【正文】 果溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，系統(tǒng)不報(bào)警、 加熱與制冷 裝置不工作。 溫度傳感器 子 程序 電路正常工作 情況下是不斷地循環(huán)程序， 程序主要功能是不斷檢測(cè)溫度并調(diào)用子程序顯示溫度值，同時(shí)，將溫度值與預(yù)先設(shè)定的限值作比較，不斷檢測(cè)修改限值按鍵，實(shí)現(xiàn)對(duì) 工業(yè)設(shè)備環(huán)境或所監(jiān)測(cè)的環(huán)境 溫度 進(jìn)行 實(shí)時(shí)監(jiān)控。 本系統(tǒng)使用了模塊化的結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)思想對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì) ， 這樣 使系統(tǒng)控制軟件便于調(diào)試與優(yōu)化，也便 于 理解和閱讀系統(tǒng)的程序 設(shè)計(jì)。 13 圖 報(bào)警電路 7 系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)思想 C語言具有可讀性 與 可移植性強(qiáng)等特點(diǎn)，是使用最多的程序設(shè)計(jì)語言。 為報(bào)警信號(hào)輸出端口，當(dāng) 口輸出報(bào)警信號(hào)（ 低 電平），使三極管 導(dǎo)通 ，則電流經(jīng)過 R32，從三極管 E 極流向 C 極 使 蜂鳴器 工作， 蜂鳴器 則 發(fā)出報(bào)警聲。 圖 驅(qū)動(dòng)外部裝置電路 報(bào)警電路 接口電路主要完成報(bào)警 聲。若單片機(jī)的 端口輸出 低 電平，則加在三極管 B 極的電壓使得三極管 導(dǎo)通 ，使得固態(tài)繼電器控制端有電流通過，外部電路開關(guān)被吸合，則外部降溫裝置（ 制冷機(jī)）或升溫裝置（加熱設(shè)備 ）工作。應(yīng)用電路如下圖 所示 圖 電源電路 驅(qū)動(dòng)外 設(shè) 電路 本系統(tǒng)有二路外部裝置電路如圖 ，因 為 二路電路工作原理基本相同，不同的是外部裝置，分別為降溫裝置（制冷機(jī)）和升溫裝置（加熱設(shè)備） ，故在此只用一個(gè)繼電器為例 。 圖 電源電路 電源電路為整個(gè)系統(tǒng)提供直流電，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中也不容馬虎 ， 還 要考慮到提供的電源要滿足 TC35 模塊的 工作電流，否則， TC35 將不能正常工作 。 數(shù)碼管接口有靜態(tài)接口和動(dòng)態(tài)接口兩種：靜態(tài)接口為固定顯示方式，無閃爍，這種接法占用單片機(jī)接口多，不宜采用；動(dòng)態(tài)接口采用各數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示的方法，當(dāng)循環(huán)顯示的頻率較高時(shí)，利用人眼的暫留特性，看不出閃爍顯 示現(xiàn)象，這種顯示需要一個(gè)接口完成字形的輸出（字形選擇），另一接口完成各數(shù)碼管的輪流點(diǎn)亮（數(shù)位選擇）。 根據(jù)顯示溫度數(shù)值的范圍，采用四 位數(shù)碼管，由兩個(gè)鎖存器 74HC573 來控制，段選鎖存端 DUAN 接 ,位選鎖存端 WEI 接 。根據(jù)其內(nèi)部發(fā)光二極管的接線形式，可分成共陰極型和共陽極型。 MAX3232 的典型轉(zhuǎn)換電路如上述電路圖 所示。當(dāng)插入 SIM 卡，該引腳置為高電平，系統(tǒng)方可進(jìn)入正常工作狀態(tài) 。通過指示燈的亮滅情況可以判斷 TC35 模塊的工作狀態(tài)：當(dāng) LED 熄滅時(shí)，表示 TC35 模塊沒有工作；當(dāng) LED 亮 600ms 滅 600 ms 時(shí)，指示SIM 卡沒有插好或者正在網(wǎng)絡(luò)登錄中；當(dāng) LED 亮 75ms 滅 3s 時(shí)， 說明 TC35模塊 啟動(dòng)登錄成功。其硬件電路連接如電路圖所示： IGT 引腳通過一個(gè)電阻和控制按鍵與地（低電平）連接。 圖 TC35模塊的外圍電路圖 1） 電源供電：主要是由 LM2596ADJ 為核心的穩(wěn)壓電源電路（下述）輸出 接到 TC35 模塊的 ZIF 接口（ 40引腳）的第 1～ 5引腳（ Vbatt+），而第 6～ 10引腳（ GND）接地 。 其 主要 特點(diǎn)是 ： (1)頻段為雙頻 GSM900MHz 和GSM1800MHz； (2)支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短消息和傳真 ； (3)電源范圍寬 （ ～ ）；(4)具有 RS232 接口和語音接口 ； (5)可選波特率為 300bps～ 115kbps， 自動(dòng)波特率為 ～ 115kbps； (6)它支持 文本 模式 和 PDU 模 式的 SMS 短消息 ； (7)具有 AT命令集接口 。 TC35 模塊 外圍電路 TC35 模塊 概述 TC35 模塊 是西門子公司開發(fā)的高性能 GSM 模塊， 主要由 GSM 基帶處理器 、GSM 射頻模塊 、 供電模塊 (ASIC)、 閃存 、 ZIF 連接器 、 天線接口六部分組成。 ℃ 177。 DS18B20 的電源也可以從外部 的電壓得到。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： （ 1） 64 位光刻 ROM（ 2）溫度傳感器（ 3）非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL（ 4）高速暫存器。為保證 DS18B20 的嚴(yán)格 I/O 時(shí)序，需要做較精確的延時(shí)。 DS18B20 的延時(shí)問題 雖然 DS18B20 有諸多優(yōu)點(diǎn)，但使用起來并非易事，由于采用單總線數(shù)據(jù)傳輸方式， DS18B20 的數(shù)據(jù) I/O 均由同一條線完成。 DS18B20 每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時(shí)序和通信協(xié)議。這樣才保證總線上有足夠的驅(qū)動(dòng)電流對(duì) DS18B20 進(jìn)行讀寫操作。 8 圖 DS18B20的內(nèi)部測(cè)溫電路框圖 DS18B20 控制方法 DS18B20 與單片機(jī)的連接有兩種方法，一種是 Vcc接外部電源， GND 接地，I/O 與單片機(jī)的 I/O 線相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí) VDD、 GND 接地， 2腳作為信號(hào)線，與 STC89C52 的這 管腳相接。系統(tǒng)對(duì) DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。圖中的斜率累加器用于補(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，這就是 DS18B20 的測(cè)溫原理。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和溫度寄存器中，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。（ 8） 負(fù)壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 （ 6） 用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值。 （ 4）通過編程可實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字讀數(shù)方式。 （ 3）測(cè)溫范圍 ： 55～ 125 ℃。 溫度傳感器 DS18B20 引腳圖 圖 DS18B20引腳分布圖 圖 溫度傳感器應(yīng)用電路圖 7 DS18B20 性能特點(diǎn) （ 1）獨(dú)特的單 總 線接口方式： DS18B20 與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可 實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫 。 本設(shè)計(jì)矩陣鍵盤采用定時(shí)器掃描，這樣可以避免傳統(tǒng)用 delay函數(shù) 來延時(shí)所造成占用系統(tǒng)大量資源。強(qiáng)制啟動(dòng)或關(guān)閉系統(tǒng)功能，加入了權(quán)限控制，需要輸入正確的密碼才能執(zhí)行啟動(dòng)或關(guān)閉系統(tǒng) 動(dòng)作 ；另外，將設(shè)置溫度上下限融合到矩陣鍵盤中，“設(shè)置”鍵可進(jìn)行溫度 上下限值切換，“加一”則對(duì)上下限溫度值進(jìn)行加一，“減一”則對(duì)上下限溫度值進(jìn)行減一。（ C=10μ F,R=10K） 。復(fù)位操作有兩種基本形式：上電復(fù)位和開關(guān)復(fù)位。 復(fù)位電路： 復(fù)位操作完成單片機(jī)內(nèi)部電路的初始化，使單片機(jī)從一種確定的狀態(tài)開始運(yùn)行。 單片機(jī)與 TC35 模塊之間的通信，是通過串行口 RxD、 TxD 和 TC35 的串行口相連接完成的。單片機(jī)根據(jù)不同溫度采集的數(shù)據(jù)，通過 口與蜂鳴器連接控制蜂鳴器報(bào)警，通過 口與繼電器連接控制加熱與制冷設(shè)備的導(dǎo)通與斷開。 本系統(tǒng)使用的晶振為，具體電路如下圖 所示。 主要由主程序、 TC35 收發(fā)與刪除短信 、溫度 檢測(cè)子程序、鍵盤掃描??部分組成 。 用戶 亦可通過手機(jī) 或矩陣鍵盤 發(fā)送命令信息控制系統(tǒng)的運(yùn)作 。 系統(tǒng) 的硬件框圖如下圖 ： 1） 核心控制電路 — — 以單片機(jī)為核心的最小系統(tǒng)電路； 2） 數(shù)據(jù)采集電路 —— 溫度傳感器 DS18B20 組成電路； 3） GSM 通信電路 —— TC3天線和 SIM 卡 的外圍組成電路； 4）受控電路 —— 由 蜂鳴器 、 繼電器 ，狀態(tài)指示燈組成的受控電路 ； 5）電源電路 —— 穩(wěn)壓輸出 提供給系統(tǒng)的各部分電路。C 。C ；在 10～ +85 ℃時(shí)精度為 177。 3 技術(shù)指標(biāo) (1)． 通信 網(wǎng)絡(luò)： GSM 網(wǎng)絡(luò) ； (2)． 報(bào)警方式： GSM 中文短信方式； (3)． 內(nèi)置西門子 TC35 工業(yè)級(jí) GSM 模塊； (4)． GSM 900/1800MHz 發(fā)射功率： 2W/1W； (5)． TC35 模塊的工作波特率： 9600 bps； (6)． TC35 模塊的突發(fā)耗電電流峰值 ： 2A； (7)． 系統(tǒng)工作電壓： ； (8)． DS18B20 負(fù)壓特性 ， 電源極性接反時(shí) ， 不會(huì)因發(fā)熱而燒毀 ,但不能正常工作。 3 功能與指標(biāo) 系統(tǒng) 功能 (1)．用戶可用不同手機(jī)號(hào)碼綁定系統(tǒng) ， 并可用已綁定的手機(jī)修改密碼； (2)． 用單片機(jī) 對(duì) 工業(yè) 設(shè)備 環(huán)境 的 溫度檢測(cè)。 本 系統(tǒng)是集 溫度控制 單元和 GSM 通信 功能 于 一體的產(chǎn)品 ， 無需設(shè)運(yùn)營(yíng)中心，解決了 GPS 入網(wǎng)成本高 的問題； 依托覆蓋率極 廣 的 GSM 公眾網(wǎng)絡(luò)，利用 GSM 短 信息業(yè)務(wù)，采用人 機(jī) 互動(dòng) 的 主動(dòng) 溫度監(jiān)測(cè) 模式 ； 使 用戶 擺脫了看不到、聽不見的被動(dòng) 溫度監(jiān)測(cè) 尷尬局面 ， 以及 解決了 傳統(tǒng) 報(bào)警 器 存在 的 各種 問題，如 監(jiān)控范圍小 、監(jiān)測(cè)員現(xiàn)場(chǎng)控制、 作用距離短 等 。 3） 選用 STC89C52 單片機(jī) ：?jiǎn)纹瑱C(jī)操作簡(jiǎn)單， 價(jià)格 低 廉 ， 而控制功能強(qiáng)大 。利用其短信息服務(wù)（ Short Message Service） 可以實(shí)現(xiàn)本方案要求。 適合于惡劣環(huán)境的 溫度測(cè)量 ， 如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。因而使用 DS18B20 可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可 2 靠性更高，精度高 ， 工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn) ，給硬件設(shè)計(jì)工作帶來了極大的 方 便，最大限度節(jié)省了通訊線數(shù)量 。 方案 認(rèn) 證 1） 選用溫度傳感器（ DS18B20）： DS18B20 是美國(guó) DALLAS 公司生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳感器 , 他具有獨(dú)特的單線總線接口方式。 2 設(shè)計(jì)方案 方案概述 本 系統(tǒng) 方案是 利用 用戶 手機(jī) ，通過 GSM 網(wǎng)絡(luò)對(duì) 工業(yè) 設(shè) 備環(huán)境溫度 實(shí)行遠(yuǎn)程無線監(jiān)測(cè) ， 實(shí)現(xiàn) 工業(yè) 設(shè)備運(yùn)行的智能化、現(xiàn)代化。本設(shè)計(jì) 不僅 有效地 解決 了 傳統(tǒng) 溫度監(jiān)測(cè) 的缺點(diǎn)和不足 ， 而且采用了智能化控制 、遠(yuǎn)距離 報(bào)警 的設(shè)計(jì)理念。 這就給 人們提出了一大課題 —— 如何更好的實(shí)現(xiàn) 遠(yuǎn)程 智能化控制 監(jiān)測(cè) 。 1 目 錄 1 引言 ...................................................................... 1 2 設(shè)計(jì)方案 .................................................................. 1 方案概述 .............................................................. 1 方案認(rèn)證 .............................................................. 1 3 功能與指標(biāo) ................................................................ 2 系統(tǒng)功能 .............................................................. 2 技術(shù)指標(biāo)