【正文】 當(dāng)系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)完成之后，需要對(duì)軟、硬件分別進(jìn)行調(diào)試，以驗(yàn)證系統(tǒng)各項(xiàng)功能是否實(shí)現(xiàn)，結(jié)果是否正常，精度能否達(dá)到要求。 通過 GPRS DTU 與現(xiàn)場(chǎng)二次儀表相連 ， 將采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)以 IP 包形式發(fā)送到監(jiān)控中心 ， 在監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ) ， 并提供相應(yīng)的查詢、統(tǒng)計(jì)及報(bào)表功能。 //開關(guān) 5 sbit key6=P2^5。而市面上許多 GPRS 模塊中內(nèi)嵌的協(xié)議?；蚨嗷蛏俚拇嬖谝恍﹩栴}，需要用戶在使用過程中不斷發(fā)現(xiàn)和規(guī)避。在得到中心的響應(yīng)后， GPRS DTU 即認(rèn)為與中心握手成功 ，然后就保持這個(gè)通信連接一直存在，如果通信連接中斷， GPRS DTU 將立即重新與中心握手。 DTU 一旦進(jìn)入透?jìng)髂Ｊ?，將不再接收任?AT+I 命令，通過與主機(jī)串口的連接，DTU 專注于處理下位機(jī)串口的數(shù)據(jù)， DTU 不對(duì)數(shù)據(jù)做任何處理（即透明傳輸）。把從儀表采集到的數(shù)據(jù) ， 以定時(shí) (時(shí)間間隔由監(jiān)控中心設(shè)定 ) 、事件觸發(fā)方式上報(bào)。 //DQ 拉低 delay_18B20(100)。由于 TTL 電平和 RS232C 電平互不兼容，所以兩者接口時(shí)，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。 Y11 2 M H ZC83 3 p FC93 3 p FA T 8 9 C 5 1X 2X 1 圖 26 時(shí)鐘電路 基于 GPRS 的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì) 圖 27 是單片機(jī)的外圍電路，主要包括晶振電路、復(fù)位電路、采集電路。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。圖中的頻率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值。溫度檢測(cè)采用 DS18B20， 非常適用于多點(diǎn) 、 惡劣環(huán)境下的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 溫度采集系統(tǒng)；監(jiān)控軟件；單片機(jī) 3 GPRSbased remote temperature monitoring system Abstract:Temperature is the main accused in the industrial production one of the parameters, associated with a variety of temperature control systems are widely used in metallurgy, chemical Ding, machinery, food and other control is the small business often encountered in production process on the temperature control process directly influences the quality of example: in the metallurgical industry, chemical production, power engineering, paper industry, machinery manufacturing and food processing and many other areas, people need all kinds of furnace, heat treatment furnace, the temperature in the reactor and boiler testing and control。因而設(shè)計(jì)一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價(jià)值的。 溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè) 技術(shù)在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常普遍，但大多數(shù)是傳統(tǒng)的分散式三級(jí)系統(tǒng)（下位機(jī)、中位機(jī)、上位機(jī) ） ，采用有線的傳輸方式。 DS18B20 與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比 ， 能夠直接讀出被測(cè)溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字值讀取 ， 讀取 DS18B20 的信息僅需一根總線 ， 總線本身可以向所有掛接的 DS18B20 芯片 提供電源 ， 而不需額外的電源。 AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入 式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。在給出地址 “1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。如下圖25 所示?？梢暂p松實(shí)現(xiàn)與 Inter 的無線連接。再執(zhí)行跳過 ROM 匹配操作命令，然后讀暫存器，將轉(zhuǎn)換結(jié)果讀出，并轉(zhuǎn)為顯示碼，送到液晶顯示。 } 通信模塊設(shè)計(jì) GPRS DTU 模塊 GPRS(General Packet Radio Service， 即通用無線分組業(yè)務(wù) )是一種基于 GSM 系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù) ， 提供端到端的、廣域的無線 IP 連接。本文用到的是它的透?jìng)髂Ｊ?，下面?duì)透?jìng)髂Ｊ?[34]作詳細(xì)說明。這與局域網(wǎng)內(nèi)的電腦通過網(wǎng)關(guān)訪問外部網(wǎng)絡(luò)的方式相似。信號(hào)采集和處理主要完成外部采集的溫度轉(zhuǎn)換，接收短消息采用查詢方式 ， 一旦短消息到達(dá) ， 調(diào)用串口接收程序解碼短消息內(nèi)容并做出相應(yīng)處理 。 //繼電器 6 sbit realy6=P0^6。 void receive_ready(void)。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)說明書 ( 2021) 25 監(jiān) 控 軟 件數(shù) 據(jù) 庫(kù) 數(shù) 據(jù) 代 理 數(shù) 據(jù) 采 集測(cè) 控指 令測(cè) 控指 令測(cè) 控指 令檢 測(cè)數(shù) 據(jù)檢 測(cè) 數(shù)據(jù)檢 測(cè) 數(shù)據(jù)檢 測(cè) 子 系 統(tǒng)通 信 子 系 統(tǒng)數(shù) 據(jù) 采 集 子 系 統(tǒng) 圖 42 數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，從數(shù)據(jù)庫(kù)讀入預(yù)處理的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息并加工處理，把處理結(jié)果顯示給監(jiān)控人員，監(jiān)控人員在此可以發(fā)出主動(dòng)控制指令。實(shí)現(xiàn)了溫度的動(dòng)態(tài)顯示實(shí)時(shí)控制，具有界面友好，操作簡(jiǎn)單，控制安全可靠，易維護(hù)等特點(diǎn)。電力建設(shè) 。在大學(xué)四年時(shí)間里，導(dǎo)師為我創(chuàng)造了優(yōu)越的學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)境，使我獲取寶貴理論知識(shí)同時(shí)又在實(shí)踐中不斷提高自己。本文的主要工作主要包括以下幾個(gè)方面： DS18B20 對(duì)室溫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將實(shí)時(shí)的室溫傳給單片機(jī)。數(shù)據(jù)代理讀入來自 GPRS， Inter 的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息并經(jīng)預(yù)處理后存入數(shù)據(jù)庫(kù)，從數(shù)據(jù)庫(kù)讀監(jiān)控人員發(fā)出的主動(dòng)控制指令并通過 GPRS， Inter傳送至于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)點(diǎn)。 void read_message(void)。 //繼電器 8 sbit key1=P2^0。 通過 GPRS 網(wǎng)絡(luò)收發(fā)數(shù)據(jù) 通過 GPRS 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，最簡(jiǎn)單的辦 法就是使用 GPRS DTU 設(shè) 備（ Data Terminal Unit：數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備）數(shù)據(jù)通信過程如下： DTU 上電后，首先完成網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)等初始化工作，然后自動(dòng)進(jìn)行 PPP 拔號(hào)，再通過 TCP/IP 協(xié)議與位于互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)中心建立連接，為用戶設(shè)備建立一條雙向透明傳輸?shù)臒o線通信鏈路。 由于 GPRS DTU 處于移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)，而 且 IP 地址不固定。其主要目的是將串行通信的簡(jiǎn)單設(shè)備實(shí)現(xiàn)在 IP 網(wǎng)絡(luò)上的通信， 而數(shù)據(jù)格式不發(fā)生任何改變，這點(diǎn)非常重要，由于數(shù)據(jù)格式在經(jīng)過 DTU 前后均不放生任何變化，對(duì)于原有的設(shè)備及軟件不用作任何升級(jí)，就可直接應(yīng)用，通過這種通信方式的轉(zhuǎn)換，使得只能本地控制的設(shè)備擴(kuò)展成可遠(yuǎn)程控制的設(shè)備，改進(jìn)了控制手段及維護(hù)方式，對(duì)于遠(yuǎn)程維護(hù)、控制和數(shù)據(jù)采集都有實(shí)際意義。 現(xiàn) 場(chǎng) 儀 表 或 控 制 設(shè) 備G P R S D T U 圖 33 GPRS DTU 從儀表采集數(shù)據(jù) GPRS DTU ( GPRS Data Transmission Unit) ， 即基于 GPRS 的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)控制器。 基于 GPRS 的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 DS18B20跳 過 ROM匹 配啟 動(dòng) 溫 度 轉(zhuǎn) 換DS18B20復(fù) 位跳 過 ROM匹 配讀 取 溫 度溫 度 匹 配 圖 32 DS18B20 模塊程序流程圖 DS18B20 溫度值讀取程序設(shè)計(jì)： void delay_18B20(unsigned int i) { while(i)?？蓱?yīng)用于電力系統(tǒng)、工業(yè)監(jiān)控、交通管理、氣象、水處理、環(huán)境監(jiān)控、金融證券、煤礦、石油等行業(yè)。設(shè)計(jì)中，采用由內(nèi)部方式產(chǎn)生時(shí)鐘的方法形成 時(shí)鐘電路，具體如圖所示。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL基于 GPRS 的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 門電流。 a． 主要特性：與 MCS51 兼容； 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器；壽命： 1000 寫 /擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年；全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz；三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定；128*8 位內(nèi)部 RAM； 32 可編程 I/O 線；兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； 5 個(gè)中斷源 ；可編程串行通道；低功耗的閑置和掉電模式；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。DS18B20 其內(nèi)部 64 位光刻 ROM 是出廠前被光刻好的 ， 它由 8 位產(chǎn)品系列號(hào) ， 48位產(chǎn)品序號(hào)和 8 位 CRC 編碼組成 ， DS18B20 的產(chǎn)品系列號(hào)均為 28 H ， 每個(gè)器件48 位產(chǎn)品序號(hào)各不相同。 隨著無線通信數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 ， 采用 GSM和 GPRS無線通信網(wǎng)作為通信方式為上述問題提供了一個(gè)新的解決方案。 GPRS 技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研究、地區(qū)范圍內(nèi)試用到正式商用 ， 經(jīng)過了長(zhǎng)時(shí)間的完善，技術(shù)先進(jìn)可靠。硬件方面設(shè)計(jì)了一個(gè)基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng) ， 以 AT89C51 單片機(jī)為核心，采用了溫度傳感器 DS18B20， 以 GPRS 無線通信模塊為基礎(chǔ)，基于 AT 指令和數(shù)據(jù)采集器，構(gòu)建一個(gè)遠(yuǎn)程的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ， 對(duì)溫度進(jìn)行控制。溫度傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與可靠性成了設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵。 計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定， 每次測(cè)量前，首先將 55℃ 所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 1，溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在 55℃ 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 fosc 可在 2MHZ—12MHZ 選擇。在微機(jī)通信中，通常使用 RS232C 接口即 PC 機(jī)的 COM 口 ， 其引腳定義如圖 29 所示。 //DQ 復(fù)位 delay_18B20(4)。 量檢測(cè)及輸出。工作在透?jìng)髂Ｊ较碌?DTU 將自動(dòng)完成串口到網(wǎng)絡(luò)通信的轉(zhuǎn)換，所有數(shù)據(jù)可透明的在上位機(jī)軟件與下位機(jī)之間雙向傳輸。數(shù)據(jù)中心的公網(wǎng) IP 地址或固定的域名作為參數(shù)存儲(chǔ)在 GPRS DTU 內(nèi)，以便 GPRS DTU 一旦上電撥號(hào)成功，就可以主動(dòng)連接到數(shù)據(jù)中心。 整個(gè)通信過程雖然看似簡(jiǎn)單，但是要想實(shí)現(xiàn) DTU 的功能并使其穩(wěn)定可靠的工作，還有許多地方需要注意。 //開關(guān) 3 sbit key4=P2^3。整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖所示。 GPRS DTU 遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)界面 用 GPRS DTU 來收發(fā)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息，通過單片機(jī)的傳送，溫度微小的變化就會(huì)顯示在應(yīng)經(jīng)做好的界面上，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對(duì)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 由于條件有限和時(shí)間倉(cāng)促本論文所建立的監(jiān)控系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能仍有需要進(jìn)一步的完善，對(duì)于溫度是通過設(shè)定的范圍隨機(jī)給出，并沒有根據(jù)各種影響因素建立準(zhǔn)確的監(jiān)控。 感謝所有慷慨提供文獻(xiàn)的編寫者，你們前人栽樹后人乘涼的無私精神，讓我能在原本磕磕絆絆的研討撰寫道路上，找到通往終點(diǎn)的最快捷徑。2021 年 11 期 [17] 曹燚 ， 楊子華 ， 劉琤 .GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能統(tǒng)計(jì)分析 [J]。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)說明書 ( 2021) 27 開 始硬 件 測(cè) 試溫 度 采 樣 測(cè) 試串 口 通 信 測(cè) 試完 成 圖 51 下位機(jī)系統(tǒng)測(cè)試流程圖 下位機(jī)硬件測(cè)試完成后可以確定硬件系統(tǒng)能正常工作，然后就可以對(duì)上位機(jī)軟件需要在計(jì)算機(jī)上以各種可能的數(shù)據(jù)和操作條件對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)試。 遠(yuǎn)程溫度檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)原理 本系統(tǒng)下位機(jī)的主要功能是對(duì)系統(tǒng)的溫度參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析。 void sendchar(uchar ch)。 //繼電器 3 sbit realy3=P0^3。通