【正文】 引出。MZ28 可以作為無線引擎，嵌入到用戶自己的產(chǎn)品當(dāng)中，用戶可以用單片機(jī)或其他 CPU 的 UART 口，使用相應(yīng)的 AT 命令，對(duì)模塊進(jìn)行控制，達(dá)到使其產(chǎn)品可以輕松進(jìn)入 GSM 網(wǎng)絡(luò)的目的,如圖 所示: M228功能框圖TC35模塊：本文系統(tǒng)通信模塊采用TC35，TC35是SIEMENS公司推出的GSM專用調(diào)制解調(diào)器，它可在GSM網(wǎng)中完成語音、數(shù)據(jù)、短消息以及傳真的傳送，TC35具有標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)接口和完整的SIM卡閱讀器，因此使用非常簡(jiǎn)單，它提供的命令接口符合GSM0705和GSM0707規(guī)范，并提供RS232數(shù)據(jù)口，模塊和單片機(jī)接口通過40針數(shù)據(jù)電纜相連接，由于TC35模塊的數(shù)據(jù)接口是CMOS電平，因此單片機(jī)對(duì)TC35 模塊控制和通信信號(hào)不用進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，通過R232 將TC35模塊和PC機(jī)連接起來即可。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。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。圖 27 為 MZ28 的功能框圖，主要的組成部分有:GSM 基帶處理器(包括模擬基帶和數(shù)字基帶)、GSM 射頻電路、存儲(chǔ)器、SIM 卡、電源和功率控制電路、系統(tǒng)連接器。溫度監(jiān)測(cè)儀使用中興通訊推出的 GSM 無線雙頻調(diào)制解調(diào)器 MZ28，它主要為語音傳輸、短消息發(fā)送和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供無線接口。它是傳統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器與 GSM 無線移動(dòng)通信系統(tǒng)相結(jié)合的一種數(shù)據(jù)終端設(shè)備。由于 DS18B20 將溫度傳感器、信號(hào)放大調(diào)理、A/D 轉(zhuǎn)換、接口全部集成于一芯片，與單片機(jī)連接簡(jiǎn)單、方便，與 AD590 相比是更新一代的溫度傳感器，所以溫度傳感器采用DS18B20。使您可以充分發(fā)揮“一線總線”的長(zhǎng)處。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。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?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。DS18B20 的精度較差為177。多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)到 3 根或 2 根線上，CPU 只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 通信,占用微處理器的端口較少,可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器,具有 3 引腳TO－92 小體積封裝形式。典型產(chǎn)品有 DS18B20,智能溫度控制器適配各種微控制器,構(gòu)成智能化溫控系統(tǒng)。溫度傳感器作為從機(jī)可通過專用總線接口與主機(jī)進(jìn)行通信。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)。目前，已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。AD590 把被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換為電流再通過放大器和 A/D 轉(zhuǎn)換器，輸出數(shù)字量送給單片機(jī)進(jìn)行溫度控制?；蛟谑覝叵?25℃)條件下調(diào)整電位器,使V0=+25=（mV）。但由于 AD590 的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一(僅測(cè)量溫度)、測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單。按照實(shí)際需要，同時(shí)也考慮到設(shè)計(jì)成本與整個(gè)系統(tǒng)的精巧性，所以在本系統(tǒng)中就選用價(jià)格較低、工作穩(wěn)定的 STC89C52 單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制器。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式。此外，STC89C52 設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率，并可通過軟件設(shè)置省電模式。 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。用單片機(jī)制作的測(cè)量、控制儀表，能使儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化、柔性化發(fā)展，并使監(jiān)測(cè)、處理、控制等功能一體化，使儀表重量大大減輕，便于使用，同時(shí)降低了成本，提高了性價(jià)比。其中，8 皆為 NC：空引腳，不連接外部信號(hào)；3 為 VDD：接電源引腳，電源供電 ；5 為 GND：接地；4 為 DQ：數(shù)據(jù)的輸入和輸出引腳。在工業(yè)控制系統(tǒng)中，對(duì)常規(guī)外圍設(shè)備一般要求不高。單片機(jī)是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，它的選擇將對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生決定性的影響，一般應(yīng)從如下幾個(gè)方面考慮是否符合控制系統(tǒng)的要求：（1)字長(zhǎng)；（2)尋址范圍和尋址方式；（3)指令種類和數(shù)量；（4)內(nèi)部寄存器的種類和數(shù)量；（5)單片機(jī)的速度；（6)中斷處理能力。諾伊曼結(jié)構(gòu)；另一種是將程序指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，稱為哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)[2]。按內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的寬度，單片機(jī)可分為 4 位、8 位、16 位及 32 位等。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)框圖通過研究論證及功能實(shí)現(xiàn)，方案二較為理想。要想讓用戶方便得讀取短信內(nèi)容，本文選擇采用PDU格式，這樣AT指令的短消息編程也成為了系統(tǒng)設(shè)計(jì)一部分。系統(tǒng)的控制過程如下：用溫度傳感器采集外界溫度值，通過A/D轉(zhuǎn)換將此模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳入單片機(jī)中，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程。對(duì)系統(tǒng)環(huán)境狀況監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)腉SM短消息遙控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖 所示。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)器實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集、處理和顯示。該系統(tǒng)克服了普通電話遙控的人機(jī)界面不友好，且控制功能少等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集(溫度等)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、短信報(bào)警的功能，為系統(tǒng)的安全提供了保證。本設(shè)計(jì)通過 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。 本設(shè)計(jì)任務(wù)與功能實(shí)現(xiàn)在生活和工業(yè)過程中，通過一定的測(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)過程即稱“數(shù)據(jù)采集”，實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程的系統(tǒng)就是“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)數(shù)字溫度測(cè)量及控制系統(tǒng)，能測(cè)柜內(nèi)的溫度，并能在超限的情況下進(jìn)行控制、調(diào)整，并報(bào)警。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)采用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行控制，以其測(cè)量精度高，操作簡(jiǎn)單。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可靠進(jìn)行造成影響，甚至操作人員的安全。即使有些用戶采用半導(dǎo)體二極管作溫度傳感器，但由于其互換性差，效果也不理想。某些測(cè)溫設(shè)備位于環(huán)境惡劣的野外或是在無人值守的條件下，如果在數(shù)據(jù)的傳輸部分加裝 GSM 短消息模塊，便可利用 GSM 公用網(wǎng)組成的傳輸系統(tǒng)，使系統(tǒng)的可靠性、抗干擾性、穩(wěn)定性、可維護(hù)性、功能擴(kuò)展性等方面具有明顯的優(yōu)越性，并可降低運(yùn)營(yíng)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度。近年來溫度計(jì)量方面的發(fā)展大致集中于在溫度計(jì)量及儀表中采用高新技術(shù)，尤其是信息技術(shù)以及在有特殊要求、傳統(tǒng)技術(shù)難以解決的測(cè)溫場(chǎng)合進(jìn)行重點(diǎn)應(yīng)用研究和探索。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。而 GSM 模塊則無此限制，所以基于這種模塊，以 GSM 網(wǎng)絡(luò)作為無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，可以開發(fā)出各種前景極其樂觀的各類應(yīng)用。它的出現(xiàn)給 GSM 的發(fā)展注入了新的活力，改變了傳統(tǒng)的以話音為主的通信手段，打開了 GSM 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信及其應(yīng)用的大門。GSM 模塊是繼 GSM 手機(jī)外又一種非常重要的 GSM 移動(dòng)通信系統(tǒng)的終端設(shè)備。它是在蜂窩系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，屬于第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。 課題背景及現(xiàn)實(shí)意義近年來無線通信成為熱門，包括移動(dòng)電話、無線尋呼、衛(wèi)星通信等在內(nèi)的無線通信技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。使用GSM網(wǎng)建設(shè)溫度報(bào)警系統(tǒng)，以其特有的防火、防潮、防化學(xué)物質(zhì)腐蝕、防剪、防破壞，無需布線、工程簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉、易于管理、易維護(hù)和移動(dòng)性好成為理想的溫度報(bào)警系統(tǒng)。通過SMS傳輸數(shù)據(jù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）信道建立時(shí)間短，數(shù)據(jù)傳輸速率快；（2）不占用話音信道，通話時(shí)不影響數(shù)據(jù)傳輸；（3）由于不占用話音通道，通信費(fèi)用低廉；（4）通過短消息廣播業(yè)務(wù)，可提供點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送；（5）系統(tǒng)擴(kuò)容方便；另一方面，SMS還受信息長(zhǎng)度的限制，點(diǎn)點(diǎn)信息長(zhǎng)度為140B，消息廣播業(yè)務(wù)信息長(zhǎng)度為82B，這就決定了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不能太長(zhǎng)。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。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)。決定電動(dòng)機(jī)壽命的因素很多，最主要的是絕緣老化速度，導(dǎo)致絕緣老化的原因主要是由機(jī)械或熱作用引起的疲勞損壞，特別是熱作用對(duì)絕緣老化與電動(dòng)機(jī)壽命關(guān)系重大。基于 GSM 的溫度監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)李海龍（陜西理工大學(xué)電氣工程學(xué)院自控 081 班，陜西 漢中 723000）指導(dǎo)教師：張一波【摘要】針對(duì)生產(chǎn)生活中溫度測(cè)量的需要，以 GSM 網(wǎng)絡(luò)作為遠(yuǎn)程信號(hào)的傳輸平臺(tái)，在可行性和實(shí)用性的原則指導(dǎo)下，以 STC89C52 單片機(jī)為控制核心，利用 DALLAS（達(dá)拉斯）公司生產(chǎn)的 DS18B20 溫度傳感器、數(shù)據(jù)通信模塊（GSM 模塊 TC35，通過標(biāo)準(zhǔn) AT 指令控制）和驅(qū)動(dòng)模塊等外圍電路元件實(shí)現(xiàn)溫度的采集和數(shù)據(jù)的傳輸?shù)墓δ??！娟P(guān)鍵詞】GSM；溫度測(cè)量；遠(yuǎn)程檢測(cè)；STC89C52；DS18B20；TC35；AT 指令Based on GSM temperature date collectionHaibao Li(Grade10,Class1,MajorDianqi,JikongDept, University of Technology,Hanzhong 723000 Shanxi)Tutor:Bo HuAbstract：Aiming AT the production and living with the needs measurement temperature, GSM work as remote signal transmission platform, the feasibil and practicability, guided by principles of STC89C52 microcontroller as control core, DALLAS using the temperature sensor DS18B20 production pany, data munication module (GSM module MZ28, through standard AT mand control) and mot driver module peripheral circuit ponents to realize collection of temperature and data transmission function.Keywords: GSM；Temperature measurement；Remote detection；STC89C52；DS18B20；TC35.目 錄1 緒論 ...................................................................1 課題背景及現(xiàn)實(shí)意義 ...............................1 溫度監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 .....................2 本設(shè)計(jì)任務(wù)與功能實(shí)現(xiàn) .............................22 整體方案設(shè)計(jì) ........................................................3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證 ...............................3 ................................5 ................................5 通訊模塊論證 ................................63 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .........................................................8 硬件總體設(shè)計(jì)框圖 .................................8 硬件各部分設(shè)計(jì) ...................................8 GSM 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ................................8 　 GSM 網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議模型 .........................9　 通訊模塊 TC35i 的原理 .......................10 單片機(jī) STC89C52 ............................11 溫度傳感器 DS1820 ..........................11 數(shù)據(jù)處理模塊 ....................................13 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本概念