【正文】 感謝所有慷慨提供文獻(xiàn)的編寫者，你們前人栽樹(shù)后人乘涼的無(wú)私精神，讓我能在原本磕磕絆絆的研討撰寫道路上，找到通往終點(diǎn)的最快捷徑。20xx 年 11 期 [17] 曹燚 ， 楊子華 ， 劉琤 .GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能統(tǒng)計(jì)分析 [J]。 由于條件有限和時(shí)間倉(cāng)促本論文所建立的監(jiān)控系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能仍有需要進(jìn)一步的完善，對(duì)于溫度是通過(guò)設(shè)定的范圍隨機(jī)給出，并沒(méi)有根據(jù)各種影響因素建立準(zhǔn)確的監(jiān)控。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)說(shuō)明書(shū) ( 20xx) 27 開(kāi) 始硬 件 測(cè) 試溫 度 采 樣 測(cè) 試串 口 通 信 測(cè) 試完 成 圖 51 下位機(jī)系統(tǒng)測(cè)試流程圖 下位機(jī)硬件測(cè)試完成后可以確定硬件系統(tǒng)能正常工作，然后就可以對(duì)上位機(jī)軟件需要在計(jì)算機(jī)上以各種可能的數(shù)據(jù)和操作條件對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)試。 GPRS DTU 遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)界面 用 GPRS DTU 來(lái)收發(fā)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息，通過(guò)單片機(jī)的傳送，溫度微小的變化就會(huì)顯示在應(yīng)經(jīng)做好的界面上，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對(duì)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 遠(yuǎn)程溫度檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)原理 本系統(tǒng)下位機(jī)的主要功能是對(duì)系統(tǒng)的溫度參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析。整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖所示。 void sendchar(uchar ch)。 //開(kāi)關(guān) 3 sbit key4=P2^3。 //繼電器 3 sbit realy3=P0^3。 整個(gè)通信過(guò)程雖然看似簡(jiǎn)單，但是要想實(shí)現(xiàn) DTU 的功能并使其穩(wěn)定可靠的工作，還有許多地方需要注意。通過(guò)向 GPRS DTU 寫入不同的 AT 指令完成多種功能。數(shù)據(jù)中心的公網(wǎng) IP 地址或固定的域名作為參數(shù)存儲(chǔ)在 GPRS DTU 內(nèi)，以便 GPRS DTU 一旦上電撥號(hào)成功，就可以主動(dòng)連接到數(shù)據(jù)中心。撥號(hào)成功后， GPRS DTU將獲得一個(gè)由移動(dòng)隨機(jī)分配的內(nèi)部 IP 地址 (一般是 )。工作在透?jìng)髂Ｊ较碌?DTU 將自動(dòng)完成串口到網(wǎng)絡(luò)通信的轉(zhuǎn)換，所有數(shù)據(jù)可透明的在上位機(jī)軟件與下位機(jī)之間雙向傳輸。比如用戶設(shè)備發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)為 0xAA，那么在 PC 端運(yùn)行的軟件就會(huì)收到一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) 0xAA。 量檢測(cè)及輸出。 tflag=1。 //DQ 復(fù)位 delay_18B20(4)。流程圖如圖 34 所示。在微機(jī)通信中，通常使用 RS232C 接口即 PC 機(jī)的 COM 口 ， 其引腳定義如圖 29 所示。 GPRS DTU 就是用 GPRS 網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備，它采用工業(yè)級(jí)嵌入式處理器，內(nèi)嵌 TCP/IP 協(xié)議棧 。 fosc 可在 2MHZ—12MHZ 選擇。高電平有效的持續(xù)時(shí)鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)說(shuō)明書(shū) ( 20xx) 11 間應(yīng)為 24 個(gè)振蕩周期以上。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 G N DV C CDP 1 0D S 1 8 B 2 0A T 8 9 C 5 1v c cR 4 . 7 K 圖 23 DS18B20 溫度采集電路 單片機(jī)電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)選擇及簡(jiǎn)介 單片機(jī)選用的是 Atmel公司的 AT89C51 單片機(jī)， AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器。 計(jì)數(shù)門的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定， 每次測(cè)量前，首先將 55℃ 所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 1，溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在 55℃ 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。 GPRS 接收模塊接收發(fā)送模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，通過(guò) RS232 通信接口連接 GPRS 模塊實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)通信，將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)在上位機(jī)中對(duì)室內(nèi)溫度遠(yuǎn)程的分析、管理。溫度傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與可靠性成了設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵。 GPRS設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)控終端傳輸設(shè)備一開(kāi)機(jī)就能自動(dòng)附著到 GPRS網(wǎng)絡(luò)上 ， 與數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)在線進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信 ， 高速輸，可靠性高。硬件方面設(shè)計(jì)了一個(gè)基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng) ， 以 AT89C51 單片機(jī)為核心，采用了溫度傳感器 DS18B20， 以 GPRS 無(wú)線通信模塊為基礎(chǔ)，基于 AT 指令和數(shù)據(jù)采集器，構(gòu)建一個(gè)遠(yuǎn)程的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ， 對(duì)溫度進(jìn)行控制。 溫度控制是丁業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到的過(guò)程控制。 GPRS 技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研究、地區(qū)范圍內(nèi)試用到正式商用 ， 經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的完善，技術(shù)先進(jìn)可靠。無(wú)線測(cè)溫技術(shù)與有線測(cè)溫技術(shù)相比 ， 有成本低、攜帶方便、搭建網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單快捷等特點(diǎn) ， 特別是在有線網(wǎng)絡(luò)不通暢或由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素的限制不便架設(shè)線路的情況下 ， 使用無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)顯得更加實(shí)用、快捷。 隨著無(wú)線通信數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 ， 采用 GSM和 GPRS無(wú)線通信網(wǎng)作為通信方式為上述問(wèn)題提供了一個(gè)新的解決方案。系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)給遠(yuǎn)程對(duì)溫度的 要求提供了方便，而且快捷，成本不高等，為農(nóng)業(yè)工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)極大的方面。DS18B20 其內(nèi)部 64 位光刻 ROM 是出廠前被光刻好的 ， 它由 8 位產(chǎn)品系列號(hào) ， 48位產(chǎn)品序號(hào)和 8 位 CRC 編碼組成 ， DS18B20 的產(chǎn)品系列號(hào)均為 28 H ， 每個(gè)器件48 位產(chǎn)品序號(hào)各不相同。 圖 22 測(cè)溫原理圖 溫度傳感器接口電路設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)中，由 DS18B20 組建溫度采集系統(tǒng)。 a． 主要特性：與 MCS51 兼容； 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器；壽命： 1000 寫 /擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年；全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz；三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定；128*8 位內(nèi)部 RAM； 32 可編程 I/O 線；兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； 5 個(gè)中斷源 ；可編程串行通道；低功耗的閑置和掉電模式；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL基于 GPRS 的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 門電流。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。這樣在 RST 端就會(huì)建立一個(gè)脈沖電壓，調(diào)節(jié)電容與電阻的 大小可對(duì)脈沖持續(xù)的時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)中，采用由內(nèi)部方式產(chǎn)生時(shí)鐘的方法形成 時(shí)鐘電路，具體如圖所示。右邊，溫度傳感器 DS18B20 接上下拉電阻，形成輸入電路部分，單片機(jī)根據(jù)溫度傳感器的輸入，形成輸出?？蓱?yīng)用于電力系統(tǒng)、工業(yè)監(jiān)控、交通管理、氣象、水處理、環(huán)境監(jiān)控、金融證券、煤礦、石油等行業(yè)。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)說(shuō)明書(shū) ( 20xx) 15 A T 8 9 C 5 1T X DR X DG N DC 1 +C 2 C 2 +C 2 T l i nR l o u tG N DM A X 2 3 2V C CV +T l o u tR l i nV P CR S 2 3 2R X DT X DG N D+ 5 v+1 u f1 u f+1 u f1 u f++圖 210 單片機(jī)與 PC 機(jī)通信接口電路 下位機(jī)總體軟件的設(shè)計(jì) 在主程序流程圖中，系統(tǒng)軟件的重點(diǎn)在于對(duì)單片機(jī)利用匯編語(yǔ)言編程。 基于 GPRS 的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 DS18B20跳 過(guò) ROM匹 配啟 動(dòng) 溫 度 轉(zhuǎn) 換DS18B20復(fù) 位跳 過(guò) ROM匹 配讀 取 溫 度溫 度 匹 配 圖 32 DS18B20 模塊程序流程圖 DS18B20 溫度值讀取程序設(shè)計(jì)： void delay_18B20(unsigned int i) { while(i)。 } uchar ds1820rd()/*讀數(shù)據(jù) */ { unsigned char i=0。 現(xiàn) 場(chǎng) 儀 表 或 控 制 設(shè) 備G P R S D T U 圖 33 GPRS DTU 從儀表采集數(shù)據(jù) GPRS DTU ( GPRS Data Transmission Unit) ， 即基于 GPRS 的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)控制器。 ， 可以增加檢測(cè)、告警等功能。其主要目的是將串行通信的簡(jiǎn)單設(shè)備實(shí)現(xiàn)在 IP 網(wǎng)絡(luò)上的通信， 而數(shù)據(jù)格式不發(fā)生任何改變，這點(diǎn)非常重要，由于數(shù)據(jù)格式在經(jīng)過(guò) DTU 前后均不放生任何變化，對(duì)于原有的設(shè)備及軟件不用作任何升級(jí)，就可直接應(yīng)用，通過(guò)這種通信方式的轉(zhuǎn)換，使得只能本地控制的設(shè)備擴(kuò)展成可遠(yuǎn)程控制的設(shè)備，改進(jìn)了控制手段及維護(hù)方式，對(duì)于遠(yuǎn)程維護(hù)、控制和數(shù)據(jù)采集都有實(shí)際意義。 GPRS DTU 的工作原理及過(guò)程 GPRS DTU 由 A /D 轉(zhuǎn)換模塊、開(kāi)關(guān)量控制模塊、綜合控制模塊構(gòu)成。 由于 GPRS DTU 處于移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)，而 且 IP 地址不固定。一旦接收到用戶的串口數(shù)據(jù)， DTU 就立即把串口數(shù)據(jù)封裝在一個(gè) TCP/UDP 包里，發(fā)送給數(shù)據(jù)中心。 通過(guò) GPRS 網(wǎng)絡(luò)收發(fā)數(shù)據(jù) 通過(guò) GPRS 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，最簡(jiǎn)單的辦 法就是使用 GPRS DTU 設(shè) 備（ Data Terminal Unit：數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備）數(shù)據(jù)通信過(guò)程如下： DTU 上電后，首先完成網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)等初始化工作，然后自動(dòng)進(jìn)行 PPP 拔號(hào)，再通過(guò) TCP/IP 協(xié)議與位于互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)中心建立連接，為用戶設(shè)備建立一條雙向透明傳輸?shù)臒o(wú)線通信鏈路。 最后， GPRS 設(shè)備在長(zhǎng)期工作中，還會(huì)遇到許多外界的特殊情況。 //繼電器 8 sbit key1=P2^0。 //開(kāi)關(guān) 8 void Delay_ms(uint i)。 void read_message(void)。 DTU 可以將采集到的信息以 IP 包的形式直接發(fā)送給監(jiān)控中心站 IP 地址 ， 監(jiān)控中心站將 DTU 發(fā)送的 IP 包處理后 ， 獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)代理讀入來(lái)自 GPRS， Inter 的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息并經(jīng)預(yù)處理后存入數(shù)據(jù)庫(kù)，從數(shù)據(jù)庫(kù)讀監(jiān)控人員發(fā)出的主動(dòng)控制指令并通過(guò) GPRS， Inter傳送至于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)點(diǎn)。 本系統(tǒng)的測(cè)試工作主要分為下位機(jī)的硬件測(cè)試和上位機(jī)軟件測(cè)試。本文的主要工作主要包括以下幾個(gè)方面： DS18B20 對(duì)室溫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將實(shí)時(shí)的室溫傳給單片機(jī)。電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化 。在大學(xué)四年時(shí)間里，導(dǎo)師為我創(chuàng)造了優(yōu)越的學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)境，使我獲取寶貴理論知識(shí)同時(shí)又在實(shí)踐中不斷提高自己。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)說(shuō)明書(shū) ( 20xx) 31 附 錄 基于 GPRS 的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 附錄 1：采集系統(tǒng)接線圖 ADJUST1ON/OFF2GND3IN4OUT5U9 LM2941Vin1GND2Vout3U8 LM7805+C14470uFD11 MBRS140C11 +12VVCCC5 470uFVCCR2 4K7R20 10KVBATVBATC6 470uFVBAT12J11 CON2EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P10/T21P11/T2EX2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U7 STC89C51P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 RXD TXD P32 P33 P34 P35 P36 P37S1R24 200R25 10K+C710uFVCCRETY