【正文】 許使用內(nèi)部振蕩器，并設置內(nèi)部振蕩器的輸出不分頻（分頻值為 1）最高頻 CLKSEL=0x00； //使用內(nèi)部振蕩器 } 關閉看門狗 關中斷 時鐘初始化 串口 0 初始化 串口 1 初始化 ADC 初始化 開中斷 系統(tǒng)上電 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 17 （ 2） 看門狗定時器：本系統(tǒng)中看門狗定時器 (WDT)的主要功能是避免程序“跑飛”。系統(tǒng)的軟件部分可分為：主程序模塊；初始化模塊；數(shù)據(jù)采集模塊；數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)存取模塊；無線通信模塊；定時器中斷和串口中斷模塊等。這種結構化方式可使程序?qū)哟吻逦?，便于使用、維護以及調(diào)試。它可以作為工作系統(tǒng)設計語言，編寫系統(tǒng) 應用程序 ，也可以作為應用程序設計語言，編寫不依賴計算機硬件的應用程序 [21][22]。如圖 39所示為模擬量采集具體的電路。除了 MC39I 外均采用 電壓供電，考慮到硬件統(tǒng)對電源要求具有穩(wěn)壓功能和紋波小等特點，另外也考慮到硬件系統(tǒng)的低功耗 等特點，因此該硬件系統(tǒng)的 電源部分采用 TI 公司的 TPS76033 芯片實現(xiàn)。 MC39I 的 異步 串行接口 RXD0、 TXD0 連接到 C8051F310 的異步串行口 UART0， 實現(xiàn)單片機對 MC39I 發(fā)送和接收指令的控制 。模塊電源主要由開關電源芯片LM2576轉(zhuǎn)換提供：上電時使用 ／ IGT引腳啟動 GSM引擎；通過 SP323E將所有的信號線都引至 9針 串口連接器 DB9，這樣使用 PC機時可以實現(xiàn)調(diào)制解調(diào)器的全部功能．同時將 9針串口中的 TXD、 RXD、 DTR和 DCD信號直接引出，通過 C8051F310單片機直接對 MC39I進行操作：使用 SYNC引腳控制一個 LED可以顯示 MC39I所處的狀態(tài)：其他外部接口還包括 SMA華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 11 天線接口、 SIM卡座接口等。 圖 34 ZIF連接器的管腳圖 這 40個引腳可以劃分為 5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入輸出、 SIM卡、音頻接口和控制。 MC39I結構 MC39I內(nèi)部結構主要有：射頻區(qū) 、內(nèi)部 FLASH、 SRAM、 GSM基帶處理器、匹配電源和一個 40腳的 ZIF插座。 (2)支持雙頻 GSM/GPRS，無需申請頻點，只需一張 SIM卡即可。 C8051F310最小系統(tǒng)的 設計 圖 32所示為單片機 最小系統(tǒng)原理圖 。 圖 31 硬件組成 結構圖 從結構框圖中可以看出終端的硬件系統(tǒng)含有 5個部分： 由 C8051F310為 MCU的主控部分 ；基于 GPRS的無線傳輸模塊部分；由傳感器組及前端運放組成的數(shù)據(jù)采集部分； 以BC7281芯片接口的按鍵及顯示器等外圍電路部分 ；電源部分 。同理， GPRS 模 塊接收到的數(shù)據(jù)包同樣需要協(xié)議轉(zhuǎn)換才能送至監(jiān)控終端進行接收處理。記錄系統(tǒng)主要參數(shù)在上電時對系統(tǒng)初始化。從務實的角度出發(fā)， GPRS作為電能量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)網(wǎng)絡支撐平臺，同時綜合采用先進安全方案以構建 遠程數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)是較佳的選擇。但專門建設電纜或光纜網(wǎng)進行遠程監(jiān)控設備投資大，工期長，系統(tǒng)性價比太低。 GPRS提供了兩種類型的服務 :點到點服務 ( PTP)和點到多點服務 ( PTM) [10]。 GPRS無線通信系統(tǒng)基本原理 GPRS是一種基于 GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術 ,提供端到端的、廣域的無線 IP連接。GPRS 網(wǎng)絡本身具備完善的頻分復用機制 ，具備極強的抗干擾性能 。 MAC 的主要作用是定義和分配空中接口的 GPRS 邏輯信道，使得這些信道能被不同的移動臺共享。 GPRS 技術（公用電話網(wǎng)技術） GPRS(General Packet Radio Service),即通用無線分組業(yè)務 , 介于第二代和第三代網(wǎng)絡之間，是基于 GSM 網(wǎng)絡上的一種新的數(shù)據(jù)傳輸技術。而在通信領域中，移動通信 (GPRS)網(wǎng)則是這個領域中發(fā)展最積極最活躍最快的分支之一。 通過 實驗調(diào)試驗證了本系統(tǒng)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行浴＝K端與現(xiàn)場工業(yè)設備通過串口相連，在單片機內(nèi)實現(xiàn)簡化的 PPP 協(xié)議，并用單片機驅(qū)動 GPRS 模塊 MC39I，使其經(jīng)過 GPRS 無線網(wǎng)絡連接到 Inter，最后與 Inter 上的監(jiān)控中心電腦建立連接 ，從而實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場設備與遠程監(jiān)控中心間的可靠數(shù)據(jù)無線通信。 當今世界己進入了飛速發(fā)展的信息時代，信息產(chǎn)業(yè)己成為國民經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)，通信則成為信息產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最為迅速，進步最快的行業(yè)。 通 過此系統(tǒng)，航空公司不必有固定華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 的 CheekIn 柜臺，旅客也不必在柜臺前大排長 龍 ，通過 CDPD(蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)網(wǎng) )網(wǎng)絡，航空公司地勤人員可以在機場內(nèi)的任 何 地方為旅客辦理登機手續(xù)，資料來回處理時間僅需 2 至 6 秒，如此航空公司可 以 為旅客提供更高品質(zhì)的服務，節(jié)省固定柜臺的昂貴租金，同時 旅客的滿意度也 大 幅提高，公司的形象也有所提升。 RLC 負責 LLPDU 的拆裝與重組，并提供可靠的無線鏈路。中心可以與多個采集點同時進行數(shù)據(jù)傳輸，互不干擾 [8]。 5） 系統(tǒng)的傳輸容量大，擴容性能好 由于數(shù)據(jù)采集點數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，?GPRS 技術能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要；由于系統(tǒng)采用成熟的 TCP/IP 通信架構，具備良好的擴展性能，一個監(jiān)控中心可輕松支持 幾千個數(shù)據(jù)采集器的通信接入 ，從而可以實現(xiàn)與Inter 的無縫連接 。 GGSN是網(wǎng) 關 GPRS支持節(jié)點，主要是起網(wǎng)關和路由作用，它把 GSM網(wǎng)絡中的 GPRS分組數(shù)據(jù)包進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，傳送到遠端的 TCP/IP或。 電纜光纜網(wǎng)主要用于環(huán)網(wǎng)控制，系統(tǒng)穩(wěn)定性很好。 根據(jù)上述對供電企業(yè)系統(tǒng)可選用通信方式的分析比較可以看出，隨著通信技術的發(fā)展，原有的遠程 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)采用的通信方式已不能滿足供電和用電部門的需要。 (2) 存儲一記錄功能。 GPRS無 線通信模塊功能 功能 (1) 協(xié)議轉(zhuǎn)換 :待發(fā)數(shù)據(jù)送至 GPRS 模塊 ， GPRS 模塊首先對數(shù)據(jù)進行 TCP/IP 協(xié)議轉(zhuǎn)換，然后再將其封裝成 GPRS 分組數(shù)據(jù)包 才 能發(fā)送至 GPRS 無線基站。數(shù)據(jù)采集和傳輸終端硬件組成框圖如圖 31所示。處理器最高運行時鐘可達 25MHz。 MC39I無線通信模塊主要有以下功能 [19][20]: (1)永遠在線，即用戶可以隨時與網(wǎng)絡保持聯(lián)系。 (7)抗干擾設計， GPRS提供四種不同的編程方式，分別提供不同的錯誤保護能力。圖 34為 ZIF連接器的管腳圖。 GPRS模塊 MC39I的應用電路總體框圖如圖 35所示。 C8051F310與 MC39I的數(shù)據(jù)傳輸均通過異步串行通訊接口實現(xiàn)這里采用三線制連接，50Ω 天線 單片機控 制口 模塊電源 /IGT 模塊 MC39I RS232 電平轉(zhuǎn)換 SYNC 狀態(tài)指示 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 12 一收一發(fā)及地線。 單片機電源電路 整個系統(tǒng)采用 5V 供電。由于 A/D轉(zhuǎn)換基準為電壓，也就是參考源為電壓，所以 A/D轉(zhuǎn)換的是電壓，這樣需要將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號。它既具有 高級語言 的特點，又具有 匯編語言 的特點。結構式語言的顯著特點是 代碼 及數(shù)據(jù)的分隔化， 即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此獨立。 單片機控 制 GPRS 模塊程序設計 遠程數(shù)據(jù)終端軟件設計采用模塊化設計方法，各模塊之間相對獨立，每個子程序完成一定的功能，需要時由主程序進行調(diào)用，這樣不僅便于程序的調(diào)試，而且有利于實現(xiàn)功能擴展和程序的修改和移植。 （ 1） 時鐘設置： C8051F 復位后默認內(nèi)部振蕩器工作方式，基頻為 左右，并以此為系統(tǒng)時鐘。當 MC39I 模塊接收到 AT 指令后，將會觸發(fā)并通過執(zhí)行模塊內(nèi)部程序完成該指令要求的動作，并返回相應值。 AT+CGCLASS＝“ B” ；此命令設置移動終端的類別為 B 類。數(shù)據(jù)采集的時間間隔則通過定時器 A來完成，就是在每次定時器 A中斷到來時讀取 A/D采集得到的數(shù)據(jù)，在讀數(shù)據(jù)之前先停止 A/D轉(zhuǎn)換，當讀取數(shù)據(jù)完畢后啟動 A/D轉(zhuǎn)換 。單片機通過 12C與串行存儲器進行接口本系統(tǒng)使用的串行存儲器為 24LC02B。 可 按頁寫操作的第一個字節(jié)的操作和按字節(jié)寫操作是一致的。首先由單片機發(fā)送一個控制字節(jié)，然后發(fā)送是否設置標志 啟動 A/D 轉(zhuǎn)換 讀取數(shù)據(jù) 停止 A/D 轉(zhuǎn)換 定時器 A 中斷到來 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 20 地址數(shù)據(jù)，最后讀出該地址的數(shù)據(jù)。 5 調(diào)試與分析 系統(tǒng)的調(diào)試環(huán)境由宿主機 (即 PC機 )和目標板組成。 (1)如何避免程序陷入“死循環(huán)” 在程序?qū)νㄐ拍K進行操作 (初始化或撥號 )時，由于每條 AT 指令的返回時間不一致，程序需要等待返回值的時間也不一樣，因此無法使用“看門狗”來防止程序陷入“死循環(huán)”。 (3)如何進行數(shù)據(jù)的分包 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 22 GPRS 是基于 IP 的數(shù)據(jù)分組傳送技術，分組交換也稱為包交換，即將用戶要傳送的數(shù)據(jù)按一定長度分割成若干個數(shù)據(jù)段，通過網(wǎng)絡傳送到目標機。增加開關量采集檢測，并向監(jiān)控中心傳送 。 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 23 參考文獻 [1] 呂捷 .GPRS 技術 [M].北京：北京郵電大學出版社， ： l— 127. 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