
监控中心组成及功能
水文scada监控中心主要由服务器、后备机、短信息接收与发射模块构成。服务器采用vc++编程，实现人工界面并通过串口与短信息接收/发送模块相连。服务器接收rtu的数据信息和状态信息，然后对接收的信息进行解析，并判断是否为有效信息，若为有效信息则存入系统的数据库，同时作出相应的处理(例如报警、更改rtu参数等)。服务器可向各rtu发送命令信息改变rtu的一些参数。
控制中心的主要功能：动态显示scada系统中每个rtu在该地区地图中的位置和各rtu的工作状态(例如：电压、温度等)和参数(例如：水位、雨量等)；定时检查各rtu，若不正常，则自动向管理人员手机发送报警信息，实现无人值班；对各rtu的水文信息进行处理和统计分析(例如：水位趋势图)；设置各rtu的采样周期、信息发送时间间隔和其他参数(例如：警戒水位、雨量阀值等)。
rtu结构模块设计
rtu模块主要由短信息接收与发送模块tc35、微处理器w77e58和一些外围电路构成。tc35模块是siemens公司无线通信产品，可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务和传真。模块的工作电压为3.3~5.5v。集成at命令集接口，支持文本和pdu模式的短消息、传真以及非透明传输模式。常用工作模式有sleep、idle、talk等模式，通过40引脚的zif连接器，实现电源连接、指令、数据、语音及控制信号的双向传输。微处理器w77e58控制tc35，并根据相应的设置，向监控中心定时发送相应的采集信息，同时接收监控中心的指令、识别、翻译并控制rtu模块执行相应的操作。其它外围电路及主要功能主要如下：
外部存储器：对于水文数据，在发送后保存一份数据的拷贝，最小为2mbytes。
采样模块：rtu实时测量线路的参数，包括电压、温度等。为了提高单片机的利用，本设计采用i2c总线器件tlc0832和单总线器件ds18b20分别采集电压和温度。雨量和水位的信息分别由雨量计和水位传感器采集。
键盘显示模块：键盘功能主要有设置时间基准、改变采样间隔、改变监控中心、数据拷贝的复制、rtu的测试等，液晶实时显示rtu状态参数等。
rtc模块：采用时钟芯片pcf8583提供精确时钟信号，包括年、月、天、时、分、秒。可通过键盘人工修改或者监控中心统一校时，也可以以短信中心时间为基准统一校时。同时pcf8583提供定时中断信号和系统复位信号，而且用户可以利用其内部240b sram。
tc35接口电路：其接口采用zif40连接器，实现电源连接、指令、数据、语音及控制信号的双向传输。
w77l58单片机：rtu主要由w77e58测控系统组成。内置1kb sram和32kb eeprom，并带有2个uart口，可以不用扩展外部存储器和通讯口，从而提高了rtu的稳定性。rtu结构简图如图2所示。

软件设计
系统软件设计包括rtu软件设计、监控中心软件设计和通讯软件设计。其关键部分为通讯软件的设计，限于篇幅，在此仅介绍通讯接口程序的设计。
tc35支持gsm07.05规定的a