【正文】 免 被 供熱用戶和供熱公司 之間因為供熱問題發(fā)生經濟糾紛 。本設計的擴展部分為 用 LCD1602 液晶屏顯示年月日時分秒 以及當前的溫度值 ，并且為用戶提供了溫度上下限保護功能，同時又增加了按鍵記錄當前溫度，這樣做的目的是可以把不合理的溫度記錄下來，方便用戶向供熱公司提出反應的憑證。溫度法是利用在同樣的氣候條件和相同的時間內，各個房間的耗熱量與室溫有關的原理。最后通過串口與 GSM 模塊通信以控制啟動 SIM300 和數(shù)據(jù)的收發(fā)等。 在室內溫度監(jiān)控遠程傳輸?shù)膽帽尘跋?，結合其傳輸數(shù)據(jù)少和非連續(xù)性工作的應用特征，研制了利用 51 系列單片機控制 GSM 模塊 SIM300 以 發(fā)短息 的方式進行遠程溫度數(shù)據(jù)的傳輸。而對于電話組網(wǎng)系統(tǒng)來說， 終端用戶為被叫方，設備工作不穩(wěn)定會影響用戶，設備價格昂貴。目前除了西方發(fā)達國家已采用這一措施外，東歐各國及原蘇聯(lián)地區(qū)國家正逐步推廣。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。同期開展國家級城市示范工作，選擇八個城市開展示范工作和既有住宅供熱計量示范工程。 第三階段是 2020 年 至今，稱為全面推廣階段。 ⑶ 試點示范包括有天津模式、沈陽模式、承德模式、甘肅榆中模式等。第四個時期就是實驗工程，將理論付諸與實踐，北京新康小區(qū)、山東省煙臺民生小區(qū)、中加合作項目哈爾濱煤院 炭設計研究 等都是當時有代表性的工程項目。在這個階段中第一個時期是引進概念。 關鍵詞 ： 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)擴展 了溫度上下限自動報警，按鍵記錄當前溫度值。本系統(tǒng)的設計可以有效的 控制不合理的浪費，同時也可降低能源的浪費。安全發(fā)展，才能實現(xiàn)經濟又好又快發(fā)展。 I 具有無線遠傳的溫度法熱計量器設計 摘 要 近年來，隨著地區(qū)經濟的迅猛發(fā)展，環(huán)境污染問題越來越嚴重，防止環(huán)境污染，保護環(huán)境，維持生態(tài)平衡，已成為社會發(fā)展的一項重要舉措，也是每個公民應盡的義務。只有堅持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展。 如今取暖已經成為了節(jié)能減排的重要目標。這樣做的目的即實現(xiàn)了節(jié)能減排，又同時進行合理的收取供熱費用，真正的實現(xiàn)了，溫度法熱計量收費的目的。本系統(tǒng)還增加了年月，日，時，分，秒，星 II 期等功能。 第一階段是 90 年代初 到 2020 年，約 10 年 的時間，為探索階段。第三個時期是研究探索。 ⑵ 標準先導以先行先試的地方 標準為主，如北京市熱計量標準的出臺，對全國各地產生了積極的作用，引導各地相繼出臺地方標準。 ⑷ 中國供熱計量的發(fā)展離不開國際方面的合作和支持，世界銀行、全球環(huán)境基金（ GEF）、聯(lián)合國開發(fā)計劃署（ UNDP）在我國選擇了很多城市進行供熱計量和節(jié)能改造的試點。在此階段政府也是加大了引導力度，住建部從 2020 年開始連續(xù)五年召開全國供熱計量大會，將供熱計量的實施和城市稱號、政府工程補貼相結合。截止 2020 年，北京、天津等10 個省、直轄市出臺了《 供熱計量價格和收費實施細則 》 ， 80 多個地級以及以上城市出臺《供熱計量價格和收費辦法》。國外發(fā)達國家的集中供熱系統(tǒng)均為動態(tài)的變流量系統(tǒng)，其調節(jié)與控制技術先進，控制手段完善，設備質量高。集中采暖按熱量計費是世界各國發(fā)展的趨勢，也是各國家節(jié)能環(huán)保的一項基本措施。 供熱公司只需要設置主機，每戶安裝終端設備，安裝方便，好組網(wǎng)，數(shù)據(jù)輪詢采集，運行費用 低。用 SIM300 組網(wǎng)實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的遠程傳輸 。同時 將采集到的溫度值用 LCD1602 顯示到 每戶的 客戶端 （溫度的平均值） 。該裝置集成了熱計量技術，和數(shù)據(jù)通信技術。 本系統(tǒng)的硬件電路圖主要實現(xiàn)的是每室溫度的采集，然后將每室的溫度通過數(shù)據(jù)線傳輸給每戶的中斷，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)送開啟串口中斷通過SIM300 把數(shù)據(jù)遠程傳輸給供熱公司，供熱公司將每戶的數(shù)據(jù)定時的保存在計算機中，留作后續(xù)的溫度記錄和處理。 本設計的系統(tǒng)硬件 總 結構圖如 圖 11 所示 ： 圖 11系統(tǒng)總結構圖 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，采集供熱用戶的每室溫度，每室 的溫度數(shù)據(jù)通過溫度通信線傳輸給戶終端 。 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 存儲器。 STC12C5A60S2 具有以下標準功能： 60k 字節(jié) Flash， 1280 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結構，全雙工 串行口，片內晶振及時鐘電路。 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 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。在這種模式下， P0 具有內部上拉電阻。對 P1 端口寫 “1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 P1 口 的 第二功能 T2（定時器 /計數(shù)器 T2 的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 。 SCK（在線系統(tǒng)編程用） 。 在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時， P2 口送出高八位地址。 P3 口： P3 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位 雙向 I/O 口， P3 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。在 flash 編程和校驗時， P3 口也接收一些控制信號。 9 ALE/PROG—— 當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， 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，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。 EA/VPP—— 外部訪問允許，欲使 CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。 本系統(tǒng)采用 SIM300 模塊供電，采用 5V給單片機供電。 DS18B20 有很多特性，現(xiàn)列舉以下幾點： （ 1） 應用中不需要外部任何元器件即可實現(xiàn)測溫電路； （ 2） 測溫范圍為 55度 — 125度，最大精度可以達到 ； （ 3） 只通過一條數(shù)據(jù)線即可實現(xiàn)通信。 ROM 指令主要是對其內部的 ROM 進行操作，每一片 DSl8B20 在其 ROM 中都存有其唯一的 48 位序列號，在出廠前已寫入片內 ROM 中。這樣對器件進行讀寫指令時就比較麻煩，必須應用特定時序來識別高低平信號，所以指令表中 0、 1 在寫給DS18B20 時就得變成代表 0、 1 電平的時序段序列 [9]。如 9 位數(shù)據(jù)時，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始。減法計數(shù)器1 對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器 1 的預置值 13 減到 0 時溫度寄存器的值將加 1，減法計數(shù)器 1 的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器 1 重 新開始對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器 2 計數(shù)到 0 時， 停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。1/4℃ 的準確率。 其輸出靈敏度為 ／ ℃ ，精度達 ℃ 。 如果采集的溫度值有負溫度時必須要使用正負雙電源進行分離，然后把負值通過反相器進行轉換后才可以送入 AD 進行溫度轉換為電壓值 [11]。 AD轉換芯片的選擇方案 方案一： ADC0809 的技術參數(shù) ADC0809 是帶有 8位 A/D 轉換器、 8 路多路開關以及微處理機兼容的控制邏輯的 CMOS 組件。 （ 3）轉換時間為 100μs(時鐘為 640kHz 時 )， 130μs（時鐘為 500kHz 時） （ 4）單個 +5V電源供電 。 ADC0809 的工作過程： 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轉換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A/D 轉換結束 ， 結果數(shù)據(jù)已存入 鎖存 器 ，這個信號可用作中斷申請。 數(shù)據(jù)傳送 的關鍵問題是如何確認 A/D 轉換的完成，因為只有確認完成后，才能進行傳送。可據(jù)此設計一個延時 子程序 ， A/D 轉換啟動后即調用此子程序，延遲時間一到，轉換肯定已經完成了，接著就可進行 數(shù)據(jù)傳送 。 不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉換完成，即可通過指令進行 數(shù)據(jù)傳送 。 在 應用電路中，采用 51 單片機 控制 AD7705，對 LM35 溫度 信號進行模數(shù)轉換。能直接將 LM35 傳感器測量到的多路微小信號進行 AD 轉換 [14]。它采用了 ΣΔ技術，可以獲得 16 位無誤碼數(shù)據(jù)輸出。片內的增益可編程放大器 PGA 之一，能將不同擺幅范圍的各類輸入信號放大到接 AD 轉換器的滿標度電壓再進行 AD 轉換，這樣有利范圍的雙極性 信號。 在眾多的 51 系列單片機中 ， 要算國內 STC 公司的 1T 增強系列更具有競爭力 ， 因他不但和 8051 指令、 管腳完全兼容 ， 而且其片內的具有大容量程序存儲器且是 FLASH 工藝的 ， 如 STC12C5A60S2 單片機內部就自帶高達 60K FLASH ROM,這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫。重要的一點 STC12C5A60S2 目前的售價與傳統(tǒng)51 差不多，市場供應也很充足。 由 方案一、 方案 二 和方案三 可知方案 三 測量的精度 和方案二的一樣 。所以本設計選擇為方案 三 的接線 [17]。 (2)具有調試和數(shù)據(jù)輸 出兩個串口，幫助開發(fā)人員更容易開發(fā)產品。 SIM300 具有低功耗設計，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 ，模塊可能自動關閉。此命令監(jiān)測三個參數(shù)：電壓百分比和電壓值（ mV）。一是用命令“ AT+CFUN”，使模塊進入最小功能使用模式；二是用 /DTR 硬件接口信號使系統(tǒng)進入睡眠模式（或緩慢時鐘模式） 。此模式下，模塊仍然可以從網(wǎng)絡接收尋呼或短消息。 串行接口 SIM300 提供了兩個不平衡異步操作串口。這兩個模擬輸入通道是一摸一樣的，典型用法是將其中一個通道連上麥克風做成電話聽筒，另一個通道連接外部麥克風或者外線輸入。 表 SIM卡接口信號 22 引腳 信號 描述 19 SIM_VDD SIM卡在 SIM模式下的自動功率輸出，一個是 177。 SIM 電壓為3V/， TC35i 的數(shù)據(jù)接口 (CMOS 電平 )通過 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 , 自動波特率為 ～ 115kb/s。 TC35i 硬件設計： TC35i 模塊有 40 個引腳，通過一個 ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座 )連接器引出。 15 腳是啟動腳 IGT，系統(tǒng)加電后為使 TC35i 進入工作狀態(tài) ,必須給 IGT 加一個大于 100ms 的低脈沖 ,電平下降持續(xù)時間不可超 1ms。硬件握手信號用RTS0/CTS0，軟件流量控制用 XON/XOFF， CMOS 電平，支持標準的 AT 命令集。當 LED 熄滅時 ,表明 TC35i 處于關閉或睡眠狀態(tài)；當 LED為 600 ms 亮 /600ms 熄時，表明 SIM 卡沒有插入或 TC35i 正在進行網(wǎng)絡登錄；當 LED 為 75 ms 亮 /3s 熄時，表明 TC35i 已登錄進網(wǎng)絡，處于待機狀態(tài)。同時模塊 在發(fā)射時，電流峰值可高達 2A。 TC35i 模塊輸入輸出的 TTL 正電平邏輯不是 +5V，而是 +，因此必要時加端口保護。 DS1302 與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信 ,僅需 用到三個 接 口線 :1 RES 復位 ,2 I/O 數(shù)據(jù)線 ,3 SCLK 串行時鐘 。 (2) 31 個 8 位暫存數(shù)據(jù)存儲 RAM。 (6) 讀 /寫時鐘或 RAM 數(shù)據(jù)時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)級溫度范圍 40+85。雙電源管 腳 用于主電源和備份電源供應 。在進行任何數(shù)據(jù)傳輸時， RST 必須被制高電平，在每個 SCLK 上升沿時數(shù)據(jù)被輸入，下降沿是數(shù)據(jù)被輸出，一次只能讀寫一位，適度還是寫需要通過串行輸入控制指