【正文】 UT）為第二數(shù)據(jù)通道。另外，GSM標(biāo)準(zhǔn)將短消息業(yè)務(wù)也用信令信道來(lái)傳送。全球超過(guò) 200 個(gè)國(guó)家和地區(qū)超過(guò)10 億人正在使用 GSM 電話。這 40 個(gè)引腳可以劃分為 5 類，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM 卡、音頻接口和控制。 DS18B DS1822 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器 。它們還可以脫離微控制器單獨(dú)工作,自行構(gòu)成一個(gè)溫控儀。 傳感器方案論證 方案一：采用模擬集成溫度傳感器集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器，它是將溫度傳感器集成在一個(gè)芯片上、可完成溫度測(cè)量及模擬信號(hào)輸出功能的專用IC?？紤]到單片機(jī)“面向控制”實(shí)際應(yīng)用的特點(diǎn)，一般需要較大的程序存儲(chǔ)器，目前的單片機(jī)以采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開的結(jié)構(gòu)為多。GSM 無(wú)線通信模塊用于收發(fā)短消息，收到手機(jī)短信后經(jīng)處理后把溫度回發(fā)給手機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控。 溫度監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀溫度控制廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活中，人們使用溫度計(jì)來(lái)采集溫度，通過(guò)人工操作加熱、通風(fēng)和降溫設(shè)備來(lái)控制溫度，這樣不但控制精度低、實(shí)時(shí)性差，而且操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大。實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部狀況的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控， 從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)和遠(yuǎn)程智能控制等功能。本文涉及到一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的調(diào)速系統(tǒng)溫度報(bào)警的新技術(shù)。而 GSM 模塊則無(wú)此限制，所以基于這種模塊，以 GSM 網(wǎng)絡(luò)作為無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)，可以開發(fā)出各種前景極其樂(lè)觀的各類應(yīng)用。 本設(shè)計(jì)任務(wù)與功能實(shí)現(xiàn)在生活和工業(yè)過(guò)程中，通過(guò)一定的測(cè)量設(shè)備把溫度、濕度、壓力、速度等模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，再收集到處理設(shè)備上顯示、處理、記錄和傳輸，這個(gè)過(guò)程即稱“數(shù)據(jù)采集”，實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程的系統(tǒng)就是“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”。本系統(tǒng)采集端以單片機(jī)為主控制器，由溫度傳感器DS1820，鍵盤，兩個(gè)LED顯示器，兩個(gè)指示燈，一個(gè)報(bào)警器，電平轉(zhuǎn)換模塊MAX232，通信模塊TC35等組成，：圖 方案二系統(tǒng)框圖通過(guò)研究論證及功能實(shí)現(xiàn)，方案二較為理想。 中央微處理器 STC89C52：STC89C52 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及STC89C52 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 STC89C52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。目前，已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。在圖 27 中，虛線內(nèi)部為 MZ28 主板的各個(gè)組成單元，虛線之外為外部接口。當(dāng) LED 熄滅時(shí)，表明 TC35處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當(dāng) LED 為 600 ms 亮/600ms 熄時(shí)，表明 SIM 卡沒(méi)有插入或 TC35 正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登錄；當(dāng) LED 為 75 ms 亮/3s 熄時(shí)，表明 TC35 已登錄進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，處于待機(jī)狀態(tài)?；旌闲陀?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)配置靈活，易構(gòu)成各種大中型測(cè)控系統(tǒng)。它是 16 針 SMD 封裝 IC，用于完成計(jì)算機(jī) 232 端口數(shù)據(jù)電平轉(zhuǎn)換。P1 口：I/O 雙向口。許多溫度傳感器還具有的另一功能是能在超過(guò)溫度限定值時(shí)產(chǎn)生一個(gè)中斷，可以將這些溫度限定值設(shè)置到上限溫度寄存器和下限溫度寄存器。表 LCD 引腳描述正是由于這個(gè)特點(diǎn)，在采用直流電壓驅(qū)動(dòng) LCD 時(shí)，會(huì)使液晶體產(chǎn)生電解和電極老化，大大將低 LCD 的使用壽命，所以現(xiàn)用的驅(qū)動(dòng)方式多屬交流電壓驅(qū)動(dòng)。而是指震蕩源。進(jìn)行串行通訊時(shí)要滿足一定的條件，比如電腦的串口是 RS232 電平的，而單片機(jī)的串口是 TTL 電平的，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，我采用了專用芯片 MAX232 進(jìn)行轉(zhuǎn)換，雖然也可以用幾個(gè)三極管進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，但是還是用專用芯片更簡(jiǎn)單可靠。d DS1820在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 [11]異步串行通信的字節(jié)格式：在單片機(jī)的異步串行通信方式中，在串行口由硬件自動(dòng)加入起始位和停止位，構(gòu)成一個(gè)完整的字符。例如發(fā)送短信數(shù)據(jù)0123456789 給手機(jī)號(hào)為 13849379075 的用戶，就可以用以下數(shù)據(jù)格式：AT+CMGS=20 0D 0A 08 91 683108503305F0 11 00 0D 91 683148399770F5 00 00 00 0A 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 以上命令解釋如下：20 為空格鍵的 ASCALL 碼，OD OA 為回車換行符。，請(qǐng)將跳線設(shè)置成：MCU與TC35I模塊通信。針對(duì)以上通信方式的優(yōu)、缺點(diǎn)，基于 GSM 模塊的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，此系統(tǒng)可解決這些隱患，讓家庭防盜更及時(shí)、使用更方便。它采用主動(dòng)式紅外傳感器進(jìn)行檢測(cè)，變有形的傳統(tǒng)防盜網(wǎng)防盜窗為無(wú)形，給火災(zāi)時(shí)的逃生提供方便。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是通過(guò)短消息的收發(fā)實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)備的溫度進(jìn)行遙控，利用GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)地給手機(jī)用戶發(fā)送短信，起到遙控檢測(cè)的效果。11 00 與前文介紹的一樣，683148399770F5 為被叫 SIM 號(hào)碼即 8613849379075，0D 為幾數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。為了充分利用短消息的長(zhǎng)度，降低費(fèi)用，同時(shí)考慮到延時(shí)的情況，本方案中，每條短消息的單幀長(zhǎng)度均設(shè)為106個(gè)字符，如圖13所示： 短消息幀結(jié)構(gòu)1 2 3 4 5 ………... 104 105 106起始字符 順序號(hào) 數(shù)據(jù)位 校驗(yàn)位 結(jié)束位(1)常用 AT 指令如下：AT+CSMS 選擇短信息服務(wù) AT+CPMS 選擇短信息內(nèi)存 AT+CMGF 選擇短信息格式 AT+CSCA 短信息中心地址 AT+CNMI 顯示新收到的短信息 AT+CMGR 讀短信息 AT+CMGS 發(fā)送短信息 AT+CMGL 列出 SIM 卡中短信息 AT+CMSS 從 SIM 內(nèi)存中發(fā)短信息 AT+CMGW 向 SIM 寫入待發(fā)短信息 AT+CMGD 刪除 SIM 內(nèi)存中的短信息 AT+CSCB 選擇蜂窩廣播信息（2)AT 指令的運(yùn)用下面分別用從 PC 機(jī)上和從單片機(jī)上收發(fā)短信的兩個(gè)例子來(lái)說(shuō)明如何運(yùn)用 AT 指令?！?。這是最簡(jiǎn)單的連接方法，但是對(duì)我來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠使用了，電路如下圖所示，MAX232 的第 10 腳和單片機(jī)的 11 腳連接，第 9 腳和單片機(jī)的 10 腳連接，第 15 腳和單片機(jī)的 20 腳連接，串口通訊具體如圖 :圖 通訊接口連接圖 電源輸入部分控制系統(tǒng)主控制部分電源需要用5V直流電源供電，其電路如圖61所示，把頻率為50Hz、有效值為220V的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的5V直流電壓。 而無(wú)源內(nèi)部不帶震蕩源，所以如果用直流信號(hào)無(wú)法令其鳴叫。工業(yè)字符型液晶，1602 是指顯示的內(nèi)容為 16*2，能同時(shí)顯示兩行，每行 16 個(gè)字符。由于每一個(gè)DS1820 出廠時(shí)都刻有唯一的一個(gè)序列號(hào)并存入 ROM 中，因此 CPU 可用簡(jiǎn)單的通信協(xié)議就可以識(shí)別，從而多個(gè)傳感器的系統(tǒng)中節(jié)省了大量的引線和邏輯電路[8]。P2 口：I/O 雙向口。由 6 腳和 4 只電容構(gòu)成。（3）系統(tǒng)采集端的軟硬件設(shè)計(jì)與配置規(guī)模都是以滿足數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能要求為原則，因此系統(tǒng)的軟硬件應(yīng)用/配置比接近于1，具有最佳的性價(jià)比，系統(tǒng)的軟件一般都有應(yīng)用程序。35～38為語(yǔ)音接口，336 接揚(yáng)聲器放音。系統(tǒng)連接器是 MZ28 與應(yīng)用系統(tǒng)的連接接口，主要提供外部電源、RS232 串口、外接SIM 和音頻接口。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。此外，STC89C52 設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率，并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。雖然單片機(jī)只是一個(gè)芯片，但從組成和功能上看，它已具有了微機(jī)系統(tǒng)的含義。本設(shè)計(jì)通過(guò) GSM 短消息的收發(fā)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行遙控，基于單片機(jī)控制，利用支持短消息業(yè)務(wù)的 GSM 引擎模塊發(fā)送溫度報(bào)警信息，還利用現(xiàn)有的 900M 或 1800M 的 GSM 網(wǎng)絡(luò)，而監(jiān)控終端也不再僅局限于 PC 機(jī)，也可以是移動(dòng)通訊平臺(tái)或其他移動(dòng)終端。尤其在航天、材料、能源、冶金、化工等領(lǐng)域中，溫度測(cè)量占有極重要的地位。目前，隨著手機(jī)性能增強(qiáng)、價(jià)格下降、通信費(fèi)用降低，移動(dòng)通信用戶比較普及，如依托移動(dòng)通信網(wǎng)的SMS(短消息業(yè)務(wù))建設(shè)智能監(jiān)控防盜報(bào)警系統(tǒng)將有很大的發(fā)展?jié)摿蛯?shí)用價(jià)值。依托移動(dòng)通信網(wǎng)的SMS（短消息業(yè)務(wù))建設(shè)智能溫度報(bào)警系統(tǒng)由于發(fā)送到用戶手機(jī)或監(jiān)控中心的是警情信息，內(nèi)容較少，因此在充分利用SMS傳輸數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上SMS傳輸信息長(zhǎng)度也完全能滿足要求。隨著手機(jī)應(yīng)用資費(fèi)的不斷下調(diào)及其通信網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，應(yīng)用手機(jī)短消息來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控具有很廣闊的應(yīng)用前景，使用 GSM 短消息來(lái)傳遞數(shù)據(jù)信息也是近年來(lái)遙測(cè)遙控發(fā)展領(lǐng)域中的熱門技術(shù)。2 整體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證方案一：該系統(tǒng)分為兩部分，第一部分是單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度采集，主要由 STC89C51 單片機(jī)、溫度傳感器 DSl8B20 實(shí)現(xiàn)，第二部分是遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，主要有 GSM 無(wú)線通信模塊(TC35i)、手機(jī)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)形式:一種是在通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，將程序指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在一起的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓(Princeton)結(jié)構(gòu)，也稱馮STC89C52 單片機(jī)綜合了微型處理器的基本功能。智能溫度控制器是在智能溫度傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的?，F(xiàn)在，新一代的“DS1820”體積更小、更經(jīng)濟(jì)、更靈活。TC35模塊輸入輸出的TTL正電平邏輯不是+ 5V,而是+ 2. 9V,因此,必須對(duì)該輸入電平進(jìn)行邏輯轉(zhuǎn)換,系統(tǒng)通過(guò)在集電極開路緩沖器7407的輸出加上拉電阻完成電路邏輯的轉(zhuǎn)換。其開發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個(gè)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶使用一部手機(jī)就能行遍全球。 GSM 網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議模型GSM網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議模型GSM標(biāo)準(zhǔn)采用不同的信道來(lái)傳送用戶信息和信令信息， 因此也就有如下兩類信息數(shù)據(jù)：用戶信息：包括語(yǔ)音和數(shù)據(jù)。由11114 腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。作輸入口時(shí)，應(yīng)先將軟件置“1”。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入。系統(tǒng)還需要一些按鍵來(lái)完成溫濕度上下限設(shè)置，報(bào)警解除功能，當(dāng)溫濕度超過(guò)設(shè)定的值時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)該要報(bào)警指示，在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，用了一個(gè)揚(yáng)聲器做聲報(bào)警，一個(gè)LED來(lái)指示溫度報(bào)警。無(wú)源蜂鳴器的優(yōu)點(diǎn)是：1．便宜，2 ．聲音頻率可控，可以做出“ 多來(lái)米發(fā)索拉西 ”的效果。降壓后還是交流電壓，所以需要整流電路把交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。h 測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以“一線總線”串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。TC35 提示后輸入 PDU 內(nèi)容后 CTR+Z 就發(fā)送成功，但要注意 PDU 模式收發(fā) SMS 的格式：發(fā)送格式：SMSC PDU 類型 MR DA PID DCS VP UDL UD接收格式：SMSC PDU 類型 OA PID DCS SCTS UDL UD其中，SMSC 為短消息業(yè)務(wù)中心地址，DA/OA 為源/目的地址，PID 為協(xié)議識(shí)別，DCS 為數(shù)據(jù)編碼，UDL 為用戶數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，UD 為用戶數(shù)據(jù)，VP 為有效時(shí)間，MR 指明是發(fā)出信息，SCTS 指明短消息到達(dá)業(yè)務(wù)中心的時(shí)間。5 編 譯 與 調(diào) 試 TC35 模塊調(diào)試軟件使用前，我們要對(duì)板子進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試模塊是否正常工作。完成的軟件部分主要有：鍵盤和顯示程序，DS1820傳感器的讀寫程序，通信模塊的發(fā)送程序，數(shù)據(jù)處理程序等。在寫論文的過(guò)程中，指導(dǎo)老師給予了我悉心指導(dǎo)，在此我要向他們表示衷心的感謝，同時(shí)，老師們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度無(wú)形地鞭笞著我要嚴(yán)格地要求自己，要不斷地取得進(jìn)步，正是在他們的指導(dǎo)下，我對(duì)論文所涉及的單片機(jī)方面進(jìn)行了仔細(xì)的研究，他們豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)使我學(xué)到了很多課本上學(xué)不到的知識(shí)，也使我順利地完成了論文。但它們有各自的缺點(diǎn)：，使其在關(guān)鍵時(shí)刻失靈。關(guān)于通信跳線說(shuō)明： 在通信過(guò)程中進(jìn)行了三種通信跳線方式的選擇：PC機(jī)與MCU通信；PC機(jī)與TC35I模塊通信；MCU與TC35I模塊通信。本設(shè)計(jì)只用發(fā)送數(shù)字，因此使用數(shù)字編碼，即 00。（3）DS1820采集流程圖根據(jù)以上的介紹，可以看出DS1820工作流程如圖31所示：(程序如附錄C) 通信模塊 TC35 的發(fā)送與接收程序單片機(jī)對(duì)TC35模塊的控制采用AT指令，單片機(jī)通過(guò)AT指令對(duì)TC35模塊進(jìn)行初始化和短消息的接收和發(fā)送，對(duì)短消息的控制共有三種模式：Block模式，Text模式和PDU模式。 軟件各部分編寫 傳感器 DS1820（1）DS1820的主要特性a 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。每一個(gè)發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成 TIA/EIA232F 電平。 接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。液晶是一種介于液體與固體之間的熱力學(xué)中間穩(wěn)定相。第二功能：編程電壓輸入端(+21V）。當(dāng)采用外部時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，X2 接振蕩信號(hào)，X1 接地。該器件符合 TIA/EIA232F 標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將 TIA/EIA232F 電平轉(zhuǎn)換成 5VTTL/CMOS 電平。（3）GSM 系統(tǒng)采用 FDMA/TDMA 及跳頻的復(fù)用方式，頻率重復(fù)