【正文】 感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。 5. 本設(shè)計(jì)還可以拓展上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信與控制，將采集的溫度值通過上位機(jī)將溫度曲線描繪出來，由上位機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲、轉(zhuǎn)換等操作，同時加上 GSM 的遠(yuǎn)程智能控制 ?? 致謝 在本文結(jié)束之際，衷心地感謝系領(lǐng)導(dǎo)、老 師的關(guān)心和大力支持。亦可用于其他設(shè)備、家居的遠(yuǎn)程智能化控制中。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 在一定程度上加強(qiáng)了理論學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐相融合 、鞏固基礎(chǔ)知識與培養(yǎng)創(chuàng)新意識相結(jié)合等方面 能力。 9 設(shè)計(jì)特色 與創(chuàng)新 (1)．人性化： 系統(tǒng) 可以發(fā)送報(bào)警信息與接收用戶反饋命令，同時系統(tǒng)會自動回復(fù)操作確認(rèn)信息。 有效控制區(qū)域?yàn)?GSM 能達(dá)到的所有地域 。 測試數(shù)據(jù) 、結(jié)果分析與實(shí)現(xiàn)功能 測試數(shù)據(jù)：電源電路輸出穩(wěn)定的 ， TC35 模塊的工作波特率為 9600bps。 （ 2）用未綁定的手機(jī)發(fā)送“加熱， 12345”， 系統(tǒng)收到命令后加熱繼電器吸合同時加熱指示燈亮，并回復(fù) 確認(rèn) 信 息 “加熱中”。 （ 2）用未綁定的手機(jī)發(fā)送“ 自動 ， 12345”， 系統(tǒng)收到命令后 ， 回復(fù) 確認(rèn)信息 “自動控制中”；如密碼錯誤，系統(tǒng)回復(fù)“密碼錯誤”。 （ 2）用未綁定的手機(jī)發(fā)送“停止， 12345”，系統(tǒng)啟動 同時系統(tǒng)狀態(tài)指示燈滅并回復(fù)“已停止”；如密碼錯誤，系統(tǒng)回復(fù)“密碼錯誤”。 23 C、 “ 啟動 ” 命令的測試 （ 1）用已綁定的手機(jī)發(fā)送“啟動”，系統(tǒng)收到命令立即啟動 同時系統(tǒng)狀態(tài)指示燈亮 ，并回復(fù)短信“已啟動”。 （系統(tǒng)默認(rèn)權(quán)限密碼為 12345） A、 “ 綁定 ” 命令的測試 （ 1）在未綁定手機(jī)情況下，發(fā)送“綁定， 12345， 12345”，等待幾 秒，系統(tǒng)回復(fù)確認(rèn)信息“綁定成功”；若密碼錯誤則回復(fù) “綁定失敗”。單片機(jī)正常工作時， RST 復(fù)位引腳應(yīng)為 0V (3)檢查顯示電路 先編寫一個簡易的數(shù)碼管顯示程序，看數(shù)碼管是否顯示正常，若正常則說明電路正常。 22 (1) 檢查系統(tǒng)時鐘電路 凡是單片機(jī)系統(tǒng)，正常運(yùn)行的必要條件是單片機(jī)系統(tǒng)的時鐘穩(wěn)定正常。 用萬用表紅、黑表筆 對電路進(jìn)行檢查 ，檢測是否存在 斷路、 短路 、虛焊 。 單片機(jī)看門狗技術(shù) 抗干擾 為了防止系統(tǒng)運(yùn)行程序受到干擾而使程序跑飛，造成執(zhí)行混亂或進(jìn)入死循環(huán)，致使系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，因此在軟件設(shè)計(jì)中加入了看門狗定時器監(jiān)控技術(shù)。例如讀取位置 1的記錄：發(fā)送 AT+CPBR=1〈 CR〉，讀取成功則會回應(yīng) +CPBR： 1，“ 13800138000”， 129， “ phone”。 圖 單片機(jī)控制 TC35刪除短消息流程圖 讀寫 SIM卡的電話 本 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)不同的手機(jī)都可以跟 監(jiān)測 系統(tǒng)進(jìn)行綁定，而且需要設(shè)置系統(tǒng)密碼，所以要求系統(tǒng)必須具有儲存被綁定的手機(jī)號碼和被設(shè)置的系統(tǒng)密碼的內(nèi)存空間。如果存在有新的短信息 ， 則立即讀 20 出并執(zhí)行分析處理，然后刪除。當(dāng)單片機(jī)接收到該信息后，會主動發(fā)出命令 AT+CMGR=INDEXCRLF用來 讀出 收到的短消息 ，INDEX 表示需要讀取短消息的存儲 位置 ， TC35 模塊 收到該指令后 ， 會將剛剛收到的 PDU 格式的短消息發(fā)送出來。 單片機(jī)控制 TC35 模塊 發(fā)送短 信 息 在 PDU 模式下發(fā)送短消息 ,必須首先發(fā)送短消息數(shù)據(jù)的長度， AT控制指令為AT+CMGS=LENGTH， LENGTH 為短消息的數(shù)據(jù)長度， 通常為 14+待發(fā)字符字節(jié)數(shù) ，再等待 TC35 模塊返回 ASCII 字符“ ”后，將 PDU 數(shù)據(jù)包輸入， PDU 數(shù)據(jù)必須以 作為 結(jié)束符 ， asc碼為 0x1A。例如“您好”二字的十進(jìn)制 Unicode 碼分別為24744 和 22909，轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制為 60A8 和 597D。 M：用戶數(shù)據(jù)，其長度由 L中的數(shù)據(jù)決定。 I：協(xié)議標(biāo)識， 2位十六進(jìn)制數(shù)。 E：信息類型， 2位十六進(jìn)制數(shù)。一般的 PDU 編碼由 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H、 I、 F、 K、 L、 M十三項(xiàng)組成： A：短信息中心地址長度， 2 位十六進(jìn)制數(shù)。 回答 ： 發(fā)送 ： 0891683108702505F011000B813128243971F00008A71E 8BF76CE8610FFF0C6E295EA673B057285DF28FBE4E0A9650503CFF01 //PDU 數(shù)據(jù)包 ，內(nèi)容是“ 請注意，溫度現(xiàn)在已達(dá)上限值！ ” 回答 ： +CMGS： [， ] 回答： OK （ 2） 接收短信 ： 發(fā)： AT+CMGL=xCRLF//x=0,列出 未讀短信； 1，列出已讀； 2，??； 3，??；4，列出所有 發(fā)： at+cmgl=0//查看未讀短信 答 1： at+cmgl=0//無未讀短信 答 2： AT+CMGL=0 //有未讀短信 ,短信內(nèi)容： 你好 +CMGL: 1,0,24 0891683108702505F0240D91683115664795F4000880805251643323044F60597D OK PDU 格式簡介與編碼規(guī)則 目前，發(fā)送短消息常用 Text 和 PDU(Protocol Data Unit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元 )模式。 時序及 程序流程 圖 如下 ： 14 圖 DS18B20子 程序流程圖 N Y Y N 設(shè)定溫度限值 讀傳感器溫度值 溫度值處理 溫度顯示 按鍵掃描 溫度不 越限？ 越限處理 改限值？ 保存限值 系統(tǒng)初始化 開始 15 溫度檢測程序 該程序功能是把數(shù)字傳感器 DS18B20 檢測 當(dāng)前 工業(yè)設(shè)備環(huán)境或所監(jiān)測的環(huán)境 溫度值 ，如果在檢測時發(fā)現(xiàn)傳感器不存在則會發(fā)出報(bào)警聲，只有在傳感器存在的情況才將檢測的溫度值 讀入單片機(jī)內(nèi)存單元。本系統(tǒng)軟件全部采用 C 語言編寫。其構(gòu)成圖如圖 所示。 繼電器與 單片機(jī) 端口相連。 為了節(jié)約接口資源和簡化電路，本設(shè)計(jì)采用了動態(tài)掃描方式。本設(shè)計(jì)采用共陽極型七段 LED。 5） 串口通信電路： TC35 模塊的 RxD0 引腳與 TxD0 引腳通過 MAX3232 電平轉(zhuǎn)換與PC 或單片機(jī)的串口相連接，可以實(shí)現(xiàn)串行通信。 3） 指示燈電路： SYNC 引腳通過一個 NPN三極管來控制 LED指示燈，構(gòu)成了一個狀態(tài)指示電路。 10 TC35 模塊的 工作原理 與應(yīng)用電路 TC35 模塊在本系統(tǒng)的應(yīng)用外圍電路如下圖所示， 其 主要由幾部分組成：電源供電電路、啟動電路、指示燈電路、 SIM 卡電路、串口通信電路。 1℃（需較正） 系統(tǒng)管理性 很好 較差 擴(kuò)充性 全球唯一編號 , 易 管理 布線有關(guān) (開關(guān)位置決 定 ) 集成化 高 無 穩(wěn)定性 很高 較差 抗干擾性 好 較差 壽命 長 較長 數(shù)字化 全 無 價格 較高 較低 互換性 很好 一般 線纜影響精度 無 有 告警設(shè)定 有 無 測控分機(jī)數(shù)量 少 多 線纜用量 節(jié)省 較多 綜上所述： 本系統(tǒng)采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20。 該裝置信號線高的時候，內(nèi)部電容器儲存能量通由 一 線通信線路給片子供電，而且在低電預(yù)置 斜率累加器 計(jì)數(shù)比較器 減法計(jì)數(shù)器 低溫度系數(shù)振蕩器 預(yù)置 減到 0 溫度寄存器 高溫度系數(shù)振蕩器 減法計(jì)數(shù)器 2 減到 0 增加 停止 9 平期間為片子供電直至下一個高電平的到來重新充電。因此，對讀寫的操作時序要求嚴(yán)格。 CPU 對 DS18B20 的訪問流程是：先對 DS18B20 初始化，再進(jìn)行 ROM 操作命令，最后才能對存儲器操作，數(shù)據(jù)操作。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)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)。減法計(jì)數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0時溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)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(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2計(jì)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。 （ 7） 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多 DS18B20 可并聯(lián)在 唯一 的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫。固有測溫分辨率為 ℃。 溫度傳感器可編程的分辨率為 9～ 12位 ， 用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置應(yīng)用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費(fèi)電子產(chǎn)品溫度計(jì)，或任何熱敏感系統(tǒng) 。通過 P1 口組成的 4*4 矩陣鍵盤，其中有 10 個數(shù)字鍵 0～ 9 用于輸入密碼， 5 個功能鍵“啟動”、“關(guān)閉”、“設(shè)置”“加一”“減一”，剩下的 1個可用于其他擴(kuò)展。上電復(fù)位要求接通電源后自動實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，上電后由于電容 C3 充電，使 RST 持續(xù)一段高電平時間；開關(guān)復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，如果發(fā)生死機(jī)，用按鈕開關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)通過串行口就可以發(fā)送 AT指令控 制 TC35 模塊收發(fā)短信；TC35 模塊也可以將用戶手機(jī)發(fā)來的命令 通過串口 反饋給單片機(jī)進(jìn)行處理。 主控芯片接口： DS18B20 溫度傳感器的信號輸出端口接單片機(jī)的 口， 將采集的溫度數(shù)據(jù)送往單片機(jī)分析處理。 圖 系統(tǒng) 硬件 總 框圖 狀態(tài)指示燈 繼電器 控制外設(shè) 單片機(jī) STC 89C52 矩陣鍵盤 溫度傳感器 （ DS18B20） 警笛 GSM模塊 （ TC35） 移動終端 電源 4 5 軟件流程與實(shí)現(xiàn)原理 本系統(tǒng)的 軟件 采用 C語言 ， 利 用模塊程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整體程序由主程序與子程序組成 ， 易 于 理解 和擴(kuò)充。 (11)． 報(bào)警至收到短信時間：≤ 10秒； 4 硬件 框圖與 實(shí)現(xiàn)原理 遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主要由單片機(jī)模塊、 GSM模塊、傳感器模塊、 電源電路、鍵盤和 受控 電路 等組成的溫 度 控制器構(gòu)成。 (9)． DS18B20 適應(yīng) 電壓范圍 : +～ +； (10)． DS18B20 的測溫范圍： 55～ +125176。采用本設(shè)計(jì)產(chǎn)品 能 使工業(yè)設(shè)備環(huán)境或所監(jiān)測的環(huán)境 隨時隨地盡在您的掌握之中。而 TC35模塊是西門子公司開發(fā)的高性能 GSM 模塊，支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短信息、傳真，而且在系統(tǒng)中容易集成。 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號 ， 以“一線總線”串行傳送 ， 同時可傳送校驗(yàn)碼 ， 具有極強(qiáng)的 抗干擾糾錯能力 。 溫度信號 的 獲取主要 由 溫度 傳感器 （ DS18B20） 對 工業(yè)設(shè)備環(huán)境或所監(jiān)測的環(huán)境的溫度進(jìn)行 檢測采集， 并 將 采 集的 數(shù)據(jù) 傳給單片機(jī) 進(jìn)行分析處理 后， 輸出到數(shù)碼管顯示， 通過 控制 GSM 通信模塊（ TC35） ，針 對 異常信號 發(fā)送報(bào)警信息給用戶 ，并在現(xiàn)場進(jìn)行聲光報(bào)警 ；除此之外， 用戶 可以通過 手機(jī)發(fā)送命令 信息 控制 溫度監(jiān)測 系統(tǒng) 的 動作 （如綁定手機(jī)、 修改 密碼、 啟動或停止系統(tǒng)， 手動或自動控制加熱與制冷， 接通或 切斷外設(shè)設(shè)備 等 ）。我們可以 推想 這樣一個 溫度監(jiān)測的場景： 監(jiān)測員 暫時離開了， 工業(yè) 設(shè) 備環(huán)境溫度或 所監(jiān)測的環(huán)境 溫度超過