1     引言

       GSM网络是目前国内覆盖范围最广控制工程网版权所有，应用最普遍的无线通信网络，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CONTROL ENGINEERING China版权所有，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，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控制工程网版权所有，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，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www.cechina.cn，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，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，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+2.5VCONTROL ENGINEERING China版权所有，从而限定了MAX539的电压输出范围是0~+2.5VCONTROL ENGINEERING China版权所有，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。