1 引言
　　随着无线通讯技术的不断发展和应用，与架设专用电缆（或光缆）、租用电信专线等方式相比，无线通讯以其造价低、施工快、运行可靠、维护简单等优点正逐渐被人们所重视www.cechina.cn，并逐步应用于数据采集与监控系统中。
　　plc是工业控制中最常用的控制器之一，它运行可靠、集成度高、可扩展性强。通过标准接口与无线数据通讯模块结合在一起控制工程网版权所有，组成无线远程监控系统。可以不拘泥于特定行业的具体要求，实现形式多样的i/o信号采集和设备的控制。实现远程诊断、测试、监管等功能，满足各行业调度或控制中心与众多远方站之间的数据采集和控制。这无疑是一种全新的控制系统模式。
　　本文描述的应用正是采用了无线通讯技术和plc相结合的系统模式来实现对温室系统的无线远程监控。
　　2 系统功能
　　本系统的功能主要是根据现场设备的具体情况和客户的需求，实现温室的温度自动/手动调节、储水箱的液位自动/手动控制，以及灌溉、照明、通风、给水、排水等功能的远程监视和本地/远程控制。
　　3 系统设计
　　3.1 系统构成

　　3.2 系统说明
　　本系统（如图1所示）采用传统的上位机、下位机组合控制模式，不同之处在于上、下位机之间的通讯采用无线通讯（gprs）和万维网（internet）实现。其中上位机采用具有上网功能的pc（也可以采用pda等具有上网功能的终端），下位机采用西门子s7-200 plc。
　　（1） 上位机功能
　　上位机系统平台采用市场占有率较高、资源相对丰富的windows 2000系统。应用软件的开发采用基于windows平台的软件技术，根据客户需求生成个性化的人机界面，实现人性化的信息交换。在人机画面上www.cechina.cn，可以实现自动/手动控制功能的切换，不仅可以显示现场设备的运行状态，而且可以通过画面控制设备。在画面上，还可以显示各种仪表的数据，对现场参数（温度、水位等）实现远程实时监测，以及设定报警值等功能。
　　（2） 下位机功能
　　根据监控对象的不同，现场i/o存在着不同的信号形式。具体形式上有各种具有标准接口或非标准接口的传感器、变送器和各种执行装置（诸如电机、电磁阀等）。在本系统中的数字量i/o有控制照明装置打开/关闭的继电器、控制给水泵/排水泵电机启动/停止的继电器和接触器、控制通风设备的继电器和控制灌溉的电磁阀等。模拟量i/o有温度信号、液位信号（本系统中是4-20ma信号）。
　　现场i/o通过siemens s7-200plc接入系统，实现数据的采集和预处理，并根据上位机的指令对现场的工况进行判断、处理。利用plc控制能力强、实时性好的特点来实现对现场设备第一时间的保护。实时对异常、故障等进行处理，并将设备的状态定时传送到上位机进行远程监视和控制。
　　4 系统功能实现
　　4.1 控制方式
　　本系统可以实现本地、远程两种操作方式。该功能通过现场操作台的本地/远程选择开关实现。
　　l 在本地方式下：系统通过现场操作台的按钮实现对现场设备的本地手动操作。
　　l在远程方式下：现场操作台的按钮对现场设备的操作无效。操作者可以通过画面实现对现场设备的远程手动控制。并可以设定系统处于手动还是自动运行模式。
　　4.2 人机界面
　　（1） 界面的设计原则
　　l 采用与实物形式相近的三维图形;
　　l 采用动画形式表现设备的状态;
　　l 故障、报警信息要显著、明显;
　　l 操作方便。
　　（2） 界面的内容
　　l 设备的状态信息（运行、停止、正常、故障等）;
　　l 现场数据（现场传感器的反馈值等）;
　　l 控制功能（实现控制功能的按钮等）;
　　l 设定信息（报警值修改、保存等）。
　　人机界面采用基于windows平台的组态软件技术，可根据不同客户需求，方便、快速的生成个性化的人机界面，实现人性化的信息交换。
　　4.3 温度控制
　　温度（模拟量输入）信号直接传送到监控画面监视。画面可以根据具体条件对温度的报警值进行设定，并存储在plc中。当系统在远程控制模式下自动运行时，如果现场温度达到高报警值时，plc向监控终端发送报警信息，并自动启动通风装置;当系统处于远程手动模式下时，通风装置由画面手动控制。
　　4.4 液位控制
　　液位（模拟量输入）信号直接传送到监控画面监视。画面可以根据具体情况对液位的报警值进行设定，并存储在plc中。当系统在远程控制模式下自动运行时，如果现场液位高于高报警值时，plc向监控终端发送报警信息，并自动启动给水装置;如果现场液位低于低报警值时，plc向监控终端发送报警信息，并自动启动排水装置。当系统处于远程手动模式下时，给、排水装置由画面手动控制。
　　4.5 灌溉和照明控制
　　通过人机界面手动控制各个设备的打开/关闭。
　　5 通讯功能实现
　　5.1 gprs简介
　　上位机和下位机之间可以根据具体情况采用gprs、蓝牙、w-lan等多种形式进行无线数据传送。本系统由于监控距离远，通讯数据量相对较小，因此采用gprs进行数据传送。
　　gprs 是通用分组无线业务（general packet radio service）的英文简称，是在现有gsm系统上发展出来的一种新的承载业务www.cechina.cn，目的是为gsm用户提供分组形式的数据业务。作为一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线ip。gprs采用分组交换技术，资源被有效的利用，数据传输速率高。gprs移动数据传输系统有很大的应用范围，几乎所有中低速率的数据传输业务都可以应用，如城市配电网络自动化、自来水、煤气管道自动化、商业pos机、internet接入、个人信息、股票信息、金融、交通、公安等。
　　将gprs通讯模块通过rs232/485等接口连接至plc。通过gprs通讯模块，plc将所需要采集的信息发送至gprs gateway。gprs gateway将所接收到的数据通过internet网络发送至各客户监控终端。客户通过各自终端，进行远程数据采集、控制、指令发送等操作。通过客户应用界面程序，客户可以在任何地方接入internet，访问指定的web控制页面，通过web直接进行实时的远程监控。
　　5.2 plc通讯功能实现
　　西门子s7-200
　　plc的编程通讯接口通过修改系统参数，可以实现自由通讯功能。由于该通讯接口采用的是半双工通讯模式，所以plc程序采用了中断触发方式来实现plc和gprs通讯模块的通讯。具体程序如下：
　　（1） 主程序
　　ld sm0.1 //plc 第一个扫描周期执行
　　movb 2#1001， smb30 //初始化自由端口
　　//波特率9600
　　//8位数据位
　　//无奇偶校验位
　　movb 2#11100000， smb87 //接收数据参数设置
　　//rcv使能
　　//检测起始字符
　　//检测结束字符
　　movb 16#02www.cechina.cn， smb88 //起始字符
　　movb 16#03， smb89 //结束字符
　　movb 100， smb89 //最大字符数100
　　atch int_1， 23 //连接中断程序1到接收结束事件
　　atch int_2， 9 //连接中断程序2到发送结束事件
　　eni //允许用户中断
　　rcv vb150， 0 //执行接收指令
　　//接收缓冲区指向vb150
　　（2） 中断0
　　//100ms 定时器中断
　　ld sm0.0
　　dtch 10 //断开中断
　　xmt vb200， 0 //在端口0发送数据
　　（3） 中断1
　　//接收完成中断
　　lbd smb88， 16#20
　　move 100 smb34
　　atch int_0， 10 //如果接受到结束字符，连接一个100ms的定时器，返回
　　creti
　　not
　　rcv vb150， 0 //如果因为其他原因结束，
　　//启动一个新的接收
　　（4） 中断2
　　//发送完成中断
　　ld sm0.0
　　rcv vb150， 0 //允许另一个接收
　　6 结束语
　　该系统可以用于组建油田/天然气、水处理、电力、煤气、铁路、地震/气象/环保、gps、金融、公安/交通/安防、化工、工业控制自动化等数据采集与控制系统。这无疑为自动化控制提供了一种新颖、实用的解决方案。本文中的系统已应用于生产实践中。