【文章內容簡介】 相對原來的 GSM的撥號方式的電路交換數據傳送方式， GPRS的分組交換技術，具有 “ 實時在線 ”、“ 按量計費 ” 、 “ 快捷登錄 ” 、 “ 高速傳輸 ” 、 “ 自如切換 ” 的優(yōu)點。故本設計將使用 GPRS 實現遠程設備的采集和監(jiān) 控。 國內外研究現狀 就 GPRS/GSM 的應用而言 ， 其實我們應用最廣的是在我們離不開的手機上?，F在手機上網已經再普通不過的事情了 3G 業(yè)務更是發(fā)展的如火如荼。但僅僅在商業(yè)上的應用是不能夠展現他的優(yōu)勢的。在工業(yè)上隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展在GPRS/GSM 的技術可靠性得到了不斷的提升。這為遠程控制的可靠性提供了保證。目前從 GSM 到 GPRS 技術發(fā)展最好的 國外公司是 西門子公司的產品。從最開始的TC35i、 MC35i、 MC39i 到現在的 MC37i、 MC52i、 MC55 技術和功能都不斷的得到提升。但就價格而言還是 相對比較貴。 此外 國內的華為 公司的一些產品比如 EM310模塊 、 EM770W 模塊、 EM200、 GTM900C等銷量 也 比較的大。 由于大多數的 GPRS/GSM 產品都支持 AT 標準指令 ， 所以大多產品都可以很好的兼容。但由于生產技術的不同 ， 各廠家的產品的性能各不相同。 且 GSM 網絡是一種電路交換系統(tǒng)，而 GPRS 網絡是一種分組交換系統(tǒng)。因此， GPRS 特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的數據傳輸。 介于 以上理由及系統(tǒng)的可靠性， 本設計主要使用 GPRS 網絡 來 實現遠程 無線溫度的 采集和對其控制。 本課題研究意義 采用有線 溫度 采集 ，不但在組建 采集 系統(tǒng)時布線比較麻煩， 而 且數據傳輸距離比較近，組建系統(tǒng)的成本相對較高 。而無線 溫度采集 系統(tǒng)的組建 省去了數據傳輸時的布線， 而 且數據傳輸距離可以很遠，可靠性高。 所以無線 溫度采集 系統(tǒng)與有線 溫度采集 系統(tǒng)相比，具有很大的優(yōu)勢。 由于目前基于 GPRS/GSM 的遠程數據的控制有很多 是 用在條件不方便的場所，比如說用于氣象監(jiān)測的偏遠場所， 用于遠距離的數據采集傳輸， 所以需要對整個設計的功耗進行控制。通過對這個項目的研究，我將在電子產品的功耗控制上 和GPRS 技術 有所學習。同時在程序的系統(tǒng)學習上有更深刻的理解。同時 由于本設計的設計場所為工廠應用故采用了工業(yè)標準協議 MODBUS。對工業(yè)組態(tài)控制過程有了比較深刻的學習。在本設計的完成過程中我不僅僅為以后的此類設計打下了一個良好的基礎更是在過程中學習到了不少的相關知識。 系統(tǒng)組成 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 1 緒論 3 本設計的 整個系統(tǒng)通過數字溫度傳感器采集工作現場溫度，將數字信號傳給單片機，并由 LED 現場顯示溫度，單片機將處理過的數據信息通過 GPRS 模塊操作，連接到 GPRS網絡，將數據由 GPRS網絡上傳到 Inter網絡， 在服務器端由 Labview編寫的 上位機程序通過使用 RunTime Engine 控件來對數據進行處理 ，顯示。 實現數據的雙向傳輸。 并具有超溫報警功能。 其系統(tǒng)框圖如圖 所示。 圖 系統(tǒng)組成框圖 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 單片機概述 4 2 單片機概述 AT89S52 作為普通 51 單片機已與廣泛應用于各種產品中，其接口簡單，方便使用，且功能強大，因此本系統(tǒng)采用 AT89S52 單片機作為主控制芯片。 AT89S52 的主要性能 ① 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash存儲器 ② 1000次擦寫周期 ③ 三級加密程序存儲器 ④ 32個可編程 I/O口線 ⑤ 三個 16位定時器 /計數器 ⑥ 八個中斷源 ⑦ 全雙工 UART串行通道 ⑧ 掉電后中斷可喚醒 ⑨ 看門狗定時器 ⑩ 雙數據指針 ， 掉電標識符 AT89S52 的功能特性描述 AT89S52是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K在系統(tǒng)可編程 Flash存儲器。使用 Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè) 80C51產品指令和引腳完全兼容。片上 Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52具有以下標準功能： 8k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32位 I/O口線，看門狗定時器， 2個數據指針，三個 16位定時器 /計數器，一個 6向量 2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外， AT89S52可降至 0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時器 /計數器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下， RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。 AT89S52 的管腳排列及引腳功能 ① VCC： 供電電壓 ② GND： 接地 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 單片機概述 5 ③ P0口 ： P0口是一個 8位漏極開路的雙向 I/O口。作為輸出口，每位能驅動 8個 TTL邏輯電平。對 P0端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數據存儲器時， P0口也被作為低 8位地址 /數據復用。在這種模式下， P0具有內部上拉電阻。在 flash編程時， P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。 ④ P1口： P1口是一個具有內部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， p1輸出緩沖器能驅動 4個 TTL邏輯電平。對 P1端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。此外， /計數器 2的外部計數輸入（ ）和時器 /計數器 2的觸發(fā)輸入 （ ），具體如 表 。 在 flash編程和校驗時， P1口接收低 8位地址字節(jié)。 表 P1 口特殊功能表 引腳號 第二功能 T2（定時器 /計數器 T2 的外部計數輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用 ） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） ⑤ P2口： P2口是一個具有內部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2輸出緩沖器能驅動 4個 TTL邏輯電平。對 P2端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在訪問外部程序存儲器或用 16位地址讀取外部數據存儲器時， P2口送出高八位地址。在這種應用中， P2口使用很強的內部上拉發(fā)送 1。在使用 8位地址訪問外部數據存儲器時， P2口輸出 P2鎖存器的內容。 在 flash編程和校驗時，P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號。 ⑥ P3口： P3口是一個具有內部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， p2輸出緩沖器能驅動 4個 TTL邏輯電平。對 P3端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3口亦作為 AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 flash編程和校驗時， P3口也接收一些控制信號。 P3口也可作為 AT89S52的一些特殊功能口，如表 。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 單片機概述 6 表 P3 口特殊功能表 引腳號 第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) 0INT (外部中斷 0) 1INT (外部中斷 1) T0(記時器 0外部輸入 ) T1(記時器 1外部輸入 ) WR (外部數據存儲器寫選通 ) RD(外部數據存儲器讀選通 ) P3口同時 為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 ⑦ RST： 復位輸入。晶振工作時， RST腳持續(xù) 2個機器周期高電平將使單片機復位?？撮T狗計時完成后， RST腳輸出 96個晶振周期的高電平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)的 DISRTO位可以使此功能無效。 DISRTO默認狀態(tài)下，復位高電平有效。 ⑧ PROGALE / ： 地址鎖存控制信號（ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8位地址的輸出脈沖。在 flash編程時，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下， ALE以晶振六分之一的固定頻率 輸出脈沖， 也可 作為 外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調，在每次訪問外部數據存儲器時， ALE脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址為 8EH的 SFR的第 0位置“ 1”， ALE操作將無效。這一位置“ 1”，ALE僅在執(zhí)行 MOVX或 MOVC指令時有效。否則， ALE將被微弱拉高。這個 ALE使能標志位（地址為 8EH的 SFR的第 0位）的設置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。 ⑨ PSEN ： 外部程序存儲器選通信號（ PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當 AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼 時， PSEN在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數據存儲器時， PSEN將不被激活。 ⑩ VPPEA/ ： 訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從 0000H到 FFFFH的外部程序存儲器讀取指令， EA必須接 GND。為了執(zhí)行內部程序指令， EA應該接 VCC。在flash編程期間， EA也接收 12伏 VPP電壓。 ? XTAL1： 振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 ? XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端。 具體引腳功能圖如圖 。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 單片機概述 7 圖 AT89S52的引腳功能圖 AT89S52 的 內部結構框圖 ① AT89S52 單片機由運算器和控制器組成的微處理器、片內存儲器 RAM/ROM、P0— P3 組成的 I/O 端口以及各種存儲器組成的特殊功能寄存器 SFR 和串行接口、定時 /計數器、中斷系統(tǒng)、振蕩器構成。 如圖 所示。 圖 AT89S52的內部結構框圖 ② 本系統(tǒng)設計所涉及到的 AT89S52最小系統(tǒng)，僅有芯片，晶振，和復位鍵組成。外接 5V的電源電路。 如圖 。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 單片機概述 8 圖 89S52 最小應用系統(tǒng) 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 3 GPRS 技術 9 3 GPRS 技術 GPRS 簡 介 GPRS是分組無線服務技術（ General Packet Radio Service)的簡稱，它是 GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業(yè)務。 GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸的方式不同，是封包交換數據的標準技術，它能夠充分利用現有的 GSM網，可以使運營商在全國范圍內推出此項業(yè)務。采用信道捆綁 (目前 GPRS的設計可以在一個載頻或 8個信道中實現捆綁 )和增強數據速率實現高速接入，理論上可提供高達 ll5kbps的空中接口傳輸速率，下一代 GPRS業(yè)務的速度可以達到 84kbps。若干移動用戶能夠同時共享一個無線信道，一個 移動用戶也可以使用多個無線信道。實際上發(fā)送或接收數據包的用戶僅占很小一部分網絡資源，并且網絡容量只有在實際傳輸時才被占用。為了實現 GPRS，需要在現有的 GSM 網絡中引入 3種新的邏輯網絡實體：服務 GPRS支持節(jié)點 (SGSN)、網關 GPRS支持節(jié)點 (GGSN)和分組控制單元 (PCU)。 GSM是一種電路交換系統(tǒng)，而 GPRS是一種分組交換系統(tǒng)。因此， GPRS特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。所以我們選擇使用 GPRS業(yè)務來實現遠程溫度傳輸。 GPRS 分組交換通 信技術 GPRS 突破了 GSM網只能提供電路交換的思維方式，只通過增加相應的功能實體和對現有的基站系統(tǒng)進行部分改造來實現分組交換，這種改造的投入相對來說并不大，但得到的用戶數據速率卻相當可觀。而且，因為不再需要現行無線應用所需要的中介轉換器，所以連接及傳輸都會更方便容易。如此，使用者既可聯機上網，參加視訊會議等互動傳播，而且在同一個視訊網絡上(VRN)的使用者，甚至可以無需通過撥號上網，而持續(xù)與網絡連接。 GPRS 分組交換的通信方式在分組交換的通信方式中，數據被分成一定長度的包 (分組 )，每個