王晓亮，曹红军，田芳明

（1.黑龙江八一农垦大学信息技术学院，黑龙江大庆163319；2.哈尔滨工业大学通信技术研究所，黑龙江哈尔滨150080）

SMS和MMS在水稻秧棚监控数据无线传输与控制中的应用

王晓亮1,2，曹红军1，田芳明1

（1.黑龙江八一农垦大学信息技术学院，黑龙江大庆163319；2.哈尔滨工业大学通信技术研究所，黑龙江哈尔滨150080）

针对水稻育秧群棚监控中心没有接入互联网的问题，设计了一种基于SMS（Short Message Service）和MMS（Multimedia Messaging Service）的监测数据无线传输与控制系统.系统中可以使用短信控制秧棚的通风和灌溉，使用彩信可以随时接收大棚秧苗生长环境的监测数据.实践结果表明：该系统提高了秧棚管理效率，减轻了实际管理人员的工作，为水稻工厂化育秧提供了技术支持.

育秧群棚；SMS；MMS；无线.

寒地水稻育秧群棚监控系统实现了对寒地水稻大棚秧苗生长环境的监控，其监测变量有大棚温湿度、土壤水分、土壤温度、土壤PH值、空气CO2含量和光照强度[1-2].系统在全自动工作状态下，能根据不同的生长期预先设置的温湿度、土壤水分的上下限，当出现超限时会自动开启通风或灌溉设备进行操作；系统在半自动工作状态下，系统管理人员只需操作电脑就可以控制上百个秧棚，操作简单，不会有棚被遗漏，不但提高了作业效率、减轻操作人员的劳动[3]，而且经过多年的积累发现，只有按照标准化育秧、严格控制秧棚内环境才能培育出壮秧.

由于寒地水稻育秧群棚监控系统没有接入互联网，系统管理人员在育秧期内有时无法24小时全天候值班，为了解决该问题，系统采用SMS和MMS的方法传输监测数据和控制指令，使管理人员在任何时间和任何地点都能对秧棚环境了解及控制.

1 系统整体解决方案

水稻育秧群棚监控系统安装于智能控制中心，如图1所示，由于监控数据信息量较大，而且单条SMS只能发送

140个字符，若采用SMS的方式发送数据，可能一组数据将分成几条甚至几十条短信，这在经济上和方便性上对用户都是一个麻烦.因此，中心采用MMS的方式定时发送监控数据，彩信经GPRS网络，通过WAP网关发送至用户手机上，用户就可以像阅读文本一样就可以查看监控数据.而当用户需要对秧棚通风或者灌溉进行远程控制时，采用SMS发送单条短信，经短信中心到达中心，中心响应操作，实现对秧棚的控制.

图1 系统整体解决方案

在该方案中，智能控制中心是通过GPRS模块来实现传输SMS和MMS的，所谓的GPRS模块就是具有GPRS功能的GSM模块.该系统所使用的GPRS模块SIM300是内嵌了TCP/IP协议的GPRS模块，在物理层、数据链路层、网络层、传输层通信协议的实现都是在模块内部通过AT指令实现的.AT指令是以AT作首，字符结束的字符串，每个指令执行成功与否都有相应的返回[4].

2 SMS控制模块设计

2.1 SMS编码

SMS发送和接收的编码方式共有三种：Block Mode、Text Mode和PDU Mode.Block Mode目前基本上已经不使用.Text Mode主要用于欧美地区，国内手机基本上不支持. PDU Mode可以使用任何字符集，是手机默认的编码方式，被所有手机支持.

表1 SMS的部分AT指令及含义

PDU编码由‘0’-‘9’和‘A’-‘F’这些数字和字母组成，其表面上是一组ASCII码，它们是BCD码十进制数或8位字节的十六进制数.PDU编码不仅包含发送或接收的消息内容，还包含短信服务中心号码、回复号码、目标号码、服务时间和编码方式等其他信息[2].

2.2 SMS的AT指令

本系统中智能控制中心只涉及到短信的接收，用到的SMS的AT指令如表1所示，程序编写的流程基本按照该表的流程号进行的[4].

表2 MMS的部分AT指令及含义

3 MMS接收模块设计

3.1 MMS简介

MMS即多媒体信息业务，该业务是按照3GPP（第三代合作伙伴计划标准）和WAP论坛标准中有关多媒体信息标准开发的.MMS需要在GPRS网络的支持下来传输多媒体信息，其载体为WAP,可以在手机端到端、互联网到手机端或者手机端到互联网来进行传送视频片段、声音、图片和文字等信息.本系统实际上只用到了MMS的支持长文本这个特点[5].

3.2 MMS的AT指令

本系统中智能控制中心只涉及到彩信的发送，用到的MMS的AT指令[6-8]如表2所示，同样流程号显示编程的顺序.

4 系统运行验证

本系统在黑龙江八五九农场科技园区进行了实际应用，彩信的发送可以采取人工方式，如图5所示，直接在PC机上将数据库中最新的监控数据并发送到指定的手机号码中.系统也可以设定采取定时的方式进行发送.经实际测试，在网络信号正常的情况下，从发送到接收整个过程在10秒之内，基本上满足了系统实时性的要求，尽快地将监控数据发送至用户手中.

图2 手工方式发送彩信

用户也可以通过在手机上编辑短信来对各个秧棚就行远程控制，如编辑“开左一”，表示打开1#秧棚的左侧卷帘门，实现了对秧棚的通风.短信的语意由于保密的原因，只在用户和管理人员之内通用.智能控制中心必须对规定好的语意来进行处理.

5 结论

本系统解决了水稻秧棚监控中心没有接入互联网的问题，将SMS和MMS应用在水稻秧棚监控数据无线传输与控制中，充分发挥了二者移动性的特点，使工作人员随时随地都可以了解和控制秧棚，降低了管理成本，提高了管理水平.同时也为其他无线传输与控制系统提供了参考.

〔1〕田芳明，衣淑娟，谭峰，王晓亮，闫丽，刘英楠.智能育秧群棚监控系统的设计与应用.广东农业科学，2012(2)：126-129.

〔2〕田芳明,谭峰,衣淑娟.基于单片机的低功耗水稻育秧棚监控系统设计.农机化研究，2011(11):15-18.

〔3〕席桂清,田芳明,衣淑娟，谭峰.寒地水稻育秧大棚智能监测系统设计与试验.农机化研究，2011(11):40-43.

〔4〕王晓亮,谭峰,曹洪军.基于GSM模块的信息服务系统的设计与实现.黑龙江八一农垦大学学报，2009(6):74-76.

〔5〕王晓亮,谭峰,曹洪军,衣淑娟.彩信在水稻生长环境监测系统中的应用研究.农机化研究，2011(11):32-35.

〔6〕SIMCOM公司.SIM300_MMS_ATC_V1 01.2009-4-17.http://www.sim.com.

〔7〕SIM300 MMS Application Note SIM300_ MMS_AN_V1.1．

〔8〕AT Commands Set SIM300_MMS_ATC_V1.01.

TN915.1

A

1673-260X（2013）08-0026-02

黑龙江省教育厅科学技术研究（重点）项目资助（12511z021）