【正文】 duction one of the parameters, associated with a variety of temperature control systems are widely used in metallurgy, chemical Ding, machinery, food and other control is the small business often encountered in production process on the temperature control process directly influences the quality of example: in the metallurgical industry, chemical production, power engineering, paper industry, machinery manufacturing and food processing and many other areas, people need all kinds of furnace, heat treatment furnace, the temperature in the reactor and boiler testing and control。傳統(tǒng)的有線測溫方式存在著布線復(fù)雜，線路容易老化等問題。隨著計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機(jī)遠(yuǎn)程無線監(jiān)控技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。GPRS設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)控終端傳輸設(shè)備一開機(jī)就能自動附著到GPRS網(wǎng)絡(luò)上，與數(shù)據(jù)中心實時在線進(jìn)行實時數(shù)據(jù)通信，高速輸，可靠性高。這些特點適合于提高企業(yè)計量信息的及時性、可靠性、準(zhǔn)確性和實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)管理的信息化。其遠(yuǎn)程線路鋪設(shè)及維護(hù)的成本過高，引線過長，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的傳輸速率變慢、功耗上升、穩(wěn)定性下降。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，采用無線的傳輸方式已成為遠(yuǎn)程分布式溫度監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢。溫度傳輸?shù)膶崟r性與可靠性成了設(shè)計遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵。溫度檢測采用 DS18B20，非常適用于多點、惡劣環(huán)境下的溫度監(jiān)測系統(tǒng)。GSM模塊利于系統(tǒng)集成，成本較低，運行穩(wěn)定可靠，適用于遠(yuǎn)距離監(jiān)測，不受地形條件的限制，有著廣泛的應(yīng)用前景。2. 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)與硬件電路設(shè)計 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)的總體設(shè)計思路是溫度采集模塊將采集到的數(shù)據(jù)通過GPRS模塊發(fā)送到監(jiān)控計算機(jī)上。GPRS接收模塊接收發(fā)送模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，通過RS232通信接口連接GPRS模塊實現(xiàn)與上位機(jī)通信，將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)，實現(xiàn)在上位機(jī)中對室內(nèi)溫度遠(yuǎn)程的分析、管理。 DS18B20 簡介DS18B20為單總線數(shù)字化溫度傳感器，由其組成的測溫系統(tǒng)精度較高，能達(dá)到小數(shù)點后3位，而且具有連接方便，占用接口線少等優(yōu)點。溫度測量的范圍為 55～+ 125℃，測量的分辨率為0. 5℃，最高可達(dá)01062 5 ℃，工作的電壓范圍: + 310～5. 5 V。其中VCC接313 V電源，電源端外接一個約為417 kΩ的上拉電阻 ，當(dāng)總線閑置時，其狀態(tài)為高電平。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定， 每次測量前，首先將 55℃所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1，溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在 55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。圖中的頻率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(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)到被測溫度值。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)。其中，1腳GND，2腳為數(shù)據(jù)輸入端，3腳VCC，形成上拉電阻。 圖23 DS18B20溫度采集電路 單片機(jī)電路設(shè)計 單片機(jī)選擇及簡介單片機(jī)選用的是Atmel公司的AT89C51單片機(jī)，AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。單片機(jī)的外圍電路主要包括時鐘電路和復(fù)位電路。b．管腳說明：圖24 AT89C51芯片引腳圖 VCC：供電電壓。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。這樣在RST端就會建立一個脈沖電壓，調(diào)節(jié)電容與電阻的大小可對脈沖持續(xù)的時間進(jìn)行調(diào)節(jié)。復(fù)位信號是高電平有效。若時鐘頻率為6MHz，則復(fù)位信號至少應(yīng)持續(xù)4微秒以上，才可以使單片機(jī)復(fù)位。如下圖25所示。設(shè)計中，采用由內(nèi)部方式產(chǎn)生時鐘的方法形成時鐘電路，具體如圖所示。時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，即若石英頻率fosc＝6MHz，則時鐘頻率＝3MH2，因此，時鐘是一個雙相信號，由P1相和P2相構(gòu)成。小電容可以取30PF左右。單片機(jī)選用AT89C51，采集電路中的傳感器用DS18B20 數(shù)字溫度傳感器。右邊，溫度傳感器DS18B20接上下拉電阻，形成輸入電路部分，單片機(jī)根據(jù)溫度傳感器的輸入，形成輸出。圖27 單片機(jī)外圍電路圖 通信電路設(shè)計 GPRS DTU的簡介GPRS DTU(Data Terminal unit)全稱數(shù)據(jù)傳輸單元，是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的無線終端設(shè)備。為用戶提供高速，穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)終端永遠(yuǎn)在線，多種協(xié)議轉(zhuǎn)換的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)?？梢暂p松實現(xiàn)與Internet 的無線連接?？蓱?yīng)用于電力系統(tǒng)、工業(yè)監(jiān)控、交通管理、氣象、水處理、環(huán)境監(jiān)控、金融證券、煤礦、石油等行業(yè)。EIA RS232C是異步串行通信中應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線，它包括了按位串行傳輸?shù)碾姎夂蜋C(jī)械方面的規(guī)定。圖29 RS232C引腳定義圖PC機(jī)的COM 口，輸入輸出為RS232C電平，而51單片機(jī)串行口的輸入輸出均為1frL電平。電平轉(zhuǎn)換最常用的芯片是傳送線驅(qū)動器MC1488和接收器MC1489，其作用除了電平轉(zhuǎn)換外，還實現(xiàn)正負(fù)邏輯電平轉(zhuǎn)換。圖210 單片機(jī)與PC機(jī)通信接口電路 下位機(jī)總體軟件的設(shè)計在主程序流程圖中，系統(tǒng)軟件的重點在于對單片機(jī)利用匯編語言編程。這些初始化指令是通過AT指令寫入的，因此在編程時將這些常用到的AT指令編成表格，存放在AT89C51的程序存儲器內(nèi)，以便使用。其中A、B、C、D中斷子程序只是發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容不一致，對應(yīng)的流程一致，因此使用一個中斷子程序表示；P2．i中i=0，1，2，3對應(yīng)著不同的指示燈。再執(zhí)行跳過ROM匹配操作命令，然后讀暫存器，將轉(zhuǎn)換結(jié)果讀出，并轉(zhuǎn)為顯示碼，送到液晶顯示。圖32 DS18B20模塊程序流程圖DS18B20 溫度值讀取程序設(shè)計：void delay_18B20(unsigned int i){ while(i)。DQ = 1。 //延時DQ = 0。 //精確延時大于480usDQ = 1。 } uchar ds1820rd()/*讀數(shù)據(jù)*/{ unsigned char i=0。 else {tvalue=~tvalue+1。 }tvalue=tvalue*。} 通信