1     引言

       GSM网络是目前国内覆盖范围最广，应用最普遍的无线通信网络CONTROL ENGINEERING China版权所有，具有覆盖面广、可靠性高、延时短等特点。其中短消息业务(SMS)使用GSM网络的公共控制信道传输用户分组信息，短消息的传送是通过短消息业务中心（SMSC）存储和发送的，短消息业务在GSM网络中以数据报的方式在移动设备（MS）和短消息业务中心（SMSC）之间交换用户数据，当出现网络故障使用户数据不能到达对端的移动台（MS）时，SMSC对短消息进行存储控制工程网版权所有，在网络故障恢复时转发短消息，实现了对用户数据的保护。每个短消息的信息量最高为140个8位组，当使用7-bit编码时，可以最多发送160个字符，因此特别适用于单个业务数据量不大、但数据控制点多的远程控制系统。本文以油田抽油机为实际应用背景，介绍了基于GSM短消息业务的开关磁阻电机调速系统远程控制的架构和具体实现。

        2    

       本系统的核心部分是微控制器AT89C51和GSM无线通信模块MC35i。其中外围电路用于开关磁阻电机调速系统工作状态采集，采用的是8位逐次逼近模数转换器，用于控制信息的给定采用的是12位串行数模转换器，同时扩展了外部存储器。具体框图如图1所示。

图1    系统框图

        2.1   开关磁阻电机

       开关磁阻电机（SRM）是调速系统中实现机电能量转换的部件，为双凸极可变磁阻电动机，其定转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成。转子无绕组也无永磁体，定子极上绕有集中绕组，径向相对的两个绕组可串联或并联构成一对磁极，称为“一相”。SRM可以设计成多相结构，且定、转子的极数有多种不同的搭配。相数多，步距角小，有利于减小转矩脉动，但结构复杂，且主开关器件多CONTROL ENGINEERING China版权所有，成本高。因此电机定、转子的极数应当按使用的场合合理确定。

        2.2   开关磁阻电机调速系统

       开关磁阻电机调速系统是控制开关磁阻电机的中枢,作用是综合处理速度指令、速度反馈信号及电流传感器、位置传感器的反馈信息，控制功率变换器中主开关器件的工作状态，同时检测故障信号等，以实现对SRM运行状态的控制。主要由功率变换器、控制器、位置检测器等部分构成。

        2.3   SRD工作状态的采集过程

       SRD工作状态的采集过程负责对从电机的调速系统（SRD）中采集启停信息、正反转信息、转速信息、过压、过流信息等，对于信息的处理我们采用的芯片是8位逐次逼近模数转换器TI公司的4通道串行A/D转换芯片TLC0834，该芯片有可输入配置的多通道多路器和串行输入输出的方式。由该芯片的工作时序可知，TLC0834在输出以最高位（MSB）开头的数据流后，由以最低位（LSB）开头重输入一遍前面的数据流。DI端只在多路器寻址时被检测，而此时DO端仍为高阻状态，经过一个时钟周期后，DO端才开始在时钟上升沿时读出数据，所以，在设计电机调速系统工作状态的信息采集电路时，为了节省I/O资源，采用单片机AT89C51的一个I/O口连接DO和DI来实现。

        2.4   控制信息的给定过程

        故障信息出现时控制工程网版权所有，为了及时对电机的主控制器进行调整，例如改变电机的转速控制工程网版权所有，由于转速信号是电压模拟量，因而选用MAXIM公司的12位串行D/A芯片MAX539，它具有低功耗的优点，为MAX539提供基准电压的是MAX873，输出电压+2.5V，从而限定了MAX539的电压输出范围是0~+2.5V，可外接一个比例运算放大器用于准确的调整转速，实现对故障信息的处理。