【正文】 35363738U1AT89C51 圖 AT89C51 單片機(jī)引腳 引腳功能說明 三級加密程序存儲器 電路圖如圖 ： 圖 DS18B20外部電源供電 預(yù)置 低溫振蕩器 高溫振蕩器 累加器 計(jì)數(shù)器 1 比較器 計(jì)數(shù)器 1=0 溫度寄存器 INC 計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)器 2=0 停止 圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計(jì)數(shù)器 1。單片機(jī)采用美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89C51 系列，根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)了溫度采集、液晶顯示、鍵盤功能、 RS232C 通訊等幾個(gè)功能單元。啟動(dòng)后，15腳的信號應(yīng)保持高電平。 (1)TC35i 的主要特點(diǎn)如 下： 可以工作于雙頻段 EGSM900／ GSMl800；具有語音、數(shù)據(jù)呼叫、短消息和傳真?zhèn)魉凸δ?；具有模擬語音接口；可以讀寫 SlM 卡；帶一個(gè) RS一232接口；工作電壓范圍達(dá) 830V，在僅傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，電壓范圍為 5． 6． 30V； 支持 GSM phase2／ 2+；支持 AT 命令。 監(jiān)測中心站服務(wù)器 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的配置不斷提高，現(xiàn)在的個(gè)人PC 機(jī)的配置即可作為監(jiān)測中心服務(wù)器，并配備打印機(jī)。 6 第二章 系統(tǒng)原理與總體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)原理 系統(tǒng)通過數(shù)字傳感器采集信號，信號被傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，經(jīng)單片機(jī)的分析處理后，與 GSM 通信模塊通訊。 4 (1)煤氣／天然氣，石油，電力等能源系統(tǒng)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)測： 發(fā)電機(jī)組，變電站，供電所的遠(yuǎn)程監(jiān)測 ；煤氣／天然氣管線壓力，溫度，流量等遠(yuǎn)程監(jiān)測；石油開采中抽油井各種參數(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測等。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低等特點(diǎn)。此外，模擬傳感器的信號在傳輸中易受干擾，降低了系統(tǒng)檢測的精度和穩(wěn)定性。 III許多產(chǎn)業(yè)對溫度環(huán)境提出了較高的要求，因此，對溫度的監(jiān)測成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中非常重要的技術(shù)。 內(nèi) 容 提 要 GSM 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的迅速普及和競爭的日益激烈 ,使得新技術(shù)和新業(yè)務(wù)的開發(fā)和應(yīng)用提到了一個(gè)十分重要的位置。 關(guān)鍵詞 GSM；遠(yuǎn)程監(jiān)測； AT89C51 單片機(jī)； DS18B20 傳感器 基于 GSM 遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 溫度監(jiān)測技術(shù)概述 溫度監(jiān)測在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛，溫度監(jiān)測系統(tǒng)在應(yīng)用形式上有的采用單點(diǎn)測溫，有的需要對某個(gè)空間內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)測溫，如煙葉烘烤、溫室大棚、糧倉等，以便獲得更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。 2遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，遍及國民經(jīng)濟(jì)的很多領(lǐng)域，典型應(yīng)用概括為以下幾個(gè)方面。 (6)水庫大壩、水閘、供水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測： 河流、湖泊、海潮的水位變化，水流量狀態(tài)等關(guān)系到災(zāi)害的發(fā)生和人民生命財(cái)產(chǎn)安全，水質(zhì)的變化對供水系統(tǒng)和人們的生活影響很大，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測這些狀態(tài)數(shù)據(jù)意義重大。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，基于 GSM 短消息的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)也將廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的其它領(lǐng)域，為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。兩種方式均可在網(wǎng)絡(luò)暫時(shí)無法將短消息傳給移動(dòng)臺的情況下，將信息在網(wǎng)上記錄，當(dāng)發(fā)現(xiàn)移動(dòng)臺可達(dá)時(shí)，通知相應(yīng)實(shí)體重新傳送短消息 ，也正因?yàn)槿绱?，短消息具有很高的可靠性? 系統(tǒng)分為監(jiān)測中心站和遠(yuǎn)程監(jiān)測分站兩個(gè)部分：監(jiān)測中心站主要由監(jiān)測中心站服務(wù)器， GSM 調(diào)制解調(diào)器 (TC35i)組成；遠(yuǎn)程監(jiān)測分站主要由AT89C51 單片機(jī)及外圍電路 (LED 顯示、 RS232C 通訊、溫度采集、超上下限報(bào)警 )和 GSM 調(diào)制解調(diào)器 (TC35i)組成。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 監(jiān)測中心站設(shè)計(jì) 監(jiān)測中心站包括的主要硬件設(shè)備為：一臺作為監(jiān)測中心站服務(wù)器的工業(yè)計(jì)算機(jī)、 GSM無線通信模塊 TC35i和兩者相連的串口線；除了利用 PC機(jī)通過 GSM模塊對系統(tǒng)終端實(shí)施監(jiān)控外，還可通過 GSM手機(jī)，直接利 用短消息來監(jiān)控。 9 10 路如圖 所示。 上，實(shí) 現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫 （ 4） DS18B20 內(nèi)部有溫度上、下限警告設(shè)置 （ 5）溫范圍－ 55℃～＋ 125℃，在 10～ +85℃時(shí)精度為177。 4k字節(jié)可重擦寫 Flash閃速存儲器 可編程串行 UART通道 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 16 P3 口： P3 口是一組帶有 內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口。 RST：復(fù)位輸入。 PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) AT89C51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。 這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖。鍵盤是單片機(jī)最簡單的輸入設(shè)各，是人 工干預(yù)計(jì)算機(jī)的主要手段，與顯示器同屬人機(jī)通信部分。這種結(jié)構(gòu)的軟件較繁瑣。在執(zhí)行鍵功能程序時(shí)，處理器不再響應(yīng)鍵輸入要求。為了進(jìn)一步提高效率，可以采用中斷方式，當(dāng)鍵盤 上有鍵閉合時(shí)產(chǎn)生中斷請求，處理器響應(yīng)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，判斷鍵盤上閉合鍵的鍵號，并作相應(yīng)處理；當(dāng)無鍵按下時(shí)， CPU 執(zhí)行自己的工作。這樣，就可以確定按鍵的位置 。使用硬件方法時(shí)，可通過 RS觸發(fā)器消除，但一般只適用于鍵數(shù)目較少的情況；若鍵數(shù)目較多，通常采用軟件延時(shí)的方法：當(dāng)檢測到有鍵按下時(shí)，調(diào)用一個(gè)延時(shí) (一般為5 移動(dòng)臺 ～ 20移動(dòng)臺 )子程序，然后再次檢測到該鍵電平仍為閉合狀態(tài)，才確認(rèn)該鍵已按下，并進(jìn)行相應(yīng)處理工作。共陰極 LED 顯示器的發(fā)光二極管陰極共地，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二級管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二級管導(dǎo)通。并保持不變，直到I/O口輸出新的段碼 。依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位數(shù)碼管顯示將要現(xiàn)實(shí)的字符。 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)的信號 線共 25根，其中只定義了 22根。（ 3～ 15） V 之間。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。 29 監(jiān)測中心站能夠成功接收遠(yuǎn)程監(jiān)測分站的監(jiān)測數(shù)據(jù)并且保存，根據(jù)需要還可隨時(shí)調(diào)用和打印出來，同時(shí)也能實(shí)時(shí)監(jiān)測遠(yuǎn)程監(jiān)測對象的狀態(tài)，還可以通過發(fā)送短消息的方式發(fā)送設(shè)置命令給遠(yuǎn)程監(jiān)測分站；也可通過GSM 手機(jī)，發(fā)送指令給遠(yuǎn)程監(jiān)測分站。 ※ ※ ※ ※ ※ 致 謝 本論文是在指導(dǎo)老師劉順新的指導(dǎo)下完成的，是所學(xué)知識的系統(tǒng)和總結(jié)，同時(shí)也鍛煉了自己查閱文獻(xiàn)資料能力。 如有侵權(quán)，請告知，我看到會(huì)立刻處理。通過這次設(shè)計(jì)和論述，我深深的感到，光有好的理論知識是不夠的，還要有較強(qiáng)的實(shí)踐、綜合全面看待問題和系統(tǒng)分析問題的能力以及接受新知識新理論的能力，只有這樣才能在以后的工作和學(xué)習(xí)中游刃有余。事實(shí)也表明， GSM 短消息方式應(yīng)用于監(jiān)測系統(tǒng)是切實(shí)可行的，基于 GSM 短消息的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)具有其他一些監(jiān)測系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢，現(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。 30其中 13腳（ R1IN）、 12腳（ R1OUT）、 11腳（ T1IN）、 14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。本系統(tǒng)采用 MAXIM 公司生產(chǎn)的 MAX232 芯片， MAX3222 能實(shí)現(xiàn) TTL 與 電平轉(zhuǎn)換。在通信中，即便是只使用主信道，也并非主信道的所有信號都要連接，一般情況下只需使用其中的 9 根信號線。 采用靜態(tài)顯示方式，占用 I/O 口較多，硬件電路復(fù)雜，成本高；采用動(dòng)態(tài)顯示方式比較節(jié)省 I/O 口，硬件電路也較為簡單，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且 CPU要一次掃描，占 用 CPU 較多的時(shí)間。 （ 2） 動(dòng)態(tài)顯示原理 當(dāng)顯示位數(shù)較多時(shí)，因靜態(tài)顯示所需的額 I/O 口線較多，一般采用動(dòng)態(tài)顯示方法。 (2)鍵盤掃描技術(shù) 檢測到有鍵閉合時(shí)，或因有閉合鍵而申請中斷并得到響應(yīng)后，應(yīng)進(jìn)行鍵掃描，以判斷是哪個(gè)鍵被按下。 定 時(shí)掃描方式：每隔一定的時(shí)間對鍵盤掃描一次。下面對矩陣 式鍵盤作詳細(xì)描述。這種鍵盤使用方便，可以節(jié)省中央處理器相當(dāng)多的時(shí)間，但電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜；非編碼鍵盤僅提供按鍵開關(guān)的工作狀態(tài)，其它工作由軟件完成，這種鍵盤鍵數(shù)較少，硬件簡單，但占用中央處理器較多時(shí)間，一般在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛使用。對外接電容 C C2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦電容使用 30pF177。 對 P3 口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 P2口： P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口， P2的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。 15全靜態(tài)操作： 0Hz－ 24MHz 圖 DS18B20 的內(nèi)部框圖 外部電源供電方式 外部電源供電方式是 DS18B20 最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠