單片機(jī)在水位遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-03-05 11:07本頁面
【正文】 察看以及檢測(cè)，遇到工作人員不在的特殊情況，或系統(tǒng)異常時(shí)，此系統(tǒng)便無法應(yīng)對(duì)。水位遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)際是一個(gè)無線數(shù)據(jù)的收發(fā)系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要由兩部分組成，即微控制器芯片89C2051和GSM無線短信芯片G100A。 微控制器采用Atrnel公司推出的一種小型單片機(jī)89C2051，95年出現(xiàn)在中國(guó)市場(chǎng)。 其內(nèi)有2 KB的Flash程序存儲(chǔ)器和128 B的片內(nèi)RAM。89C2051有很寬的工作電源電壓，～6V,當(dāng)工作在3V時(shí)，電流相當(dāng)于6V工作時(shí)的1/4。這樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統(tǒng)。其內(nèi)部電路圖如下圖：當(dāng)水池水位已滿時(shí)， ， ， ，都高電平。P1 口輸出緩沖器和吸收20mA電流并可直接驅(qū)動(dòng)LED。P1 口還在FLASH閃速編程及程序校驗(yàn)時(shí)接受代碼數(shù)據(jù)。所以，此端口作用為工作過程中的復(fù)位。如圖：其中XTAL1引腳為振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。圖3中時(shí)鐘振蕩器為內(nèi)部振蕩電路,采用的是石英晶體振蕩器組成時(shí)鐘振蕩器。VCC輸入端接+5V電壓，GND接地。 GSM無線短信模塊G100A是由北京捷麥公司推出的，該模塊采用全SMT組裝，工藝先進(jìn)、可靠性高，工作電壓范圍為5～15 v。全封閉鋁合金外殼，抗干擾能力強(qiáng)。G100A的串口具有TTL、RS232和RS485半雙工三種形式，標(biāo)準(zhǔn)配置為RS232。 整個(gè)水位遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)構(gòu)成，其中上位機(jī)主要是指移動(dòng)終端即手機(jī)，而下位機(jī)是由GSM無線收發(fā)模塊及與其相連的單片機(jī)構(gòu)成，其電路連接原理圖如圖3所示。由于各自的工作電壓不太一樣，在這里采用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232以實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，它是Maxim 公司專門為與低壓微控制器芯片接口推出的，外圍電路簡(jiǎn)單，工作可靠，用于把單片機(jī)串口的TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232電平。），是數(shù)字集成電路的一大門類。第一代TTL包括SN54/74系列，（其中54系列工作溫度為55℃～+125℃，74系列工作溫度為0℃～+75℃)由于LSTTL和ALSTTL的電路延時(shí)功耗積較小，STTL和ASTTL速度很快，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。電路類型TTL數(shù)字集成電路約有400多個(gè)品種，大致可以分為以下幾類：譯碼器/驅(qū)動(dòng)器計(jì)數(shù)器單穩(wěn)、雙穩(wěn)電路和多諧振蕩器奇偶校驗(yàn)器碼制轉(zhuǎn)換器多路開關(guān)TTL與非門電壓傳輸特性由于寄生電容和晶體管載流子的存儲(chǔ)效應(yīng)的存在，輸入和輸出波形如右圖。延遲時(shí)間td上升時(shí)間tr 四管單元 六管單元計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。的設(shè)備可以方便地連接起來進(jìn)行通訊。RS 232C接口（又稱RS232C）是目前最常用的一種串行通訊接口。調(diào) 制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間DB25連接器，對(duì)連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)內(nèi)容加以規(guī)定，還對(duì)各種信實(shí)際上RS232C的25條引線中有許多是很少使用的，在計(jì)算機(jī)與終端通訊中一般只使用39條引線。 （2）接口的電氣特性即：邏15V；邏輯“0”+15V即作為邏輯“1”附表1（3）RS232C接口連接器一般使用型號(hào)為DB25的25芯插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端.所以采用DB9的9芯插頭 座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。 （4）傳輸電纜長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。內(nèi)有三對(duì)雙絞線，每對(duì)由22組成，其外覆 以屏蔽網(wǎng)。AWG的四芯電纜。附表2為DEC附表2單片機(jī)的并行I／O口，通過網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)P1．P1．2和P1．3分別與水位測(cè)試系統(tǒng)中的電極按鍵KK2和K3的一端相連。這樣就可以通過檢測(cè)P1口的狀態(tài)，將其狀態(tài)以短消息的形式由GSM短信模塊發(fā)送出去，手機(jī)終端收到短信后就可以判斷水位的狀態(tài)。實(shí)際使用過程中，通過P1端口的電平狀態(tài)，都是高點(diǎn)平，AT89C2051通過三線制串口，RS232與G100A，GSM無線網(wǎng)絡(luò)模塊相連，即TX，RX，GND。轉(zhuǎn)換后的電壓適用于G100A無線模塊。串行接口使用線路少，成本低，特別適用于遠(yuǎn)程傳輸。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25個(gè)腳的按照?qǐng)D3所示，把線路接好后，當(dāng)水位滿，（TXD），（RXD）。通過MAX3232的電壓轉(zhuǎn)換。R2IN接上G100A的TXD1，接受GSM模塊傳回的串行信號(hào)。 由于G100A型GSM數(shù)傳模塊采用的是三線制串口．即TX、RX和GND三條線，故它們之間的數(shù)據(jù)傳輸遵循串行數(shù)據(jù)的格式，其傳輸數(shù)據(jù)格式為：1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)停止位，且無校驗(yàn)(即5l系列單片機(jī)串行通信的方式1)。單片機(jī)將采集到的水位信息即P1．P1．2和P1．3的置零狀態(tài)通過串口傳送給GSM模塊，當(dāng)GSM模塊收到遠(yuǎn)程上位機(jī)發(fā)送過來的請(qǐng)求得到水位信息后，它就相應(yīng)的按照某種固定的數(shù)據(jù)格式將水位信息發(fā)送到終端上。 GSM數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的過程中沒有其他任何握手和數(shù)據(jù)流控制線，只需按照G100A型GSM數(shù)傳模塊所要求的數(shù)據(jù)傳送格式即可。 GSM短信模塊G100A是用GSM模塊的短信息功能來傳輸數(shù)據(jù)的，所以在使用它傳輸數(shù)據(jù)時(shí)要用到電話號(hào)碼。因?yàn)楝F(xiàn)行的電話號(hào)碼均為11位，而6字節(jié)能表示12位十進(jìn)制的BCD數(shù)，所以在傳輸數(shù)據(jù)表示電話號(hào)碼時(shí)要在電話號(hào)碼的前面補(bǔ)0以湊足12位。3．1 數(shù)據(jù)包格式無論是數(shù)據(jù)還是命令都用下面的格式來表示：D7H控制字節(jié)信息不管是命令還是數(shù)據(jù)，都有一個(gè)包頭D7H，接著就是一個(gè)控制字節(jié)。比如命令D7H FFH參數(shù)，D7H為包頭，F(xiàn)FH為控制字節(jié)，因FFH147，故參數(shù)為命令字節(jié)。如下圖所示。 根據(jù)數(shù)據(jù)包格式，發(fā)送用戶數(shù)據(jù)格式如下：D7控制字節(jié)=UDLSTAUD其中，UDL表示要發(fā)送的除包頭D7H以外總的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，包括STA、UD和它本身的字節(jié)長(zhǎng)度。STA為接收方的電話號(hào)碼，即目的地址，號(hào)碼需要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。 接收用戶數(shù)據(jù)格式如下：D7控制字節(jié)=UDLSOAUD與發(fā)送用戶數(shù)據(jù)格式不同的是SOA，它是發(fā)送方的電話號(hào)碼，即源地址。 假設(shè)收到上面發(fā)送來的OOH、11H、22H、33H、44H和55H,共6字節(jié)數(shù)據(jù)，發(fā)送方的電話號(hào)碼(源地址)是13920855795，UDL=0DH(13個(gè)字節(jié))，SOA=O1H 39H 20H 85H 57H 95H，UD=OOH 11H 22FI 33H 44H 55H,接收到的數(shù)據(jù)格式如下：D7H0DH01H39H20H85H57H95H00H11H22H33H44H55H3．2 命令集格式方向功能D7H FDH模塊上位機(jī)模塊已工作。初始化完成后任何時(shí)候用此命令詢問模塊，只要模塊工作正常，會(huì)立即返回D7H FDH，否則不返回任何命令碼D7H FAH模塊上位機(jī)數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送成功。后跟八個(gè)字節(jié)的版本信息（ASCII碼）D
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