【正文】 的發(fā)展注入了新的血液，凡是應(yīng)用調(diào)制解調(diào)器的場(chǎng)合大多可以采用 GSM 模塊代替。它通過(guò)無(wú)線控制信道進(jìn)行傳 輸，不用建立撥號(hào)連接，把要發(fā)的信息加上目的地地址發(fā)送到短消息服務(wù)中心 SMSC(Short Message Service Center)，經(jīng) SMSC 完成存儲(chǔ)后再發(fā)送給最終的信宿。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 6 2 總體方案與設(shè)計(jì) 路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)組成 路政部門對(duì)路燈系統(tǒng)控制的基本要求是 :能自動(dòng)控制路燈的開(kāi)和關(guān)，實(shí)時(shí)采集路燈照明線路的電壓、電留等參數(shù)，統(tǒng)計(jì)亮燈率，檢查線路的狀態(tài) (短線或斷路等 )，能分析故障原因 ，并為照明系統(tǒng)的正常運(yùn)作及維護(hù)提供幫助和支持。 通信 圖 11 路燈監(jiān)控系統(tǒng)組成 城市路燈自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、分控點(diǎn)及通信部分組成。 信號(hào)調(diào)理 繼電器 多路開(kāi)關(guān) GSM 模塊 1 驅(qū)動(dòng)電路 鍵 盤 液晶顯示 互感器 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 EEPROM 分站點(diǎn)的單片機(jī) 單片機(jī) GSM 網(wǎng)絡(luò) 監(jiān)控(中心)計(jì)算機(jī) GSM 模塊 2 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 7 城市路燈監(jiān)控系統(tǒng)的功能 監(jiān)控中心是監(jiān)督控制的方式，是整個(gè)城市路燈系統(tǒng)的指揮和數(shù)據(jù)處理中心，主要完成各類信息及數(shù)據(jù)的收發(fā)、整理，根 據(jù)需要對(duì)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遙控、遙測(cè)。 ③ 分控點(diǎn)根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間獨(dú)立定時(shí)開(kāi)關(guān)燈。 (3)遙信 分控點(diǎn)向監(jiān)控中心上報(bào)工作狀態(tài)及故障信息，遇故障時(shí)能夠及時(shí)自動(dòng)報(bào)警。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令接口，為數(shù)據(jù)，語(yǔ)音、短消息和傳真提供快速、可靠、安 全的傳輸，接口協(xié)議公開(kāi)，方便用戶的應(yīng)用開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)。 GSM 模塊電流變化非常大，空閑時(shí)電流小于 3mA，而在通話期間電流最大可達(dá) ，這就對(duì)供電電路提出了較高的要求。 GSM 模塊外圍電路 TC35i 外圍電路圖如圖 34 所示 圖 34 TC35i 外圍電路接線圖 。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令接口，為數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和短消息提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應(yīng)用開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì) [4,5]。 1 31 和 32 引腳為控制部分， 15 引腳為啟動(dòng)線 IGT(Ignition)。充電電池為整個(gè)系統(tǒng)提供 V 工作電壓．同時(shí)產(chǎn)生 MAX232所需要的高電平：三端電源模塊 LM7806 將外部 12 V 直流電源轉(zhuǎn)換為 6 v．連接至ZIF 連接器的 1 12 引腳。模塊被上電10ms 后 (電池電壓比須大于 3 V)，為保證其正常工作，必須在 15 引腳 (IGT)施加低電平信號(hào)，應(yīng)保持 100 ms 以上且該信號(hào)下降沿時(shí)間低于 1ms，啟動(dòng)后 15 引腳（ IGT）應(yīng)一直保持高電平。數(shù)據(jù)通信電路以 MAX232 為核心實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換和串口通信。下位機(jī)直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的計(jì)算機(jī)。 監(jiān)控中心 監(jiān)控中心由監(jiān)控計(jì)算機(jī)和 GSM 通信模塊等組成，用于對(duì)轄區(qū)各路燈節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控。 控制 模塊設(shè)計(jì) STC89C52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 單片機(jī)是一種集成的電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM、只讀存儲(chǔ)器 ROM、 4 個(gè) I/O 并行串口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) [13]。 STC89C52 單片機(jī)的原理框圖如圖 38 所示。 STC89C52 各引腳功能如圖 39 所示。 RST（ 9 腳）為復(fù) 位電路的端口，外接電阻、電容、開(kāi)關(guān)組成的復(fù)位電路。本設(shè)計(jì)使用的內(nèi)部 ROM，所以直接將此引腳接 +5V 電源。對(duì) 51 系列單片機(jī)來(lái)說(shuō)，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片、晶振電路、復(fù)位電路等。上電復(fù)位 要求接通電路后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。因此無(wú)論單片機(jī)發(fā)生死機(jī)還是正在運(yùn)行中，都可使單片機(jī)的 RST 端口持續(xù)一定時(shí)間段的高電平信號(hào)完成上電復(fù)位。本設(shè)計(jì)所使用的是 的晶振。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。新型 A/D 轉(zhuǎn)換器一般都包含采樣 /保持器（部分 A/D 轉(zhuǎn)換器中無(wú)采樣 /保持器）、量化器和編碼器。量化就是模擬信號(hào)先經(jīng)過(guò)在時(shí)間 A B C A/D 轉(zhuǎn)換器 信號(hào)調(diào)理器 采樣 /保持器 量化器 編碼器 模擬信號(hào)輸入 數(shù)字信號(hào)輸出 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 15 軸上抽樣后獲得取樣電平值，再用一個(gè)預(yù)定精度的數(shù)值來(lái)近似表示的過(guò)程。 本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集部分主要由單片機(jī) STC89C52 及芯片 ADC0832 和 CD4051組成，以采集一路信號(hào)為例，其硬件連接圖如圖 37 所示 . 圖 37 數(shù)據(jù)采集部分硬件連接圖 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ADC0832 ADC0832 是美國(guó)半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá) 256 級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。通過(guò) DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。C 到 +85176。 GND 芯片參考 0 電位（地） 。 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用） 。當(dāng)要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將 CS 使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。 表 1 ADC0832 功能表 如表 1 所示，當(dāng)此 2 位數(shù)據(jù)為 “1”、 “0”時(shí)，只對(duì) CH0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。 MUX ADDRESS CHANNEL SGL/DIF ODD/SIGN 0 1 1 0 + 1 1 + 0 0 + — 0 1 — + 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 17 到第 3 個(gè)脈沖的下沉之后 DI 端的輸入電平就失去輸入作用，此后 DO/DI 端則開(kāi)始利用數(shù)據(jù)輸出 DO 進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。 多路模擬開(kāi)關(guān) CD4051 對(duì)多個(gè)多個(gè)變化較為緩慢的模擬信號(hào)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，利用多路開(kāi)關(guān)將各路模擬信號(hào)輪流與 A/D 轉(zhuǎn)換器接通，使一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器能完成多個(gè)模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，節(jié)省硬件開(kāi)銷。 圖 310 CD4051 引腳圖 引腳 S 為選通端。 通常 S 和 A2～ A0 信號(hào)由接在 CPU 數(shù)據(jù)總線上的一個(gè)鎖存器提供，這樣就可以用輸出指令實(shí)現(xiàn)通道選擇。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 18 表 2 AD4051 真值表 S’ A2 A1 A0 選通 0 0 0 0 I/O0 0 0 0 1 I/O1 0 0 1 0 I/O2 0 0 1 1 I/O3 0 1 0 0 I/O4 0 1 0 1 I/O5 0 1 1 0 I/O6 0 1 1 1 I/O7 1 * * * * 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 19 液晶顯示模塊設(shè)計(jì) HSl286415 簡(jiǎn)介 HSl286415 是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器，它主要由其控制器 ST7920 決定，ST7920 同時(shí)作為控制器和驅(qū)動(dòng)器，它可提供 33 路 輸出和 64 路 seg 輸出。漢字點(diǎn)陣字模有 16x16點(diǎn)、 2424 點(diǎn)、 3232 點(diǎn)， 4848 點(diǎn)幾種，每個(gè)漢字字模分別需要 3 7 12 288個(gè)字節(jié)存放，點(diǎn)數(shù)愈多，輸出的漢字愈美觀。圖片最好不要超過(guò) 12864，否則會(huì)顯示不完全。當(dāng)路燈線路發(fā)生故障時(shí)，顯示模塊會(huì)顯示報(bào)警信息，并以短消息的形式通過(guò)GSM 網(wǎng)絡(luò)上傳至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心接到報(bào)警信息后，會(huì)及時(shí)做出處理。 (3)把此鍵代表的信息翻譯成計(jì)算機(jī)所能識(shí)別的代碼，如 ASCII 或其他特征碼。列線通過(guò)上拉電阻接到 +5V 上，平時(shí)沒(méi)有鍵按下時(shí)列線處于高電平狀態(tài) .而當(dāng)有鍵按下時(shí)，列線電平狀態(tài)將由與列線相連的行線電平?jīng)Q定。鍵盤的原理圖如圖 312 所示 。在硬件系統(tǒng)的強(qiáng)大支撐作用下，本設(shè)計(jì)還采用了較多的軟件與之相互搭配協(xié)調(diào)，在保證系統(tǒng)功能的完善的同時(shí)，又保證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，最重要的是通過(guò)軟件恰到好處的控制，系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠恰到好處的完成定位工作。 AT 指令集是由諾基亞、西門子、 WAVECOM、愛(ài)立信、摩托羅拉和 HP 等公司共同為 GSM 系統(tǒng)研制，由ETSI(European Telemunication Standards Institute，歐洲通信技術(shù)委員會(huì) )發(fā)布，包含了對(duì) SMS 的控制。 一共有三種方式來(lái)發(fā)送和接收 SMS 信息： Block Mode, Text Mode 和 PDU Mode。 AT 指令 (除重復(fù)操作指令 A/外 )均以 “AT”開(kāi)頭 ，除了發(fā)送短消息最后是以Ctrl+Z結(jié)束外，其余都以回車符 CR結(jié)束，指令執(zhí)行成功與否均有相應(yīng)的返回，響應(yīng)形式為 CRLFresponseCRLF， LF是換行符號(hào)。 指令初始化 ( 1) 設(shè)置短消息發(fā)送格式 AT 控制指令 : AT+CMGF=1CR, 設(shè)置 1 代表 Text唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 23 模式 , CR表示回車符號(hào) ,轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制為 0x0d。該指令改變的是 TC35 模塊的RS232 波特率 ,在改變波特率后 ,還需要執(zhí)行保存指令 ,使 TC35 模塊將剛才的設(shè)置進(jìn)行保存。當(dāng)單片機(jī)收到該信息后 , 主 動(dòng) 發(fā) 出 命 令 讀 出 收 到 的 短 消 息 的 指 令A(yù)T+CMGR=INDEXCRLF,INDEX 表示需要讀取短消息的存儲(chǔ)的位置 ,TC35 收到該指令后 ,會(huì)將剛剛收到的短消息發(fā)送出來(lái)。若沒(méi)有返回該數(shù)據(jù) ,則刪除沒(méi)有成功。 串口初始化 圖 主程序流程圖 單片機(jī)與 TC35i通信的主程序見(jiàn)附錄 II。掃描程序查詢內(nèi)容如下 : (1)查詢有鍵是否按下。 其初始化流程圖如圖 44 所示。當(dāng)要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將 CS 使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。在焊接電路前需要做許多的前期的準(zhǔn)備工作。焊接電路過(guò)程中，有些元件有正負(fù)極，應(yīng)準(zhǔn)確判斷后焊接。因?yàn)橐玫介_(kāi)關(guān)和按鈕，在焊接前應(yīng)該先用萬(wàn)用表測(cè)試開(kāi)關(guān)在閉合時(shí)是哪些引腳閉合。 使用單片機(jī)進(jìn)行控制，要確保單片機(jī)的電源和時(shí)鐘以及復(fù)位電路的正常，這是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，所以把單片機(jī)插入插槽之中后，要接上電源，進(jìn)行STC89C52 單片機(jī)的靜態(tài)測(cè)試，來(lái)檢驗(yàn)單片機(jī)的電源是否正常，復(fù)位電路能否正常工作，最重要的是要檢測(cè)晶振電路是不是正常，因?yàn)榫д裨诤附訕?gòu)成中容易在高溫影響下?lián)p壞。 。 圖 51 電路板運(yùn)行 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 31 6 結(jié)論 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，基本上完成了預(yù)期的任務(wù)目標(biāo) ，監(jiān)控中心由監(jiān)控計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備、 GSM 通信模塊等組成，用于對(duì)轄區(qū)各路燈節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控。 （ 2） 以短信息形式收集路燈的電壓、電流、開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息，并形成報(bào)表存儲(chǔ)于上位機(jī)，設(shè)計(jì)監(jiān)控中心軟件。 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0832 在編程時(shí)應(yīng)注意按照芯片的時(shí)序來(lái)編寫程序。伴隨著計(jì)算機(jī)及數(shù)碼電子的飛速發(fā)展，路燈自動(dòng)控制 系統(tǒng)智能化水平還將日益提高，系統(tǒng)將會(huì)更加完善。 在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機(jī)會(huì)向在這幾年中給予了我?guī)椭椭笇?dǎo)的所有老師表示由衷的感謝，感謝他們幾年 來(lái)的辛勤栽培。并且由原先的被動(dòng)的接受知識(shí)轉(zhuǎn)換為主動(dòng)的尋求知識(shí)，這可以說(shuō)是學(xué)習(xí)方 法上的一個(gè)很大的突破。 總之，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)與論文寫作期間，我收獲了很多。 //加按鍵 sbit key3 = P0^2。 sbit k3=P1^5。 uint jieshou。 uchar ADC1,ADC2,ADC3。 sbit ADCS1 =P1^0。 //ADC0832 clock signal /************ 讀 ADC0832 函數(shù) ************/ //采集并返回 unsigned char Adc08321(unsign