【正文】 保存在 AT24C04 中的溫度 數(shù)據(jù) 定時(shí)發(fā) 送給供熱終端，這樣可以避免 被 供熱用戶(hù)和供熱公司 之間因?yàn)楣釂?wèn)題發(fā)生經(jīng)濟(jì)糾紛 。本設(shè)計(jì)的擴(kuò)展部分為 用 LCD1602 液晶屏顯示年月日時(shí)分秒 以及當(dāng)前的溫度值 ，并且為用戶(hù)提供了溫度上下限保護(hù)功能，同時(shí)又增加了按鍵記錄當(dāng)前溫度，這樣做的目的是可以把不合理的溫度記錄下來(lái)，方便用戶(hù)向供熱公司提出反應(yīng)的憑證。溫度法是利用在同樣的氣候條件和相同的時(shí)間內(nèi)，各個(gè)房間的耗熱量與室溫有關(guān)的原理。最后通過(guò)串口與 GSM 模塊通信以控制啟動(dòng) SIM300 和數(shù)據(jù)的收發(fā)等。 在室內(nèi)溫度監(jiān)控遠(yuǎn)程傳輸?shù)膽?yīng)用背景下，結(jié)合其傳輸數(shù)據(jù)少和非連續(xù)性工作的應(yīng)用特征，研制了利用 51 系列單片機(jī)控制 GSM 模塊 SIM300 以 發(fā)短息 的方式進(jìn)行遠(yuǎn)程溫度數(shù)據(jù)的傳輸。而對(duì)于電話組網(wǎng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， 終端用戶(hù)為被叫方，設(shè)備工作不穩(wěn)定會(huì)影響用戶(hù)，設(shè)備價(jià)格昂貴。目前除了西方發(fā)達(dá)國(guó)家已采用這一措施外，東歐各國(guó)及原蘇聯(lián)地區(qū)國(guó)家正逐步推廣。通常一次管網(wǎng)所提供的熱量在熱力站交換成二次采暖熱水和民用生活熱水?！笆晃濉逼陂g超越完成 億 m178。同期開(kāi)展國(guó)家級(jí)城市示范工作，選擇八個(gè)城市開(kāi)展示范工作和既有住宅供熱計(jì)量示范工程。 第三階段是 20xx 年 至今，稱(chēng)為全面推廣階段。 ⑶ 試點(diǎn)示范包括有天津模式、沈陽(yáng)模式、承德模式、甘肅榆中模式等。第四個(gè)時(shí)期就是實(shí)驗(yàn)工程，將理論付諸與實(shí)踐，北京新康小區(qū)、山東省煙臺(tái)民生小區(qū)、中加合作項(xiàng)目哈爾濱煤院 炭設(shè)計(jì)研究 等都是當(dāng)時(shí)有代表性的工程項(xiàng)目。在這個(gè)階段中第一個(gè)時(shí)期是引進(jìn)概念。 關(guān)鍵詞 ： SIM300 LCD1602 DS18B20 溫度采集 按鍵 ABSTRACT In recent years, With the rapid development of regional economy，Environmental pollution problem is getting worse， Prevention of environmental pollution, Protect the environment, Maintain ecological balance, Has bee an important measure of social development, Is the obligation of every citizen. China39。系統(tǒng)擴(kuò)展 了溫度上下限自動(dòng)報(bào)警，按鍵記錄當(dāng)前溫度值。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以有效的 控制不合理的浪費(fèi)，同時(shí)也可降低能源的浪費(fèi)。安全發(fā)展，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展。 I 具有無(wú)線遠(yuǎn)傳的溫度法熱計(jì)量器設(shè)計(jì) 摘 要 近年來(lái)，隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，防止環(huán)境污染，保護(hù)環(huán)境，維持生態(tài)平衡，已成為社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措，也是每個(gè)公民應(yīng)盡的義務(wù)。只有堅(jiān)持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展。 如今取暖已經(jīng)成為了節(jié)能減排的重要目標(biāo)。這樣做的目的即實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，又同時(shí)進(jìn)行合理的收取供熱費(fèi)用，真正的實(shí)現(xiàn)了，溫度法熱計(jì)量收費(fèi)的目的。本系統(tǒng)還增加了年月，日，時(shí)，分，秒，星 II 期等功能。 第一階段是 90 年代初 到 20xx 年，約 10 年 的時(shí)間，為探索階段。第三個(gè)時(shí)期是研究探索。 ⑵ 標(biāo)準(zhǔn)先導(dǎo)以先行先試的地方 標(biāo)準(zhǔn)為主，如北京市熱計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，對(duì)全國(guó)各地產(chǎn)生了積極的作用，引導(dǎo)各地相繼出臺(tái)地方標(biāo)準(zhǔn)。 ⑷ 中國(guó)供熱計(jì)量的發(fā)展離不開(kāi)國(guó)際方面的合作和支持，世界銀行、全球環(huán)境基金（ GEF）、聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署（ UNDP）在我國(guó)選擇了很多城市進(jìn)行供熱計(jì)量和節(jié)能改造的試點(diǎn)。在此階段政府也是加大了引導(dǎo)力度，住建部從 20xx 年開(kāi)始連續(xù)五年召開(kāi)全國(guó)供熱計(jì)量大會(huì)，將供熱計(jì)量的實(shí)施和城市稱(chēng)號(hào)、政府工程補(bǔ)貼相結(jié)合。截止 20xx 年，北京、天津等10 個(gè)省、直轄市出臺(tái)了《 供熱計(jì)量?jī)r(jià)格和收費(fèi)實(shí)施細(xì)則 》 ， 80 多個(gè)地級(jí)以及以上城市出臺(tái)《供熱計(jì)量?jī)r(jià)格和收費(fèi)辦法》。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的集中供熱系統(tǒng)均為動(dòng)態(tài)的變流量系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)與控制技術(shù)先進(jìn)，控制手段完善，設(shè)備質(zhì)量高。集中采暖按熱量計(jì)費(fèi)是世界各國(guó)發(fā)展的趨勢(shì)，也是各國(guó)家節(jié)能環(huán)保的一項(xiàng)基本措施。 供熱公司只需要設(shè)置主機(jī)，每戶(hù)安裝終端設(shè)備，安裝方便，好組網(wǎng)，數(shù)據(jù)輪詢(xún)采集，運(yùn)行費(fèi)用 低。用 SIM300 組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸 。同時(shí) 將采集到的溫度值用 LCD1602 顯示到 每戶(hù)的 客戶(hù)端 （溫度的平均值） 。該裝置集成了熱計(jì)量技術(shù)，和數(shù)據(jù)通信技術(shù)。 本系統(tǒng)的硬件電路圖主要實(shí)現(xiàn)的是每室溫度的采集，然后將每室的溫度通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸給每戶(hù)的中斷，然后利用 STC12C5A60S2 作為處理器，將每室的溫度值采集到處理器中，然后求取平均值，然后再發(fā)送開(kāi)啟串口中斷通過(guò)SIM300 把數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸給供熱公司，供熱公司將每戶(hù)的數(shù)據(jù)定時(shí)的保存在計(jì)算機(jī)中，留作后續(xù)的溫度記錄和處理。 本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件 總 結(jié)構(gòu)圖如 圖 11所示 ： 圖 11 系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)圖 5 第 2 章 系統(tǒng)的工作原理 系統(tǒng)的 原理 本系統(tǒng) 采用 STC12C5A60S2 作為主處理芯片，采集供熱用戶(hù)的每室溫度，每室 的溫度數(shù)據(jù)通過(guò)溫度通信線傳輸給戶(hù)終端 。 功能特性描述 7 STC12C5A60S2 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 60K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 STC12C5A60S2 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 60k 字節(jié) Flash， 1280 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口，看門(mén)狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工 串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 8 位微控制器 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash. P0 口 ： P0 口是一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路的雙向 I/O 口。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。對(duì) P1 端口寫(xiě) “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 P1 口 的 第二功能 T2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 。 SCK（在線系統(tǒng)編程用） 。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時(shí)， P2 口送出高八位地址。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位 雙向 I/O 口， P3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。 9 ALE/PROG—— 當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。 EA/VPP—— 外部訪問(wèn)允許，欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。 本系統(tǒng)采用 給 SIM300 模塊供電，采用 5V 給單片機(jī)供電。 DS18B20 有很多特性，現(xiàn)列舉以下幾點(diǎn)： （ 1） 應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫電路； （ 2） 測(cè)溫范圍為 55度 — 125度，最大精度可以達(dá)到 ； （ 3） 只通過(guò)一條數(shù)據(jù)線即可實(shí)現(xiàn)通信。 ROM 指令主要是對(duì)其內(nèi)部的 ROM 進(jìn)行操作，每一片 DSl8B20 在其 ROM 中都存有其唯一的 48 位序列號(hào)，在出廠前已寫(xiě)入片內(nèi) ROM 中。這樣對(duì)器件進(jìn)行讀寫(xiě)指令時(shí)就比較麻煩，必須應(yīng)用特定時(shí)序來(lái)識(shí)別高低平信號(hào)，所以指令表中 0、 1 在寫(xiě)給DS18B20 時(shí)就得變成代表 0、 1 電平的時(shí)序段序列 [9]。如 9 位數(shù)據(jù)時(shí)，有 1 位為小數(shù)，精度為 。和 DS18B20 間的任何通訊都需要以初始化序列開(kāi)始。減法計(jì)數(shù)器1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值 13 減到 0 時(shí)溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器 1 重 新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)， 停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。1/4℃ 的準(zhǔn)確率。 其輸出靈敏度為 ／ ℃ ，精度達(dá) ℃ 。 如果采集的溫度值有負(fù)溫度時(shí)必須要使用正負(fù)雙電源進(jìn)行分離，然后把負(fù)值通過(guò)反相器進(jìn)行轉(zhuǎn)換后才可以送入 AD 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換為電壓值 [11]。 AD 轉(zhuǎn)換芯片的選擇方案 方案一： ADC0809 的技術(shù)參數(shù) ADC0809 是帶有 8位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 8 路多路開(kāi)關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的 CMOS 組件。 （ 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs(時(shí)鐘為 640kHz時(shí) )， 130μs（時(shí)鐘為 500kHz時(shí)） （ 4）單個(gè) +5V 電源供電 。 ADC0809 的工作過(guò)程： 首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入 地址鎖存器 中。直到 A/D轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束 ， 結(jié)果數(shù)據(jù)已存入 鎖存 器 ，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。 數(shù)據(jù)傳送 的關(guān)鍵問(wèn)題是如何確認(rèn) A/D 轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送?？蓳?jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí) 子程序 ， A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳送 。 不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過(guò)指令進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳送 。 在 應(yīng)用電路中，采用 51 單片機(jī) 控制 AD7705，對(duì) LM35 溫度 信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。能直接將 LM35 傳感器測(cè)量到的多路微小信號(hào)進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換 [14]。它采用了 ΣΔ技術(shù)，可以獲得 16 位無(wú)誤碼數(shù)據(jù)輸出。片內(nèi)的增益可編程放大器 PGA 之一，能將不同擺幅范圍的各類(lèi)輸入信號(hào)放大到接 AD 轉(zhuǎn)換器的滿(mǎn)標(biāo)度電壓再進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換，這樣有利范圍的雙極性 信號(hào)。 在眾多的 51 系列單片機(jī)中 ， 要算國(guó)內(nèi) STC 公司的 1T 增強(qiáng)系列更具有競(jìng)爭(zhēng)力 ， 因他不但和 8051 指令、 管腳完全兼容 ， 而且其片內(nèi)的具有大容量程序存儲(chǔ)器且是 FLASH 工藝的 ， 如 STC12C5A60S2 單片機(jī)內(nèi)部就自帶高達(dá) 60K FLASH ROM,這種工藝的存儲(chǔ)器用戶(hù)可以用電的方式瞬間擦除、改寫(xiě)。重要的一點(diǎn) STC12C5A60S2 目前的售價(jià)與傳統(tǒng)51 差不多，市場(chǎng)供應(yīng)也很充足。 由 方案一、 方案 二 和方案三 可知方案 三 測(cè)量的精度 和方案二的一樣 。所以本設(shè)計(jì)選擇為方案 三 的接線 [17]。 (2)具有調(diào)試和數(shù)據(jù)輸 出兩個(gè)串口，幫助開(kāi)發(fā)人員更容易開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。 SIM300 具有低功耗設(shè)計(jì)，睡眠模式下的電流消耗僅為 。推薦在 VBAT 輸入引腳使用旁路電容（推薦值： 100uF，低阻抗）。如果電壓低于 ，模塊可能自動(dòng)關(guān)閉。此命令監(jiān)測(cè)三個(gè)參數(shù)：電壓百分比和電壓值（ mV）。一是用命令“ AT+CFUN”，使模塊進(jìn)入最小功能使用模式；二是用 /DTR 硬件接口信號(hào)使系統(tǒng)進(jìn)入睡眠模式（或緩慢時(shí)鐘模式） 。此模式下，模塊仍然可以從網(wǎng)絡(luò)接收尋呼或短消息。 串行接口 SIM300 提供了兩個(gè)不平衡異步操作串口。這兩個(gè)模擬輸入通道是一摸一樣的，典型用法是將其中一個(gè)通道連上麥克風(fēng)做成電話聽(tīng)筒，另一個(gè)通道連接外部麥克風(fēng)或者外線輸入。 表 SIM 卡接口信號(hào) 22 引腳 信號(hào) 描述 19 SIM_VDD SIM卡在 SIM模式下的自動(dòng)功率輸出，一個(gè)是 177。 SIM 電壓為3V/， TC35i的數(shù)據(jù)接口 (CMOS 電平 )通過(guò) AT 命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù) ,可選波特率為 300b/s～ 115kb/s , 自動(dòng)波特率為 ～ 115kb/s。 TC35i硬件設(shè)計(jì)： TC35i模塊有 40 個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè) ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座 )連接器引出。 15 腳是啟動(dòng)腳 IGT，系統(tǒng)加電后為使 TC35i進(jìn)入工作狀態(tài) ,必須給 IGT 加一個(gè)大于 100ms 的低脈沖 ,電平下降持續(xù)時(shí)間不可超 1ms。硬件握手信號(hào)用RTS0/CTS0，軟件流量控制用 XON/XOFF， CMOS 電平，支持標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令集。當(dāng) LED 熄滅時(shí) ,表明 TC35i處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當(dāng) LED為 600 ms 亮 /600ms 熄時(shí)，表明 SIM 卡沒(méi)有插入或 TC35i正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登錄；當(dāng) LED 為 75 ms 亮 /3s 熄時(shí)，表明 TC35i已登錄進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，處于待機(jī)狀態(tài)。同時(shí)模塊 在發(fā)射時(shí)，電流峰值可高達(dá) 2A。 TC35i模塊輸入輸出的 TTL 正電平邏輯不是 +5V，而是 +，因此必要時(shí)加端口保護(hù)。 DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信 ,僅需 用到三個(gè) 接 口線 :1 RES 復(fù)位 ,2 I/O 數(shù)據(jù)線 ,3 SCLK 串行時(shí)鐘 。 (2) 31 個(gè) 8 位暫存數(shù)據(jù)存儲(chǔ) RAM。 (6) 讀 /寫(xiě)時(shí)鐘或 RAM 數(shù)據(jù)時(shí)有兩種傳送方式單字節(jié)傳送和多字節(jié)傳送字符組方式 。 (10) 可選工業(yè)級(jí)溫度范圍 40+85。雙電源管 腳 用于主電源和備份電源供應(yīng) 。在進(jìn)行任何數(shù)據(jù)傳輸時(shí)， RST 必須被制高電平，在每個(gè) SCLK 上升沿時(shí)數(shù)據(jù)被輸入，下降