2.1 GSM 無線型資料收集模組之研製與應用 2.1.1 GSM 無線型資料收集模組之研製
此模組包含了以 16 位元微處理機為主之類比資料收集單元
（包含簡易異常參數診斷及預警功能）、GSM 無線收發模組與介面 電路，當監測參數有異常值時，可經由 GSM 模組發送警訊通知運轉 人員。以下簡述 GSM 無線型資料收集模組之研製。
1.遠端資料收集模組之設計：
由於一般傳統的資料收集是由工作人員到現場去把紀錄器拿 回來解讀，而這些現場可能地處偏遠山區或交通不便或距離非常 遠的地方，造成資料的收集計費時又費力，且如果這些資料是具 有時效性者，傳統的做法就顯然不符合需求，而這個原因是本研 究準備發展遠端資料收集模組的動機。
隨著電腦、通訊等技術大幅進步，讓資料收集及傳輸更即時，
也更可靠，因此遠端資料收集可說是未來發展的必然趨勢，它不 僅可以減少人員費用的支出，及時間上的耗費，且讓人更容易、
更便捷快速地獲得想要的即時資料變化，預測可能會發生的狀 況，作為預警之用，以維護人們的生命及財產安全，或供研究所 需資料之用。
資料的收集主要是為了作後續的分析及監控之用，可能會因 通訊問題使得資料傳輸發生問題，而無法馬上判斷資料所提供的 訊息做為即時預警之用，本研究為了解決此種問題，而有了遠端 資料收集模組之設計構想。因為一般的遠端監控系統的預警設備 大多設置於主控端，主控端與監測端是不在同一個地方，所以可 能會因通訊問題而產生錯誤的警訊，致使預警系統無法發揮預期 作用，所以除在主控端有預警設備外，還要在遠端資料收集器上
也要加上預警設備，如此就可以增加系統的可靠度。
而由於遠端資料收集預警模組的設置有可能在偏遠地區，因 此可能無法經常更換電池，故須有一組太陽能板來對電池充電，
以維持系統正常運轉。因為本系統做為監控之用，故須有一組 A/D 轉換器，以便將數值取出，故選擇使用 Intel 80C196KC 16 位元 的微處理機，如此可縮短程式與硬體設計的時程，先就分別說明 硬體與軟體架構設計方法。
圖 2-1 所示係以 GSM 通訊系統為基礎之監控系統方塊圖，監 控主機位於饋線監控中心，GSM 模組經由 RS-232 與 PC 連接，GSM 收發控制模組負責監控端的命令發射與資料接收，當控制中心由 GSM 收發控制模組撥通至監控端 GSM 收發控制模組時，監控中心即 可獲得監控端現在的資料。監控中心與監控端監資料的收送皆須 經過電信公司的基地台的放大與傳送。
(1). 資料收集預警模組其功能包括：
a. 輸入信號：用一個可變電阻器模擬類比信號的輸入，將來可 將可變電阻器直接以實際的感測器替換。
b. 顯示功能：以 LCD 顯示目前的感測值與通訊狀況。
c. 設定功能：以按鍵進行設定，可設定警戒值，也可以設定當 感測值超過警戒值時，預設被通知者的電話號碼（一組）。
d. 資料收集功能：當主控端的電腦撥號給遠端的模組時，模組 就會和主控端電腦建立連線，把資料傳回主控端。
e. 隨時隨地得知遠端模組的感測值：只要用自己的手機傳送一 特定格式的簡訊到遠端的模組，模組即會自動以簡訊方式回 覆目前的感測值給你。
f. 感測值超過警戒值時發出警告訊息：此種情況發生時，模組 即會自動對之前所有儲存的電話號碼發出警告簡訊。（欲被通 知的使用者或管理者需要先傳一特定格式的簡訊給模組，模
組即會自動儲存來電者的電話）。
Control center
PC
GSM 基地台
資料蒐集器
GSM 通訊模組 變壓器線上資料
蒐集的主控PC
GSM communication
model
圖2-1 以GSM通訊系統為基礎之監控系統方塊圖
(2). 硬體架構設計
圖 2-2 所示為遠端資料收集預警模組硬體系統方塊圖，圖中 16 位元微處理機 80196KC 其功能包括：
a. 將欲收集的資料，利用內建 10-Bits 的 A/D 轉換器將其轉換 成數位信號。
b. 將連至遠端資料收集器的電話號碼紀錄在 DS 1644NURAM 32MB 容量的隨機記憶體內。
c. 接受按鍵功能輸入值，設定以功能鍵方式設定相關參數，如 SIM 的密碼、預設的監控者及警戒點。
d. 將欲顯示的資料以中斷方式經由 8255 IC 的 Port A、I/O 0
─I/O 7 傳至 LCD 顯示。
e. 建立 RS-232 串列通信埠與個人電腦連線，以便資料即時傳輸 至監控中心。
圖 2-2 遠端資料收集預警模組硬體系統方塊圖 (3). 軟體架構設計
遠端資料收集預警模組之軟體設計直接以組合語言撰寫，其功 能包含了儲存電話號碼、按鍵掃描與功能設定，以及資料顯示 等程式的撰寫，由於 80196KC 內建 ROM 容量不足（只有 16KB）
故另擴充 ROM 記憶體 28KB 的容量。
圖 2-3 所示為遠端資料收集預警模組的通訊協定，此協定關係 著資料傳送成功與否，其中錯誤檢查碼檢查方式採 CRC 碼。
圖 2-3 遠端資料蒐集器通訊協定