【正文】 指定端口創(chuàng)建一個(gè)監(jiān)聽(tīng)器，并等待客戶端的連接 打開(kāi) TCP 連接 打開(kāi)由地址和遠(yuǎn)程端口或服務(wù)器名稱所指定的 TCP 網(wǎng)絡(luò)連接 讀取 TCP 數(shù)據(jù) 從指定的 TCP 連接讀取數(shù)據(jù)并通過(guò)數(shù)據(jù)輸出返回結(jié)果 寫(xiě)入 TCP 數(shù)據(jù) 向指定的 TCP 網(wǎng)絡(luò)連接寫(xiě)入數(shù)據(jù) 關(guān)閉 TCP 連接 關(guān)閉指定的 TCP 網(wǎng)絡(luò)連接 IP地址至字符串轉(zhuǎn)換 將 IP 地址轉(zhuǎn)換為字符串 字符串至 IP 地址轉(zhuǎn)換 將字符串轉(zhuǎn)換為 IP地址或 IP 地址數(shù)組 解釋機(jī)器別名 返回計(jì)算機(jī)的物理地址，用于聯(lián)網(wǎng)或 在 VI 服務(wù)器函數(shù)中使用 創(chuàng)建 TCP 偵聽(tīng)器 在指定端口創(chuàng)建一個(gè)監(jiān)聽(tīng)器 等待 TCP 偵聽(tīng)器 等待已接受的 TCP 網(wǎng)絡(luò)連接 在本上位機(jī)軟件的程序設(shè)計(jì)中，先建立一個(gè) TCP 偵聽(tīng)，等待客戶端的連接，偵聽(tīng)等待時(shí)間使用默認(rèn)方式，即無(wú)限時(shí)等待客戶端的連接請(qǐng)求。的數(shù)據(jù)添加至現(xiàn)有字符串時(shí)， “ 讀取 TCP 數(shù)據(jù) ” 將開(kāi)始讀取數(shù)據(jù)。輸入行窗口是服務(wù)器向數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送命令的窗口， 當(dāng)命令發(fā)出后輸入行窗口里的字符串立即清零，并在 輸入字符串 字符串窗口顯示出來(lái) 。同時(shí)，通過(guò)查閱大量的資料，進(jìn)一步擴(kuò)大了知識(shí)面，對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)有了更為深入的理解和認(rèn)識(shí)，在獲得知識(shí)的同時(shí)，我也認(rèn)識(shí)到了自己知識(shí)匱乏，理論聯(lián)系實(shí)踐的能力不夠強(qiáng)，全面分析并解決問(wèn)題的能力有待提高。這次 課程 設(shè)計(jì) ，使我樹(shù)立了良好的價(jià)值觀，明確了以后的方向。錯(cuò)誤傳輸窗口顯示的是在服務(wù)器接收到的數(shù)據(jù)不符合約定格式時(shí)顯示的字符串， 這種情況一般發(fā)生在數(shù)據(jù)錯(cuò)誤傳輸?shù)臅r(shí)候。然后清除輸入線，內(nèi)部循環(huán)將重新監(jiān)視 “ 輸入線 ” 字符串控件。在 GPRS 模塊與服務(wù)器建立 TCP 鏈接后，前面板上將會(huì)顯示出 GPRS模塊的動(dòng)態(tài) IP 地址及其接入端口。 上 位機(jī)軟件在服務(wù)器上運(yùn)行的目的是接收 GPRS 模塊傳送來(lái)的數(shù)據(jù)。 所有的 LabVIEW 應(yīng)用程序，即虛擬儀器（ VI），包括前面板（ Front panel）、流程圖（ Block diagram）和圖標(biāo) /連接器（ Icon/connector）三部分組成。在 GPRS 模塊建立 TCP 鏈接之前需要檢查信號(hào)強(qiáng)度以及網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)狀態(tài)等先行工作。 GPRS 模塊的使用要從等待 GPRS 模塊硬件初始化開(kāi)始，等待 GPRS 模塊在發(fā)送字符串在發(fā)送字符串時(shí)要禁能串行口中斷。直到字符串全部發(fā)送完畢才使能串行口中斷并返回到主程序。 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。 在本系統(tǒng) GPRS 數(shù)據(jù)傳輸部分，字符串發(fā)送子函數(shù)是一個(gè)很重要的函數(shù)。這部分的程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)大量的命令子函數(shù)，這些子函數(shù)組成了 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹鞒绦颉＃?2）測(cè)試命令。并選擇定時(shí)器 1 做 UART0 的波特率發(fā)生的時(shí)鐘源。 與 UART0 相關(guān)的寄存器有 SCON0、 SSTA0、 SBUF0，這里對(duì)其作出簡(jiǎn)要的介紹。所以該部分的程序設(shè)計(jì)包括串行口通信程序設(shè)計(jì)和GPRS 數(shù)據(jù)傳輸程序設(shè)計(jì)。 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。根據(jù) GPRS 模塊 AT 指令手冊(cè)， GPRS 模塊返回的數(shù)據(jù)最多有兩個(gè)換行符，所以在字符串處理子函數(shù)中只需要兩個(gè)存儲(chǔ)字符串的數(shù)組 Rec_temp1 和 Rec_temp2就行了。 16 開(kāi)始 復(fù)位總線上的 D S 1 8 B 2 0 K= 0 K 2 ？ 匹配第 K 路 DS1 8 B 2 0 啟動(dòng)第 K 路溫度轉(zhuǎn)換 讀取暫存器的數(shù)據(jù) 將暫存器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)據(jù)并存儲(chǔ) 返回 Y N 圖 44 溫度采集的程序流程圖 電壓數(shù)據(jù)的采集的程序設(shè)計(jì) C8051F120 片內(nèi)集成了 8 路 12位精度的 A/D 轉(zhuǎn)換器，其入口在 1825 管腳。要采集制定地點(diǎn)的溫度，只要通過(guò)總線控制器將指定地點(diǎn)溫度傳感器件的序列號(hào)寫(xiě)入單線總線等待指定器件的響應(yīng)然后再做其他相關(guān)操作就可以了。 14 i= 0 開(kāi)始 i 8 ？ 拉高 DQ 延時(shí) 2 u s 讀取數(shù)據(jù)右移一位 拉低 DQ 延時(shí) 4 u s 拉高 DQ i ++ 讀出數(shù)據(jù)送至讀取數(shù)據(jù)最高位 返回讀取數(shù)據(jù) N Y 圖 42 讀字節(jié) 子程序的程序流程圖 在多路溫度采集系統(tǒng)中，一條總線控制器上可以掛上無(wú)數(shù)的 DS18B20 器件。 總線控制器就是通過(guò)它們的 ROM 中存儲(chǔ)的唯一的序列號(hào)來(lái)識(shí)別每一個(gè)器件的。 總線控制器就是通過(guò)它們的 ROM 中存儲(chǔ)的唯一的序列號(hào)來(lái)識(shí)別每一個(gè)器件的。系統(tǒng) 的初始化設(shè)置系統(tǒng)各組建的工作方式，包含 UART0 初始化、 ADC0 初始化、定時(shí)器初始化、溫度傳感器初始化等。一個(gè)簡(jiǎn)單的電路接法是： SYNC 端 11 通過(guò)電阻接到 NPN 三極管（如 9013）的基極，射極接地，集電極通過(guò)一個(gè)限流電阻接到 LED2 的負(fù)端， LED2 的正端接 VCC。 GTM900C 模塊一共有 40 個(gè)信號(hào)連接口，其各信號(hào)連接口的功能如表31所示。下面分別其他幾個(gè)電路模塊進(jìn)行介紹。 華為 GTM900C 功能模塊介紹 本系統(tǒng)選用的 GPRS 模塊是華為公司生產(chǎn)的 GTM900C 無(wú)線模塊。具體地講， GPRS DTU 通過(guò)數(shù)據(jù)中心的 IP 地址（如果是采用中心域名的話，先通過(guò)中心域名解析出中心 IP 地址）以及端口號(hào)等參數(shù)，向 數(shù)據(jù)中心發(fā)起 TCP 或 UDP通信請(qǐng)求。也就是說(shuō)， GPRS DTU 處于移動(dòng)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(hào)而變化。 監(jiān)控中心處于 Inter 中可以被分配到一個(gè)固定的 IP 地址，但移動(dòng)終端處于 GPRS 網(wǎng)絡(luò)中，是沒(méi)有固定 IP 地址的，要使得移動(dòng)終端和監(jiān)控中心建立關(guān) 聯(lián)，就必須由移動(dòng)終端發(fā)起連接，連接成功后由 GGSN 為其分配一個(gè)動(dòng)態(tài)的 IP地址。而最經(jīng)常使用的協(xié)議就是 RS232 協(xié)議，這個(gè)協(xié)議一般可以通過(guò)由電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232 及其外圍電路組成的電平轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)。也可以使用一 個(gè)外部 CMOS時(shí)鐘提供系統(tǒng)時(shí)鐘。中斷系統(tǒng)的運(yùn)行需要更少的 MCU 干預(yù)，所以中斷源的增加對(duì)于多任務(wù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是很重要的。這 個(gè)特點(diǎn)可以明顯的縮短系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期。單片機(jī)最小系統(tǒng)指的是單片機(jī)正常工作的最小單元，是能使一個(gè)單片機(jī)正常工作的最小單元。 溫度傳感器的方案 利用熱敏電阻的熱敏效應(yīng)，通過(guò)采集熱敏電阻兩端的電壓變化計(jì)算出熱敏電阻阻值的變化?？傊?， GPRS 可提供網(wǎng)上沖浪、 Email、文件傳輸、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、增強(qiáng)型短消息等業(yè)務(wù)；可應(yīng)用于運(yùn)輸業(yè)、金融、證券、商業(yè)和公共安全業(yè)； PTM 業(yè)務(wù)支持股市動(dòng)態(tài)、天氣預(yù)報(bào)、交通信息等實(shí)時(shí)發(fā)布；另外，還能提供種類繁多、功能強(qiáng)大的以 GPRS 承載業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)和基于 WAP 的各種應(yīng)用。多媒體信息主要包括圖像、聲音和文本三大類，其中視頻、音頻等信號(hào)的信息量是非常大的。本設(shè)計(jì)主要是通過(guò)研究 GPRS 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)監(jiān)控采集終端的實(shí)現(xiàn)原理和方法，將基于 ARM7 內(nèi)核的嵌入式系統(tǒng)和 GPRS 網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來(lái)，利用 GPRS 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。設(shè)計(jì)中從實(shí)際情況出發(fā)，選用了工作穩(wěn)定可靠的無(wú)線通訊芯片和先進(jìn)的溫 /濕度傳感器 , 工作子站選用 MSP430F149 作為處理芯片，采用 SHTlX 系列中的 SHT10 傳感器用于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)溫 /濕度數(shù)據(jù)采集。通稱嵌入式系統(tǒng)。 從 GPRS投入商用以來(lái)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，本文就是對(duì)其在 數(shù)據(jù)監(jiān)控采集 領(lǐng)域的 實(shí)現(xiàn) 進(jìn)行研究。 GPRS 的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 利用 GPRS 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸具有很多優(yōu)點(diǎn)，主要如下： 1．費(fèi)用低廉， GPRS 網(wǎng)絡(luò)按照客戶收發(fā)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)流量來(lái)收費(fèi)，而不是采用 SMS 的按短信條數(shù)的方式收費(fèi)，極大地降低了通信使用費(fèi)用； 2．永遠(yuǎn)在線，客戶隨時(shí)都與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，即使沒(méi)有數(shù)據(jù)傳送時(shí)，客戶仍然在網(wǎng)上，與網(wǎng)絡(luò)之間還保持一種連接； 3．快速登錄，連接時(shí)間很快， GPRS 無(wú)線終端一 開(kāi)機(jī)，就已經(jīng)與 GPRS 網(wǎng)絡(luò)建立了連接，每次登錄網(wǎng)絡(luò)，只需要一個(gè)激活過(guò)程，一般僅需 1到 3 秒； 4．高速傳輸，由于 GPRS 網(wǎng)絡(luò)采取了先進(jìn)的分組交換技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸最高理論值可達(dá) ，實(shí)際使用中一般能達(dá)到 20～ 40kb/s； 5．組網(wǎng)靈活，中國(guó)移動(dòng)的 GPRS 網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，可在全國(guó)漫游而不增加額外費(fèi)用，適合用戶以低成本方式在短時(shí)間內(nèi)組建自己的跨區(qū)域性數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)； 2 單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是本課題設(shè)計(jì)的最基礎(chǔ)的部分，該部分得到的數(shù)據(jù)是 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩?lái)源。要得到準(zhǔn)確的溫度值需要耗費(fèi)大量的單片機(jī)資源，且實(shí)際操作起來(lái)不易實(shí)現(xiàn)，所以本課題不采用此方案。用于工業(yè)控制可以提高系統(tǒng)的性能。 在存儲(chǔ)空間方面， C8051F120單片機(jī)含有 128KB的可在系統(tǒng)編程的 FLASH存儲(chǔ)器和 8448（ 8K+256）字節(jié)的片內(nèi) RAM。雖然 C8051F120單片機(jī)集成了一個(gè)基頻為 ，但是 波特率。引線應(yīng)盡可能地短并用地平面屏蔽，防止從其它引線引入噪聲或干擾。它可以在+ 到 + 內(nèi)的某個(gè)電壓下發(fā)送符 合 RS232 的信號(hào)。 在實(shí)際使用中，只要在監(jiān)控中心的服務(wù)器上設(shè)定一個(gè)監(jiān)聽(tīng)端口，配合上位機(jī)軟件就可以通過(guò) GPRS 模塊向服務(wù)器發(fā)出連接申請(qǐng)就可以建立 TCP 連接。 GPRS DTU 主動(dòng)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(duì)于 DTU 來(lái)說(shuō)，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(luò)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換就相對(duì)簡(jiǎn)單了。提供豐富的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等功能，是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀鞣N應(yīng)用的理想解決方案。只不過(guò)穩(wěn)壓芯片換用了性能更好的 LM2576。在空閑 /通話 /關(guān)機(jī)模式： Vout = ， Vlow,max = Iout = 10 礎(chǔ)， tlow ≥ 100ms ?；趩纹瑱C(jī)的程序設(shè)計(jì)又包括數(shù)據(jù)采集部分和 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)部分。這一部分主要對(duì)這兩類數(shù)據(jù)采集的程序設(shè)計(jì)做出相應(yīng)的介紹。在這部分程序設(shè)計(jì)中最重要的就是讀寫(xiě)和復(fù)位操作，下面分別對(duì)其進(jìn)行介紹。由于該器件是基于單線總線的，所有的讀寫(xiě)操作都有一條數(shù)據(jù)線來(lái)完成，所以在使用過(guò)程中總線控制器必須要嚴(yán)格的遵守給定的時(shí)序。讀取器件序列號(hào)有兩種方法：（ 1）在總線控制器上逐個(gè)的掛上 DS18B20 器件，然后讀取并記錄其 ROM 信息。這時(shí)總線控制器就可以 發(fā)送 64 位序列號(hào)。對(duì)于片內(nèi)集成的 A/D 轉(zhuǎn)換器，只需要對(duì)單片機(jī)相關(guān)的寄存器做出合理的配置就可以了。 AD0INT 置 1 后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，輸出電壓數(shù)據(jù)然后改變 A/D轉(zhuǎn)換的通道進(jìn)行下一路的電壓數(shù)據(jù)采集。 還有一點(diǎn)需要說(shuō)明的是，電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束后 ADC0 存儲(chǔ)的電壓數(shù)據(jù)有左對(duì)齊和右對(duì)齊兩種格式。 UART0 是一個(gè)具有幀錯(cuò)誤檢測(cè)和硬件地址識(shí)別的增強(qiáng)型串行口，可以工作在全雙工異步方式或半雙工同步方式，并支持多處理器通信。 SBUF0 是UART0 的數(shù)據(jù)緩沖寄存器，該寄存器存儲(chǔ)串行口收發(fā)的數(shù)據(jù)。定時(shí)器的溢出率用公式 (42） 計(jì)算。這類命令用于返回參數(shù)的當(dāng)前值，其命令的格式為 “AT+CXXX ？ ” 。為了讓串行口正常的工作，除了設(shè)置這些寄存器的參數(shù)之外還要設(shè)置與時(shí)鐘選擇和定時(shí)器相關(guān)的寄存器。 23 圖 48 發(fā)送字符串函數(shù)程序流程圖 本系統(tǒng)在發(fā)送字符串時(shí)使用的是查詢方式。 N Y 開(kāi)始 禁能串行口中斷 TI=0 要發(fā)送的字符是‘ \0’？ Y 把字符寫(xiě)入 SBUF0 TI=1？ TI=0 字符串地址加 1 N 使能串行口中斷 返回 24 圖 49 字符串處理子函數(shù)程序流程圖 N N Y N 開(kāi)始 i=0， k=0 Ptr[i]是 ’\0’， ’\n’， ’\r’中的一個(gè)？ i++ Ptr[i]是 ’\n’， ’\r’中的一個(gè)？ Ptr[i]=’\0’ N N Y Y Rec_temp1[k++]=Ptr[i++] Rec_temp1[k]=’\0’， k=0 跳過(guò)‘ \n’和‘ \r’ Ptr[i]是 ’\n’， ’\r’中的一個(gè)？ Ptr[i]=’\0’ Rec_temp2[k++]=Ptr[i++] 返回 Y Y 25 GPRS 模塊初始化指的是用 GPRS 模塊建立 TCP 鏈接的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程由許多AT 命令子程序組成。當(dāng)程序中有字節(jié)寫(xiě)入 SBUF0寄存器時(shí)，串行口立即進(jìn)入字符串發(fā)送狀態(tài)。為了減少無(wú)用的返回字符串，要對(duì) GPRS 模塊設(shè)置關(guān)回顯在發(fā)送字符串時(shí)要禁能串行口中斷。對(duì)于具有固定 IP 地址服務(wù)器來(lái)說(shuō)， GTM900C 建立 TCP鏈接只需要三個(gè)步驟，即配置 apn，進(jìn)入 TCP/IP 功能和建立 TCP 鏈接。圖標(biāo) /連接器相當(dāng)于圖形 化的參數(shù)。應(yīng)該注意的是一個(gè)運(yùn)行的程序只能監(jiān)聽(tīng)一個(gè)端口，PC 機(jī)共有 25536 個(gè)監(jiān)聽(tīng)端口，端口號(hào)為 0— 25535。圖 413的程序流程圖旨在幫助理解上位機(jī)軟件的執(zhí)行過(guò)程。圖 415 中的遠(yuǎn)程地址指的是移動(dòng)電信運(yùn)行商分配給 GPRS 模塊的動(dòng)態(tài) IP 地址，遠(yuǎn)程端口是 GPRS 模塊的端口。 圖 415 GPRS 上位機(jī)的前面板 結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的 努力， 課程 設(shè)計(jì)順利完成了