【正文】 DS18B20 的測溫功能 當(dāng) DSI8B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始 啟動轉(zhuǎn)換。高低溫報警觸發(fā)器 TH和 TL，配置寄存器均由一個字節(jié)的 E2PROM組成，使用一個存儲器功能命令可對 TH， TL或配置寄存器寫 入。 在本 檢測 系統(tǒng) 設(shè)計 中采用外部電源供電 測 溫 的 工作方式，其中電阻 R是上拉電阻，使得單線總線的空閑狀態(tài)是高電平。 這就允許在許多不同的地方放置溫度靈敏器件。 ④ 熱噪聲溫度檢測器 其優(yōu)點在于 1)輸出噪聲電壓大小與溫度是比例關(guān)系； 2)不受壓力影響； 3)感溫元件的阻值幾乎不影響測量精確度； 所以它可以直接讀出絕對溫度值而不受材料和環(huán)境條件限制的溫度檢測器。 ① 晶體管溫度檢測元件 半導(dǎo)體溫度檢測元件是具有代表性的溫度檢測元件。 ② 鎳鉻 康銅，型號為 WRK，分度號 為 F， 測溫范圍 0～ 600186。 天線接口 ESD 防護 EM310模塊天線接口對 ESD敏感，如果防護不好，可能會導(dǎo)致內(nèi)部射頻器件永久性損壞， 所以本設(shè)計的 ESD 防護電路如圖 。 圖 EM310 GPRS模塊應(yīng)用框圖 EM310模塊提供一路串行接口，支持 8線串行總線接口或 4線串行總線接口或 2線串行接口。 圖 EM310 GPRS模塊實物圖 EM310模塊基本特性參數(shù) 其基本特性參數(shù)如表 、 、 、 、 、 所示。將在 99年底或是 2020年初開啟的通用分組無線業(yè)務(wù) GPRS，作為 邁向 第三代個人多媒體業(yè)務(wù)的重要里程碑，將使移動通信與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)合二為一，使 IP 業(yè)務(wù)得以引入廣闊的移動市場。 GPRS 的發(fā)展及應(yīng)用 GPRS 的發(fā)展 根據(jù)歐洲 ETSI 的 GSM 第 2＋階段的建議， GPRS 分為兩個發(fā)展階段（即Phase1和 Phase2）。在 GPRS 系統(tǒng)中，有一個重要的數(shù)據(jù)庫記錄信息，即用戶 PDP 上下文（分組數(shù)據(jù)協(xié)議上下文），用于管 理從手機 MS 到網(wǎng)關(guān) GGSN 及到 ISP 之間的數(shù)據(jù)路由信息 。 GGSN 可以由具有網(wǎng)絡(luò)地址翻譯功能的路由器承擔(dān)內(nèi)部 IP 地址與外部網(wǎng)絡(luò) IP地址的轉(zhuǎn)換。目前 GPRS 網(wǎng)絡(luò)引入 GSN（ GPRS Supporting Node）節(jié)點。而有了 GPRS，您就能輕 而易舉地解決這個沖突。在這種傳送方式中，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收方同信道之間沒有固定的占用關(guān)系，信道資源可以看作是由所有的用戶共享使用。因此， GPRS特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。 如圖 。在flash編程期間， EA也接收 12伏 VPP電壓。這一位置“ 1”，ALE僅在執(zhí)行 MOVX或 MOVC指令時有效?？撮T狗計時完成后， RST腳輸出 96個晶振周期的高電平。對 P3端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 表 P1口特殊功能表 引腳號 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 T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用 ） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） ⑤ P2口： P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2輸出緩沖器能驅(qū)動 4個 TTL邏輯電平。在這種模式下， P0具有內(nèi)部上拉電阻。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32位 I/O口線，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(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。 所以無線 溫度采集 系統(tǒng)與有線 溫度采集 系統(tǒng)相比，具有很大的優(yōu)勢。 此外 國內(nèi)的華為 公司的一些產(chǎn)品比如 EM310模塊 、 EM770W 模塊、 EM200、 GTM900C等銷量 也 比較的大。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 就 GPRS/GSM 的應(yīng)用而言 ， 其實我們應(yīng)用最廣的是在我們離不開的手機上。因此， GPRS 特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。隨著數(shù)字溫度傳感器、數(shù)傳模塊和 GPRS 技術(shù)的日趨成熟，通訊網(wǎng)絡(luò)的日益完善，提出一種基于 5l單片機、 DSI8B20 單總線溫 度傳感器、 GPRS 無線移動網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程溫度采集和傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，分析系統(tǒng)終端軟硬件的實現(xiàn)，為遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)采集和傳輸提供參考。 且現(xiàn)在世面上的 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng) ，系統(tǒng)繁瑣，費用較高，影響了設(shè)備的性價比。就此現(xiàn)狀，我針對 溫度 監(jiān)測點分散 ，數(shù)據(jù)傳輸上進行了深入研究，提出一套電路簡潔，功能完善的方案， 為 遠(yuǎn)程無線溫度采集 提供了 嶄新方式。 課題背景 近年來隨著科學(xué)技術(shù)的進步，特別是冶金，化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展及原子能，火箭超導(dǎo)等新技術(shù)的發(fā)展，對溫度計量提出了越來越高的要求，各工業(yè)發(fā)達國家的計量機構(gòu)，有關(guān)企業(yè)都把測量溫度技術(shù)當(dāng)著重要的研究課題。這一特 點正適合大多數(shù)移動互聯(lián)的應(yīng)用。現(xiàn)在手機上網(wǎng)已經(jīng)再普通不過的事情了 3G業(yè)務(wù)更是發(fā)展的如火如荼。 由于大多數(shù)的 GPRS/GSM 產(chǎn)品都支持 AT 標(biāo)準(zhǔn)指令 ， 所以大多產(chǎn)品都可以很好的兼容。 由于目前基于 GPRS/GSM 的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的控制有很多 是 用在條件不方便的場所，比如說用于氣象監(jiān)測的偏遠(yuǎn)場所， 用于遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)采集傳輸， 所以需要對整個設(shè)計的功耗進行控制。 并具有超溫報警功能。另外， AT89S52可降至 0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。在 flash編程時， P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。對 P2端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)的 DISRTO位可以使此功能無效。否則， ALE將被微弱拉高。 ? XTAL1： 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 單片機概述 8 圖 89S52最小應(yīng)用系統(tǒng) 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 GPRS 技術(shù) 9 3 GPRS 技術(shù) GPRS 簡 介 GPRS是分組無線服務(wù)技術(shù)（ General Packet Radio Service)的簡稱，它是 GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。所以我們選擇使用 GPRS業(yè)務(wù)來實現(xiàn)遠(yuǎn)程溫度傳輸。 GPRS 的特點 應(yīng)用上的特點 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 GPRS 技術(shù) 10 目前，用手機上網(wǎng)還顯得有些不盡人意。 ③ 僅按 照 數(shù)據(jù)流量計費 GPRS用戶的計費以通信的數(shù)據(jù)量為主要依據(jù)，體現(xiàn)了“得到多少、支付多少”的原則。移動臺則必須是 GPRS 移動臺或 GPRS/GSM 雙模移動臺。用戶可以訪問 GPRS 內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)，也可以通過 APN 訪問外部的INTERNET。 當(dāng) MS訪問 GPRS 內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或外部 INTERINT 網(wǎng)絡(luò)時 ，MS 提出 PDP 上下文請求消息 ， MS 可以與運營商簽約選擇固定服務(wù)的 GGSN。 GPRS 的 Phasel 階段將能支持下列功能和業(yè)務(wù)： ① TCP/IP 和 ② 全新的 GPRS 空中 接口加密技術(shù) ③ GPRS 附加業(yè)務(wù) ④ 增強型的短信業(yè)務(wù)（ ESMS） GPRS分組數(shù)據(jù)計費功能，即根據(jù)數(shù)據(jù)量而采取計費上述功能業(yè)務(wù)中最顯著的是 TCP/IP和 。盡管目前移動數(shù)據(jù)的使用相對較少，但在某些市場中，不同的用戶群卻正在快速發(fā)展，其推動力 量主要是在移動領(lǐng)域中采用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的商業(yè)市場。 表 模塊頻段等性能參數(shù)表 表 EM310 GSM模塊工作及存儲溫度表 表 EM310 GSM 模塊極限應(yīng)用條件表 參數(shù) 最小值 最大值 單位 VBAT（模塊主電源輸入電壓） 6 V VDDRTC（實時時鐘備用電源輸入電壓） 6 V VBUS（ USB電源測試點） 6 V 參數(shù) 描述 工作頻段 EGSM900/GSM1800雙頻 最大發(fā)射功率 EGSM900 Class4(2W) GSM1800 Class1(1W) 接收靈敏度 106dBm 參數(shù) 最小值 最大值 單位 正常工作溫度 20 70 ℃ 擴展工作溫度 30 75 ℃ 存儲溫度 40 90 ℃ 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 EM310 模塊介紹 15 EM310 GPRS模塊的極限應(yīng)用條件如表 ，超過這些條件使用將照成 EM310模塊的永久性損壞。 EM310 GSM模塊通過 UART接口與外界進行串行通信，和 AT指令的輸入。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 EM310 模塊介紹 19 圖 天線接口的 EDS 防護電路 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 溫度檢測 20 5 溫度檢測 溫度檢測儀的分類 隨著國內(nèi)外工業(yè)的日益發(fā)展，溫度檢測技術(shù)也不斷地進 步，目前的溫度檢測使用的溫度計種類繁多、應(yīng)用范圍也較廣泛，大致包括以下幾種方法 。C。半導(dǎo)體的電阻 溫度系數(shù)比金屬大 12個數(shù)量級，二級管和三極管的 PN結(jié)電壓、電容對溫度靈敏度很高。 DS18B20 的概述 DS18B20溫度芯片 是一種 集成芯片，能夠有效的減小外界的干擾，提高測量的精度，簡化 電路的結(jié)構(gòu)。此特性的應(yīng)用范圍包括 HVAC環(huán)境控制、建筑物設(shè)備或機械內(nèi)的溫度檢測，以及過程監(jiān)視和控制中的溫度檢測。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 溫度檢測 22 DSl8B20 的外部管腳及特點 DS18B20有三個 管腳 。配置寄存器中 R1， R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的 0， 1字節(jié)。字節(jié) 8是冗余檢驗字節(jié)，校驗前面所有 8個字節(jié)的 CRC碼，可用來保證通信正確。 R0M中的 64位序列號是出廠前被光刻好的，他可以看作是該 DSISB20的地址序列碼，每個 DSI8B20的 64位序列號均不相同。 溫度芯片 DS18B20轉(zhuǎn)換速度快，轉(zhuǎn)換精度高，與 微處理器的接口簡單，給硬件設(shè)計工作帶來了極大的方便，能有效地降低成本，縮短開發(fā)周期。因為每一個DS1820有唯一的系列號，因 此多個 DS1820可以存在于同一條單線總線上，這樣 占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。在常溫下，可作理想的標(biāo)準(zhǔn)溫度計之用。新一代溫度檢測元件正在不斷出現(xiàn)和完善化。C。 圖 EM310模塊串口與單片機連接示意圖 EM310 GPRS 模塊的天線接口 EM310 GPRS模塊 天線 采用 RF連接器連接方式， 天線 使用 50ohm特征阻抗的線纜和天線。 27 VBAT P 28 VBAT P 29 VBAT P 30 VBAT P 31 VDDIO P I/O口電源管腳 VDDIO 在使用時需要注意：VDDIO 輸入電壓 U 與 /DTR 、/RTS、 /TXD 外加串聯(lián)電阻 R的攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 EM310 模塊介紹 17 關(guān)系計算公式： R= * K 如： VDDIO 輸入電壓為 3V， R=0 歐姆；輸入電壓為 5V， R= 32 /RING O UART口，對應(yīng) DTE的 RING口 33 /DSR O UART口，對應(yīng) DTE的 DSR口 34 /RTS I UART口，對應(yīng) DTE的 RTS口 35 /DTR I UART口，對應(yīng) DTE的 DTR口 36 NC 此管腳必須懸空 37 /CTS O UART口，對應(yīng) DTE的 CTS口 38 NC 此管腳必須懸空 39 /DCD O UART口，對應(yīng) DTE的 DCD口 40 /RST I 復(fù)位管腳 低電平有效，建議此管腳在靠近50PIN B2B 連接器處并聯(lián) 100nF的電容到 GND，用于 ESD 防護 41 TERM_ON I 開關(guān)機管腳 42 GND P 地 43 MIC2 AI 第二路 MIC 單端輸入