【正文】 天津職業(yè)技術師范大學Tianjin University of Technology and Education畢 業(yè) 設 計基于GSM的遠程溫度控制監(jiān)測系統(tǒng)二o一 三 年 六 月摘 要隨著GSM移動通信網(wǎng)絡的迅速普及和競爭的日益激烈，使得新技術和新業(yè)務的開發(fā)和應用提到了一個十分重要的位置。短消息業(yè)務（SMS）作為GSM網(wǎng)絡的一種基本業(yè)務，已得到越來越多的系統(tǒng)運營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視。 現(xiàn)在隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對環(huán)境的溫度要求越來越高，使得溫度測量與控制運用更加廣泛?；贕SM的遠程溫度監(jiān)測系統(tǒng)是通過移動通信網(wǎng)絡來實現(xiàn)無線遠程傳輸溫度數(shù)據(jù)系統(tǒng)，采用這種方法來監(jiān)測溫度可以實現(xiàn)通信成本低、頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、業(yè)務種類多、保密性能好、抗干擾能力強。這種對溫度的控制是通過現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡將檢測結果以短信的方式發(fā)送至相應監(jiān)測終端，通過控制中心分析處理來進行遠程控制。本設計主要采用STC89C52單片機為主處理器，選用高精度數(shù)字溫度傳感器DS18B20為溫度采集設備，使用SIM300GSM模塊為短信收發(fā)設備，利用液晶屏LCD12864顯示當前溫度信息和報警信息，采用5個獨立按鍵來實現(xiàn)溫度上下限的設定和短信報警號碼的設置，使用兩個繼電器來控制溫度的上升和下降。因此，該遠程溫度控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)室內，邊遠沙漠等偏遠地方的溫度控制，并且具有很高的準確性和及時性，是一個實用性很強的設計。關鍵詞： GSM；SMS短信息；遠程監(jiān)測；溫度監(jiān)測；STC89C52單片機ABSTRACTWith the widely popular of the GSM mobile munication network and the drastically Competition, new technique with new development and appliaction of the business have been a very important have been so important for more and more ISP and ASP as one basic service of GSM the development of industry and agriculture. the temperature of environment has high demand .makes the measurement and control of temperature is more widely temperature monitoring syestem based on GSM is through the mobile munication network to realized wireless remote temperatur data transimsing is realized by using this method to test the temperature can be low cost .high spectrum variety .confidentiality good performance .strong antinterference contronl of the temperature is through the existing GSM network will test results in the form of text message sent to the corresponding terminial. Processing through the analysis of the control center for remote design mainly adopts the 51 singlechip processor choose high precision digital temperature senor 18B20 temperatureacquisition device .using SIM300GSM module for SMS send and receive LCD 12864 screen to display the current temperature and alarm five independent keys to achieve the temperature upper and lower limilts set and of the number of SMS alarm setting .use two relay to control the rise and full of temperature .So the design of remote temperature can realize indoor temperature control system or remote place,such as desert, and has high accurcy and timeliness,is a partical very strong design..Key Words：GSM。 SMS。 Remote monitoring。 Temperature monitoring。 STC89C52 Singlechip microputer 目錄1 引言 1 1 2 32 系統(tǒng)論證方案和比較 5 處理器方案論證 5 STC89C52的時鐘電路 6 STC89C52復位電路 6 7 溫度采集方案論證 83 系統(tǒng)硬件設計 10 電源部分 11 52單片機最小系統(tǒng) 12 13 溫度采集模塊 15 DS18B20的工作原理 15 DS18B20的應用 16 GSM模塊 16 17 20 DS18B20溫度讀取程序設計 20 LCD12864驅動程序設計 21 GSM模塊程序設計 22 常用AT指令 24 短信格式 24 25 整體程序流程圖 26 調試結果 28 硬件調試 28 軟件調試 28結 論 30參考文獻 31致 謝 32附 錄 331 引言隨著科技的發(fā)展和自動化水平的提高，溫度的自動監(jiān)測已經(jīng)成為各行各業(yè)進行安全生產(chǎn)和減少損失采取的重要措施之一。特定場合下由于監(jiān)測分站比較分散、偏遠，采用傳統(tǒng)的溫度測量方式周期長、成本高，而且測量員必須到現(xiàn)場進行測量，有些傳統(tǒng)的測量元件（熱電偶，熱電阻）組成的測量電路負責，遠程智能化低，易受干擾的缺點，因此工作效率非常低，且不便與管理。這就給人們提出了一大課題：如何更好的實現(xiàn)遠程智能化控制監(jiān)測。我們可以推想這樣一個溫度檢測的場景：檢測員暫時離開了，工業(yè)設備環(huán)境溫度或檢測上網(wǎng)環(huán)境溫度超過上限或下限，隨后導致過熱或過冷，從而帶來了巨大的損失。如：設備過熱燒壞，食物腐爛變質等到，于是我們如何在異常動作發(fā)送時，能自動的快速地準確得檢測到環(huán)境溫度，同時又事實得有效的報警呢？針對上述的推想場景，本設計針對性地提出并論證了本設計方案一基于GSM模塊的遠程溫度檢測系統(tǒng)。本設計有效的解決了傳統(tǒng)溫度堅持的缺點和不足。近年來，遠程監(jiān)控技術備受人們的關注，尤其在設備的性能監(jiān)測和故障診斷域都得到了廣泛的應用。在工程應用中，無線遠程監(jiān)控主要采用兩種傳輸模式：建立以無線數(shù)字電視臺為基礎的專用通信網(wǎng)絡；利用GSM/GPRS陸地公用移動網(wǎng)絡?；贕SM的遠程監(jiān)控系統(tǒng)一般不用考慮通信距離問題。短消息業(yè)務SMS作為GSM網(wǎng)絡的一種基本業(yè)務，已得到越來越多的系統(tǒng)運營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視，基于這種業(yè)務的各種應用也蓬勃發(fā)展起來。本文提出了一種基于GSM短消息的遠程溫度監(jiān)測系統(tǒng)。通過現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡將監(jiān)測結果以短信方式發(fā)送至相應的監(jiān)控終端(如手機、PC機)。系統(tǒng)具有結構簡單、可靠性高、成本低等特點，可廣泛應用于橋梁混凝土測溫、油氣井場、電力電纜火災監(jiān)測、糧倉及物資倉庫溫度監(jiān)測。隨著生活水平的提高，人們對生活的要求越來越高。這時利用GSM無線通訊網(wǎng)絡、智能監(jiān)控器和用戶手機終端構建的一套功能完整的遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為大多數(shù)人的要求。該系統(tǒng)可以在用戶外出期間，利用52單片機對整個環(huán)境的安全環(huán)境進實時監(jiān)控。一旦有安全事故發(fā)生，監(jiān)控系統(tǒng)就會立即通過GSM網(wǎng)絡將情況以短信的形式傳遞給戶主，戶到信息后，可以立即采取有效的措施。由社會背景之層面來看，近年來信息化的高速發(fā)展，通信的自由化與高層次化，業(yè)務量的急速增加與人類對工作環(huán)境的安全性、舒適性、效率性要求的提高，造成智能環(huán)境和住宅的需求大為增加，在一些工業(yè)領域如煤礦，石油對環(huán)境的監(jiān)測力度是相當重要的，它與人的生命息息相關，而現(xiàn)在的時時監(jiān)測系統(tǒng)存在著不少漏洞，一套智能化監(jiān)測系統(tǒng)可在保障人身安全發(fā)揮很大的作用，也可以節(jié)省工業(yè)成本。溫度這個概念無論是在日常生活中還是在工業(yè)農(nóng)業(yè)的發(fā)展上，都是一個必須關注的話題，現(xiàn)在大家都在想盡辦法來提高溫度的監(jiān)測方法，一方面需要區(qū)域性，另一方面是準確性和及時性，遠程溫度控制的通信方式有多種，如通過網(wǎng)絡，無線電等等。傳統(tǒng)的遠程溫度控制，在溫度控制的方法上具有非線性或不精確特性。傳統(tǒng)的溫度采集方法通常是利用熱電偶把熱轉化電信號，再通過A/D轉換的到溫度值。熱電偶就是一個熱敏電阻，不同的電阻顯示不同的數(shù)值，利用熱電偶效應原理將二種不同金屬材料連在一起，成為“V”字形，就是一個熱電偶，連在一起的那個結成為一個感溫端，遠離那個結的兩個尾巴應該盡量靠近，成為另一個感溫端，當熱電偶的兩個感溫工作端之間存在溫差時，則在兩個尾巴上就有電壓形成，接在外部回路就有電流通過，形成電信號。這種溫度采集方式速度慢，而且精度不是很高，在這個的基礎上設計了無線電通信的遠程溫度控制系統(tǒng)，采用的是典型的反饋式溫度控制系統(tǒng)，如圖11所示。 電烤箱執(zhí)行器數(shù)字控制數(shù)字式溫度傳感器 圖11 反饋式溫度采集系統(tǒng)框圖目前還有一種是基于PLC的遠程溫度控制系統(tǒng)設計，這種溫度控制主要用在工業(yè)自動化領域內，以其可靠性、抗干擾能力強，編程簡單、性價比高等顯著特點廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)的自動化控制中。該系統(tǒng)的工作原理采用西門子S7200PLC基本單元，并配置EM235模擬量輸入、輸出及運算能力。它所控制的溫度范圍10℃～100℃之間，系統(tǒng)設置綠、紅、藍，三個指示燈來指示溫度狀態(tài)，綠燈亮時代表系統(tǒng)正常運行，紅燈亮的時候代表溫度超出上限，而藍亮時表示溫度低于下限?；贕SM的遠程溫度控制系統(tǒng)具備區(qū)域性、及時性和準確性，可以隨時隨地接收到遠程的溫度，通過及時收到短消息來了解所需要的溫度。這樣的話可以大大地節(jié)省了人力、物力和財力，提高了工作效率和加強了安全防范。所以研究這個控制系統(tǒng)是具有非常深遠的意義。該系統(tǒng)由無線收發(fā)模塊、核心控制模塊STC89C52單片機、顯示模塊LCD1286數(shù)字溫度傳感器DS18B20作為溫度采集芯片和鍵盤模塊這些模塊組成的，通過溫度傳感器來對所在環(huán)境溫度進行溫度采集，LCD12864顯示溫度以及鍵盤來控制溫度的上下限來將信息傳給STC89C52單片機芯片，再經(jīng)過GSM模塊把溫度的信息通過SMS發(fā)送到手機上，這樣就達到了遠程溫度的控制。、遠程溫度檢測系統(tǒng)的發(fā)展和前景目前已建成的覆蓋全國的GSM數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)是我國公眾移動通信網(wǎng)的主要方式。GSM工作在900MHz，(GMSK)調制(BT=)。每載頻使用時分多址（TDMA技術），分為8個全速率業(yè)務信道（TCH/F)或16個半速率業(yè)務信道（TCH/H），并包括各自所帶有的隨路控制信道。短信息服務（SMS)是GSM技術應用的一項重要內容，它具有一些突出特點如：一次可傳輸140byte的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的內容可以是字符或數(shù)字；可以在GSM網(wǎng)絡內部端對端傳輸，還可以從GSM網(wǎng)絡外（如互聯(lián)網(wǎng)）發(fā)送短信息給一個端點站；短信息通過設在移動通信部門的短信息中心（MSC)用GSM系統(tǒng)的信令信道傳送，與語音信道不沖突，即使終端處在通話狀態(tài)下也可以進行傳送。在短信息傳送過程中，不進行呼叫連接建立和釋放的過程； MSC具有短信息的存儲功能，在終端設備關機時，可以保持信息在一定時間內有效。利用這些特點，及其雙向傳輸?shù)男阅?，可方便地實現(xiàn)對于采集站設備的信息采集和遠程控制，即實現(xiàn)遙測和遙控。GSM短信息是移動通信部門利用GSM網(wǎng)絡在提供電路交換的各種電信業(yè)務和承載業(yè)務之外提供的基于數(shù)據(jù)分組交換的一項增值業(yè)務?；贕SM網(wǎng)絡的SMS業(yè)務現(xiàn)在以其快捷，方便，價格低廉的特點已普遍用于各個領域本系統(tǒng)已經(jīng)投入重慶移動試用，運行穩(wěn)定，能及時反映基站的運行狀況，克服了傳統(tǒng)維護基站時被動，費時費力的局面，減少了用戶對營運商的投訴率，改善了網(wǎng)絡運營環(huán)境，對基站起到了統(tǒng)一高效的維護與管理。GSM短消息服務具有廣闊的發(fā)展空間和前景。2 系統(tǒng)論證方案和比較 處理器方案論證 方案1：SCT89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，俗稱單片機。STC89C52有8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器，同時也具備一個完整的計算機所需要的CPU、內存，內部和外部總線系統(tǒng)等設備。在芯片上，擁有8位CPU和可編程的Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供了高靈活、超有效的解決方案。具有512字節(jié)RAM，32位I/O口線，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，MAX810復位電路等功能。 如圖21是STC89C52總控制電路圖： 圖21 單片機STC89C52總控制電路方案2： FPGA是一種現(xiàn)場可編程門陣列，比ASIC專用集成芯片的速度慢，內部含有高層