【正文】 儲器。復位信號是高電平有效。時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，即若石英頻率 fosc＝ 6MHz，則時鐘頻率＝ 3MH2，因此，時鐘是一個雙相信號，由 P1 相和 P2 相構成。 DQ2GND1VCC3U?DS18B20EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9(RD)17(WR)16(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)1512345678(AD0)39(AD1)38(AD2)37(AD3)36(AD4)35(AD5)34(AD6)33(AD7)32(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30(TXD)11(RXD)10GND20VCC40AT89C51100pFC233pF100pFC133pF12Y112MHZ10uFC3200R111610KR25AS1GNDVCC123J810KR26GNDVCCVCCVCCGNDRRes2VCC10uFC5C2GND 圖 27 單片機外圍電路圖 鹽城工學院本科生畢業(yè)說明書 ( 20xx) 13 通信電路設計 GPRS DTU 的簡介 GPRS DTU(Data Terminal unit)全稱數(shù)據(jù)傳輸單元 ， 是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉換為 IP 數(shù)據(jù) 或將 IP 數(shù)據(jù)轉換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡進行傳送的無線終端設備。 EIA RS232C 是異步串行通信中應用最廣泛的標準總線，它包括了按位串行傳輸?shù)碾姎夂蜋C械方面的規(guī)定。這些初始化指令是通過 AT 指令寫入的，因此 在編程時將這些常用到的 AT 指令編成表格，存放在 AT89C51 的程序存儲器內(nèi)，以便使用。 DQ = 1。 else {tvalue=~tvalue+1。數(shù)據(jù)接口有 RS232 /485 /422 串口、 4mA～ 20mA 或 1V～ 5V 模擬量 (記錄瞬時值及累計量 )、開關量。 基于 GPRS 的遠程溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計 20 透明數(shù)據(jù)通信：意思即為用戶設備與 DTU 之間沒有通信協(xié)議， DTU 將用戶設備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)不做修改的傳送到目標 PC 上，運行在 PC 上的軟件可以 完整的接收到 DTU 發(fā)來的數(shù)據(jù)包。 DTU 進入透傳模式后，既可以作為客戶端模式也可作為服務端模式。 GPRS DTU 登 陸 GSM 網(wǎng)絡，然后進行 GPRS PPP 撥號。這就要求數(shù)據(jù)中心具備固定的公網(wǎng) IP 地址或固定的域名。 通信模塊的設計流程 由于檢測的任務是被控對象 的溫度 ， 通過 GPRS DTU 發(fā)送到監(jiān)測中心。這個過程也稱之為 “上行 ”， “下行 ”則反之。 GPRS 通信流程圖如下： 發(fā) 送 成 功 ？向 T C 3 9 i 發(fā) 送 指 令 ， 發(fā) 送 信息讀 取 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) ， 用 戶 賬 號 ， 發(fā) 送 內(nèi)容 ， 短 信 息 中 心 號 碼 單 片 機 自 身 初 化 , 初 始 化T C 3 9 i結 束開 始延 遲 1 秒NY 圖 35 通信模塊流程圖 include include 鹽城工學院本科生畢業(yè)說明書 ( 20xx) 23 define uchar unsigned char …………… sbit realy2=P0^2。 //開關 2 sbit key3=P2^2。 void UART_init (void)。 GPRS 通信網(wǎng)絡 利用移動通信 GPRS 網(wǎng)絡作為通信平臺 ， 監(jiān)控中心通過此通信平臺向各 DTU發(fā)送控制及配置信息 ， 同時接收下位機上報的數(shù)據(jù)及狀況信息。由此可見 ， GPRS DTU 在 GPRS 通信網(wǎng)絡中起到了數(shù)據(jù)采集、命令控制及遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控的關鍵作用 ， 是整個通信網(wǎng)絡的中轉樞紐。 采集檢測現(xiàn)場設備運行信息，控制 GPRS DTU 發(fā)送信息、接收指令 .面向過程的編程方式實現(xiàn)。 下位機測試步驟如同 51 所示。 GPRS 模塊，進行一系列的處理，此時就實現(xiàn)了基于 GPRS 對溫度的遠程監(jiān)測了。電信工程技術與標準化 。 再次我要由衷感謝一起在實驗室奮斗、探討 的同學們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 感謝曾經(jīng)幫助過我的所有老師，衷心地感謝為評閱本論文而付出寶貴時間和辛勤勞動的老師們。電信工程技術與標準化 。所以，建議應考慮外界條件對溫度的影響。 對上位機軟件調(diào)試的主要步驟 ： 在監(jiān)控界面上顯示出溫度實時曲線。監(jiān)測的界面如下圖 45 所示。同時系統(tǒng)具有記錄保存斷電時間， LCD 及鍵控的人機交互界面，串行通信和 GPRS 無線傳輸?shù)裙δ堋? 基于 GPRS 的遠程溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計 24 圖 41 GPRS 通信網(wǎng)絡 如圖所示 ， 利用 GPRS 移動通信網(wǎng)絡完成數(shù)據(jù)的傳輸 ， :免去了用戶自己組網(wǎng)的初建設費用及日后的網(wǎng)絡維護費用。 void sendstring(uchar *p)。 //開關 4 sbit key5=P2^4。//繼電器 4 sbit realy4=P0^4。 基于 GPRS 的遠程溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計 22 首先， DTU 中的 TCP/IP 和 PPP 協(xié)議棧是一套復雜的協(xié)議程序，需要多年的積累才能可靠穩(wěn)定。監(jiān)測軟件主要包括初始化程序、 信號采集處理程序和短消息收發(fā)程序等。 具體地講， GPRS DTU 通過數(shù)據(jù)中心的 IP 地址（如果是采用中心域名的話，先通過中心域名解析出中心 IP 地址）以及端口號等參數(shù)，向數(shù)據(jù)中心發(fā)起 TCP 或UDP 通信請求。也就是說， GPRS DTU處于移動內(nèi)網(wǎng)中，而且其內(nèi)網(wǎng) IP 地址通常是不固定的，隨著每次撥號而變化。 透傳模式的建立首先要用 AT+I 命令定義所有相關的參數(shù)，然后再用特殊 AT+I！SNMD 命令進入透傳模式。從 PC 到用戶設備的通信過程與之相同。 。 } tvalue=tvalue*。 //延時 DQ = 0。其中 A、 B、 C、 D 中斷子程序只是發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容不一致，對應的流程一致，因此使用一個中斷子程序表示； P2． i中 i=0， 1， 2， 3 對應著不同的指示燈。 圖 29 RS232C引腳定義圖 PC 機的 COM 口，輸入輸出為 RS232C 電平，而 51 單片機串行口的輸入輸出均為 1frL 電平。 為用戶提供高速，穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)終端永遠在線，多種協(xié)議轉換的虛擬專用網(wǎng)絡。小電容可以取 30PF 左右。若時鐘頻率為 6MHz，則復位信號至少應持續(xù) 4 微秒以上，才可以使單片機復位。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加12V 編程電源（ VPP）。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。 RST：復位輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。該器件采用ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。減法計數(shù)器 1 對低 溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器 1 的預置值減到 0 時，溫度寄存器的值將加 1，減法計數(shù)器 1 的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器 1 重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器 2 計數(shù)到 0 時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。 溫 度 傳 感 器A T 8 9 C 5 1現(xiàn) 場 溫 度G P R S 發(fā) 送 模 塊P C 上 位 機 G P R S 接 收 模 塊G P R S 網(wǎng) 絡 圖 21 系統(tǒng)的總體 框圖 溫度采集模塊設計 在設計中，溫度采集模塊我使用的是美國 DALLAS 公司采用單總線技術生產(chǎn)的一種新型數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20。 課題設計意義 本文對 GSM遠程溫度監(jiān)測系統(tǒng)硬件和軟件設計進行說明。 GPRS網(wǎng)絡覆蓋全球 ， 不存在信號盲區(qū)，按照流量收費 ， 沒有數(shù)據(jù)流量傳遞時不收費用 ， 計費合理、科學、企業(yè)運行投資小、效益高。 實踐 結果表明，該系統(tǒng)使用效果良好，有著廣泛的應用前景。有些工藝過程對其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質量。 GPRS 作為一種高速、高效、經(jīng)濟的無線系統(tǒng) ， 具有網(wǎng)絡覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)帶寬寬、適應性強、計價按數(shù)據(jù)流量計算、實時在線的優(yōu)點，特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾大量的數(shù)據(jù)傳輸，能夠滿足數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控的雙向數(shù)據(jù)信息傳輸。傳統(tǒng)的有線測溫方式存在著布線復雜 ， 線路容易老化等問題。其遠程線路鋪設及維護的成本過高，引線過長 ， 導致整個系統(tǒng)的傳輸速率變慢、功耗上升、穩(wěn)定性下降。GSM模塊利于系統(tǒng)集成 ， 成本較低 ， 運行穩(wěn)定可靠 ， 適用于遠距離監(jiān)測 ， 不受地形條件的限制 ， 有著廣泛的應用前景。溫度測量的范圍為 55～ + 125℃ ，測量的分辨率為 0. 5℃ ， 最高可達 01062 5 ℃ ， 工作的電壓范圍 : + 310～ 5. 5 V。操作協(xié)議為 : 初始化 DS18B20(發(fā)復位脈沖 )→ 發(fā) ROM 功能命令 → 發(fā)存儲器操作命令 → 處理數(shù)據(jù)。單片機的外圍電路主要包括時鐘電路和復位電路。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址 信號和控制信號。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。 復位電路 按鍵復位是利用開關按鈕來實現(xiàn)的，即通電后，按下開關，使得瞬間 RST 端的電位與 Vcc 相同，隨著電容上儲能增加，電容電壓也增大，充電電流減少， RESET端的電位逐漸下降。 A T 8 9 C 5 1R E S E TS1R120 0R210 K+C110 uFV C CR E T 圖 25 單片機復位電路 單片機時鐘電路 單片機時鐘電路就是提供單片機內(nèi)部各種操作的時間基準的電路，沒有時鐘電路單片機就無法工作。 圖中， C C2 和 Y1 與單片機的 XTAL XTAL2 管教相連，組成時鐘電路，C R1 以及 S1 與單片機的復位信號的輸入端相連，組成單片機復位電路，完成復位功能。 ZWG23A 具有網(wǎng)絡覆蓋范圍廣（移動網(wǎng)絡覆蓋范圍， 能使用移動電話的地方就可以使用）組網(wǎng)靈活快捷（安裝即可使用）、運行成本低（按流量計費）等諸多優(yōu)點。圖 210 是單片機與 PC 機通信接口電路。 溫度傳感器程序設計流程圖如下圖所示。 //拉高 delay_18B20(40)。通俗地講 ， GPRS是一項高速數(shù)據(jù)處理的技術 ， 方法是以 “分組 ”的形式傳送資料到用戶手上?？梢皂憫O(jiān)控中心發(fā)出的查詢請求 ， 將查詢時刻的數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控中心。 透傳模式是指將本地異步串口通信轉換成基于 TCP/UDP 協(xié)議的網(wǎng)絡通信。 通過串口連續(xù)輸入 3 個 “+”號，間隔在半秒以內(nèi)輸入， DTU 將退出透傳模式進入命令模式，此時 DTU 切換到命令模式并可再次響應 AT+I 命令。 GPRS DTU 主動發(fā)起與數(shù)據(jù)中心的通信連接，并保持通信連接一直存在。 對于 DTU 來說，只要建立了與數(shù)據(jù)中心的雙向通信，完成用戶串口數(shù)據(jù)與GPRS 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包的轉換就相對簡單了。發(fā)送溫度信號采用定時方式 ， 將采集的溫度編碼為短消息 ， 然后調(diào)用發(fā)送指令將短消息發(fā)送到監(jiān)測中心。例如防靜電、抗群脈沖、浪涌等等，這都要求在設計過程中要注意干擾源以及干擾作用方式，并設計出消除干擾的電路或預防干擾的措施，才 能讓設備更加穩(wěn)定的工作。 //繼電器 7 sbit realy7=P0^7。 //開關 7 sbit key8=P2^7。 void message_read(void)。 監(jiān)控中心站由一臺具有公網(wǎng) IP 地址的計算機組成。采用 C/S 軟件體系結構。如果達到了預期的要求，就可以將軟、硬件集成一個完整的功能系統(tǒng) 進行調(diào)試，繼而完成樣機的研制。 系統(tǒng)直觀明了的顯示運行過程的諸多參數(shù)，便于操作員及時掌握系統(tǒng)運行狀況。20xx [15] 郭寶 ， 劉均 .縮短 GPRS 無線數(shù)據(jù)業(yè)務接入時間的方法分析 [J]。20xx年 03 期 基于 GPRS 的遠程溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計 30 致 謝 本論文是在馮俊青老師的悉心指導下完成的，馮俊青老師對學術的嚴謹和精益求精的工作作風給我留下了深刻的印象，受益匪