【正文】 ............................................. 34 1 基于 GPRS 數(shù)據(jù)監(jiān)控采集終端的實現(xiàn) 前言 隨著 Inter 應用的日益普及，信息共享的 程度不斷提高，網(wǎng)絡在人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦邪缪莸慕巧絹碓街匾?，已?jīng)成為人們生活，工作中不可缺少的部分。并將所采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給 GPRS（通用分組無線業(yè)務）無線傳輸模塊， GPRS 傳輸模塊再將數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送到數(shù)據(jù)采集服務器。嵌入式系統(tǒng)由于其體積小成本低，開發(fā)方便，技術(shù)成熟等特點已經(jīng) 在民用和工業(yè)等許多領域得到了廣泛的應用。 1 GPRS GPRS 的應用與發(fā)展 GPRS 技術(shù)現(xiàn)在己經(jīng)十分成熟，目前全世界很多運營商開通了 GPRS 商用系統(tǒng)、試商用系統(tǒng)或?qū)嶒炏到y(tǒng)。這部分的研究重點是 實現(xiàn)一定精度的數(shù)據(jù)采集，這里的數(shù)據(jù)可以是電壓、溫度以及壓力等等，考慮到系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容是數(shù)據(jù)的傳輸部分。 電壓采集方案 使用常見的集成 8路的 8位 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809。 使用 單片機的介紹 C8051F120是完全 集成的混合信號片上系統(tǒng)型 MCU芯片， 100引腳 TQFP封裝。這使得 C8051F120單片機更適合于較大系統(tǒng)的開發(fā)。然而在本課題中單片機與 GPRS模塊要用到串行口的通信方式，為了產(chǎn)生無誤差的標準波特率，本課題選用了 MHz的外部時鐘作為系統(tǒng)的時鐘基準。 本系統(tǒng)的外部時鐘電路如圖 。本系統(tǒng)的實現(xiàn)雖然并沒有涉及到單片機與 PC 機的直接通信，但是在系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)試過程中不可避免的要利用單片機與 PC 機的串口通信。進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的 GPRS 傳輸。由于GPRS DTU 處于移動內(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 TCP/UDP 包里，發(fā)送給數(shù)據(jù)中心。 GTM900C 使用 AT 指令集，通過 UART 接口與外部 CPU 進行通信，主要實 8 現(xiàn) 無線發(fā)送和接收、基帶處理、音頻處理等功能。 J2S1 D21N4007VIN1OUT2GND3FEBACK4ON/OFF5LM2576100pFC15GNDD31N5822GNDGND100mHL1C18470uFC19470uFC20470uFC21GNDVCCR121KR13R14D422R15LED1GNDGND 圖 35 GPRS 部分的供電電路 （ 2） SIM 卡外圍電路 在本系統(tǒng)的工作工程中使用了移動通信公司提供的 GPRS 業(yè)務，要使用該項業(yè)務就要用到移動公司的 SIM 卡。對于點火信號 IGT的處理，需要首先拉低該引腳的電平到地，并至少維持 100ms。所以系統(tǒng)軟件設計包括數(shù)據(jù)采集部分程序設計、 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸部分程序設計和上位機軟件程序設計三個部分。 溫度數(shù)據(jù)采集的程序設計 DS18B20 是基于單 線總線的數(shù)字溫度傳感器，總線控制器連接在 DS18B20 的開始 關(guān)閉看門狗 系統(tǒng)時鐘初始化 UART0 初始化 ADC0 初始化 DS18B20 初始化 GPRS 模塊初始化 兩路溫度數(shù)據(jù)采集 兩 路溫度數(shù)據(jù)傳送 八路電壓數(shù)據(jù)采集 八路電壓數(shù)據(jù)傳送 13 DQ 管腳上，控制器所有的讀寫操作都是通過該管腳實現(xiàn)的。 由于 DS18B20 只有一根數(shù)據(jù)線與總線控制器相連接，當總線控制器需要對進行讀寫字節(jié)操作時必須對其逐位的讀取或?qū)懭搿Ｔ谶@部分程序設計中 最重要的就是讀寫和復位操作，下面分別對其進行介紹在這部分程序設計中最重要的就是讀寫和復位操作，下面分別對其進行介紹 由于該器件是基于單線總線的，所有的讀列號來識別每一個器件的。（ 2）同時掛上所有的器件，通過廣播和排除的方法讀取器件的序列號。掛在總線上的溫度傳感器件就會把收到的序列號與自己的序列號相匹配，如果匹配成功該器件就可以繼續(xù)響應總線控制器的指令。字符串處理子函數(shù)主要功能是處理串行口接收到的字符串，使接收到的字符串更容易辨別。還有一點需要說明的是，電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束后 ADC0 存儲的電壓數(shù)據(jù)有左對齊和右對齊兩種格式。這兩種格式是通過 由于 GPRS 模塊返回的數(shù)據(jù)總是以回車符和換行符結(jié)束，所以在字符串處理模塊中就要以回車符和換行符為界限，把 GPRS 模塊的返回數(shù)據(jù)分為幾個字符串分別存放在不同的數(shù)組里，在需要使用時直接從相應的字符串數(shù)組中取出需要的數(shù)據(jù)即可。接收數(shù)據(jù)被暫存于一個保持寄存器中， 19 這就允許 UART0 在軟件尚未讀取前一個數(shù)據(jù)字節(jié)的情況下開始接收第二個輸入數(shù)據(jù)字節(jié)。為了讓串行口正常的工作，除了設置這些寄存器的參數(shù)之外還要設置與時鐘選擇和定時器相關(guān)的寄存器。 11= 2 5 6 1T CL KTH?定 時 器 的 溢 出 率（ 42） 圖 46給出串行口通信的程序流程圖。（ 4）執(zhí)行命令。和時鐘源選擇相關(guān)的寄存器有系統(tǒng)時鐘選擇寄存器 CLKSEL 和外部振蕩器控制寄存器OSCXCN 還有與鎖相環(huán)相關(guān)的寄存器 所有的 AT 命令子函數(shù)都有著相似的程序結(jié)構(gòu)，這里以驗證 GPRS 模塊正常初始化的 “AT” 命令作為一個例子。為了保證程序的穩(wěn)定性，在發(fā)送字符串 時要禁能串行口中斷。 本系統(tǒng)在發(fā)送字符串時使用的是查詢方式。字符串發(fā)送完畢后，標志位 TI 會置在程序中我們寫入 SBUF0 之后就在發(fā)送字符串時要禁能串行口中斷。當程序中有字的命令。對于非固定 IP地址的服務器還需要經(jīng)過域名解析獲得服務器的 IP地址，然后才能建立 TCP鏈接。 LabVIEW 的 TCP 控件選板中提供了關(guān)于 TCP 編程的各種控件： TCP 偵聽、打開TCP 連接、讀取 TCP 數(shù)據(jù)、寫入 TCP 數(shù)據(jù)、關(guān)閉 TCP 連接、 IP 地址至字符串轉(zhuǎn)換、字符串地址至 IP 轉(zhuǎn)換、解釋機器別名、創(chuàng)建 TCP 偵聽器和等待 TCP 偵聽器等。但是端口號為 0— 1023 的監(jiān)聽 28 端口大都被分配給了系統(tǒng)的應用程序，所以系統(tǒng)服務器的監(jiān)聽端口最好選擇端口號大于 1024 的監(jiān)聽端口。 29 圖 413 上位機軟件程序流程圖 在接收循環(huán)中，當通過 While 循環(huán)的移位寄存器將大于 39。在 TCP 鏈接建立之后，遠程端口窗口將會顯示出 GPRS 模塊的動態(tài) IP 地址，遠程端口顯示 GPRS模塊的端口號。在此次 課程 設計的實踐中，我學到了很多有用的知識，也積累了寶貴的經(jīng)驗。 32 附 錄 附錄 1： 數(shù)據(jù)采集部分電路圖 33 附錄 2： GPRS 模塊電路圖 1 233pFC233pFC1TMS1TCK2TD13TD04RST5CP16CP1+7CP08CP0+9AGND10AV+11VREF12AGND13AV+14VREFD15VREF016VREF1171819202122232425XTAL126XTAL227MONEN282930313233343536VDD37DGND38394041424344454647484950515253545556575859606162DGND63VDD64656667686970717273747576777879808182838485868788DGND89VDD909192939495969798DAC199DAC0100C8051F120U1GNDC3S1100KR11KR2C4VCCGNDD1GND330uFC5 C6C7C8GND1IN2OUT3 U215uF C92 R31KR41KR61KR71KR91KR101KR111KR51KR8VCCRSTRSTXTAL1XTAL2XTAL1XTAL2 GNDGNDVCC系統(tǒng)外部時鐘電路復位電路電壓采集電路系統(tǒng)電源電路GND1DQ2VCC3DS18B20U3DS18B20GND1DQ2VCC3DS18B20U4DS18B20VCCGNDDQDQ溫度采集電路R12C1+2C14C2+5C26EN1SHUTDOWN20ONLINE14STATUS11T1IN13T2IN12R1OUT15R2OUT10VCC19V+3V7GND18T1OUT17T2OUT8R1IN16R2IN9SP3223E U5VCCGNDXRXXTXGNDVCC電平轉(zhuǎn)換電路 12345 67891110J1VDDGNDVDDGNDGNDC10C11C12C13C14J2 34 參考文獻 [1]林靜 ： 虛擬儀器程序設計 — 從入門到精通 ， 人民郵電出版社， ， P75P87， P110P125 VBATT1VBATT2VBATT3VBATT4VBATT5GND6GND7GND8GND9GND10POWER11POWER12VDD13AKKU_TEMP14IGT15DSR0_RXD116RING0_TXD117RXD018TXD019CTS020RTS021DTR0_SB22DCD023CCIN24CCRST25CCIO26CCCLK27CCVCC28CCGND29LOW_BATTERY30PD31SYNC32EPP233EPN234EPP135EPN136MICP137MICN138MICP239MICN240GTM900C U7VCC220nFC19100uF\10VC20GNDJ3S2D21N4007VIN1OUT2GND3FEBACK4ON/OFF5LM2576100pF C14GNDD31N5822GNDGND100mHL1 C15470uF C16470uF C17470uF C18GNDVCCR161KR13R14D422R15LED1GNDGNDC1+2C14C2+5C26EN1SHUTDOWN20ONLINE14STATUS11T1IN13T2IN12R1OUT15R2OUT10VCC19V+3V7GND18T1OUT17T2OUT8R1IN16R2IN9SP3223E U9VCCGNDXRXXTXTXDRXDGNDVCC電平轉(zhuǎn)換電路12345 67891110J4DB9GNDC23C25C26C27C24VCC1RST2CLK3CCIN7GND4VPP5IO6VCC8U8SIM100pF C2122RR2222RR1722RR1822RR1910K R2010K R2127nH L2CCGNDGNDCCGNDCCVCCCCINCCCLK CCRSTCCVCC供電電源電路SIM卡外圍電路VCC1K R284