【正文】 er to achieve industrial site equipment and remote monitoring center of reliable data between the wireless munication. The experiment of the system debugged and verified the effectiveness of the wireless data transmission. Keywords： Wireless Data Transmission； MC39I； Microcontroller 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 摘要 ......................................................................... I Abstract ..................................................................... II 1 緒論 ..................................................................... 1 課題的研究背景及意義 ................................................... 1 國(guó)內(nèi)外遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)默F(xiàn)狀和問(wèn)題 ......................................... 1 GPRS 技術(shù)（公用電話網(wǎng)技術(shù)） ............................................ 2 GPRS 傳輸協(xié)議模型 .................................................... 2 GPRS 技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn) ............................... 3 GPRS 無(wú)線通信系統(tǒng)基本原理 ............................................ 3 本文的主要研究工作 ..................................................... 4 2 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ..................................................... 5 方案設(shè)計(jì) ............................................................... 5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ............................................................... 5 系統(tǒng)各部分的主要功能 ................................................... 6 數(shù)據(jù)采集終端模塊功能 .................................................. 6 GPRS 無(wú)線通信模塊功能功能 ............................................ 6 監(jiān)控中心的功能 ........................................................ 6 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................................................. 7 硬件電路總體設(shè)計(jì) ....................................................... 7 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................... 7 C8051F310 概述 ........................................................ 7 C8051F310 最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .............................................. 8 GPRS 模塊部分電路設(shè)計(jì) .................................................. 8 MC39I 模塊簡(jiǎn)介 ....................................................... 9 MC39I 結(jié)構(gòu) ........................................................... 9 GPRS 模塊與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) ....................................... 11 電源電路設(shè)計(jì) .......................................................... 12 單片機(jī)電源電路 ....................................................... 12 MC39I 模塊電源電路 .................................................. 12 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì) ...................................................... 13 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................................ 14 編程語(yǔ)言簡(jiǎn)介 .......................................................... 14 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 單片機(jī)控制 GPRS 模塊程序設(shè)計(jì) .......................................... 14 主程序設(shè)計(jì) ........................................................... 15 單片機(jī)初始化程序設(shè)計(jì) ................................................. 16 MC39I 模塊參數(shù)設(shè)置及撥號(hào) ............................................ 17 數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計(jì) .................................................. 18 存儲(chǔ)程序模塊設(shè)計(jì) ...................................................... 19 5 調(diào)試與分析 .............................................................. 20 結(jié)論 ....................................................................... 21 參考文獻(xiàn) ................................................................... 23 附錄 ....................................................................... 25 致謝 ....................................................................... 29 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒論 課題的研究背景及意義 隨著信息技術(shù)的發(fā)展 , 如何及時(shí)準(zhǔn)確地獲取信息顯得越來(lái)越重要。 GPRS(General Packet Radio Service)通用分組無(wú)線業(yè)務(wù) [1][2]，是在現(xiàn)有 的 GSM(Global System for Mobile Communications)即全球移動(dòng)通訊系統(tǒng) [3][4]網(wǎng) 絡(luò)上開(kāi)通的一種新型的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)， GPRS采用分組交換方式，僅在實(shí)際傳送和接收 數(shù)據(jù)時(shí) 才 占用無(wú)線資源。 GPRS 采用分組交換方式 ,僅在實(shí)際傳送和接收數(shù)據(jù)時(shí)才占用無(wú)線資源 , 具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。 LLC 層為邏輯鏈路控制層。 2） 實(shí)時(shí)性強(qiáng) GPRS 具有實(shí)時(shí)在線 , 接入速度快 的特性，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延小，并支持多點(diǎn)同時(shí)傳輸，因此 GPRS 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心可以 在 多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間快速 、 實(shí)時(shí)地進(jìn)行雙向通信，很好地滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求 。GPRS網(wǎng)是在 GSM電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加以下功能實(shí)體構(gòu)成的： SGSN(服務(wù) GPRS支持節(jié)點(diǎn) )、GGSN(網(wǎng)關(guān) GPRS支持節(jié)點(diǎn) )、 PTMSC(點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)服務(wù)中心 )；共用 GSM基站 ， 但需進(jìn)行軟件更新；采用新的 GPRS移動(dòng)臺(tái)； GPRS要增加新的移動(dòng)性管理程序；通過(guò)路由器實(shí)現(xiàn) GPRS骨干網(wǎng)互聯(lián)； GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要進(jìn)行軟 件更新和增加新的 MAP信令和 GPRS信令等 。相對(duì)原來(lái)的 GSM的撥號(hào)方式的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式 ， GPRS的分組交換技術(shù)具有實(shí)時(shí)在線、按量計(jì)費(fèi)、高速傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn) 。 公用電話網(wǎng)這種方式隨著電話初裝費(fèi)逐步取消，電信資費(fèi)的下降，優(yōu)勢(shì)明顯，系統(tǒng)構(gòu)建簡(jiǎn)單，維護(hù)工作量小。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)由遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集部分、 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸部分和 監(jiān)控中心 部分三大模塊構(gòu)成。 (3) 報(bào)警功能。 (2) 數(shù)據(jù)傳輸 :通過(guò)串口向采集終端收發(fā)數(shù)據(jù)，通過(guò) GPRS 無(wú)線通訊方式實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控中心站的通訊，完成數(shù)據(jù)向中心站的傳輸和接收中心站控制命令的功能。 單片機(jī) 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 根據(jù)以上硬件設(shè)計(jì)方案，綜合考慮存儲(chǔ)空間及 A/D轉(zhuǎn)換等功能從而選擇性價(jià)比比較高，具有豐富外設(shè)功能的低功耗單片機(jī) C8051F310作為 微處理器 。該 單片機(jī)使用兩個(gè)時(shí)鐘輸入，即一個(gè) 32KHZ時(shí)鐘型號(hào)，另一個(gè)是 8MHZ。 。內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)如圖 33所示。第 1一 14腳為電源部分 :l一 5為電源電壓輸入端 Vbatt+， 6一 10為電源地 GND， 1 12為充電引腳， 13為對(duì)外輸出電壓 (供外電路使用 )， 14為 ACCU一 TEMP接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。 圖 35 模塊 MC39I應(yīng)用電路總體結(jié)構(gòu) GPRS模塊與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) MC39I模塊主要 通過(guò)串 口與單片機(jī)進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì) MC39I模塊 的控制。這里由 C8051F310 的 引腳（設(shè)置為輸入引腳）監(jiān)視 MC39I 的 DSR0 引腳，從而監(jiān)視模塊是否處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)（ 關(guān)機(jī)時(shí)為高，開(kāi)機(jī)時(shí)為低）。電源如圖 37 所示。 圖 39 數(shù)據(jù)采集電路 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 由圖可以看出，采集電路通過(guò)一個(gè)電阻將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，為了提高采集的精度，需要采用高精度的電阻，這里采用的是精度為 1%的電阻。因此，它的應(yīng)用范圍廣泛，不僅僅是在軟件開(kāi)發(fā)上，而且各類科研都需要用到 C語(yǔ)言 。 C 語(yǔ)言是以函數(shù)形式提供給用戶的，這些函數(shù)可方便的調(diào)用，并具有多種循環(huán)、條件語(yǔ)句控制程序流向，從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 主程序 設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中， 主程序的任務(wù)首先是完成整個(gè)系統(tǒng)的初始化設(shè)置和系統(tǒng)自檢，在自檢結(jié)束后，初始化 MC39I 模塊，看能否正常登錄 GPRS 網(wǎng)絡(luò)，如果 GPRS 網(wǎng)絡(luò)能正常登錄 則系統(tǒng)進(jìn)入主循環(huán)，主程序在主循環(huán)中通過(guò)查詢各功能標(biāo)志來(lái)判斷是否需要進(jìn)入相應(yīng)的模塊進(jìn)行處理。當(dāng)程序發(fā)生問(wèn)題時(shí)，使系統(tǒng)重新啟動(dòng)。 本文用到的 AT 指令如表 1 所示。 AT+CGACT=l；此命令用于激活 GPRS 功能，以測(cè)試 GPRS 服務(wù)是否開(kāi)通。整個(gè)模塊采用中斷服務(wù)程序的結(jié)構(gòu)。 1)寫(xiě)操作 :24LC02B的寫(xiě)操作有兩種形式 :單字節(jié)寫(xiě) 、 可按頁(yè)寫(xiě)。需要注意的是 :一次最多只能寫(xiě)入 8個(gè)字節(jié)，如果操作多于 8個(gè)字節(jié)，則寫(xiě)入的內(nèi)容會(huì)被覆蓋。 順序讀是連續(xù)讀出多個(gè)字節(jié)。 首先由 ADS編譯連接生成目標(biāo)代碼，然后通過(guò)仿真器控制目標(biāo)板實(shí)現(xiàn)目標(biāo)程序的調(diào)試，包括將目標(biāo)代碼下載到目標(biāo)機(jī)中、控制程序的運(yùn)行、調(diào)試信息的觀察等。為了避免程序陷入“死循環(huán)”，在設(shè)計(jì) GPRS 終端軟件時(shí)，每個(gè)返回值等待或 while 循環(huán)均增加了定時(shí)器控制開(kāi)關(guān)， 也就是根據(jù)每個(gè) AT 指令不同的響應(yīng)時(shí)間設(shè)置不同的等待時(shí)間，如果在特定的時(shí)間內(nèi)獲得返回值則正常結(jié)束等待或循環(huán)，反之，超時(shí)仍自動(dòng)結(jié)束等待或退出循環(huán)。 MC39I 建立起 TCP/IP 連接后，按照兩個(gè)原則來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送。增加欠壓報(bào)警功能，當(dāng)供電電壓不足時(shí)自動(dòng)報(bào)警以更換電池。=~（ ENC） 。//設(shè)置參考電壓分別為 AVSS和 AVCC，輸入通道為 A5 ADC12MCTL6=INCH_6。//采樣脈沖由采用定時(shí)器產(chǎn)生 ADC12CTL0|=ENC。 ADC— BUF[10*2+nADC— Count]=ADC12MEM2。i10*8。//發(fā)送控制字節(jié) nTemp=12CGetACK()。//發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié) nTemp==12CGetACK()。//啟動(dòng)數(shù)