【正文】 .................................................... 31 附錄 C 外文翻譯 ...................................................................................................... 32 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 46 頁 1 緒論 課題的研究背景及意義 近年來隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，溫度測(cè)量的需求也越來越高，在測(cè)量機(jī)構(gòu)的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，相關(guān)的溫度測(cè)量技術(shù)是一個(gè)重要研究課題。溫度測(cè)量點(diǎn)一般約占一半的生產(chǎn)過程，一般情況國(guó)外的一些機(jī)構(gòu)會(huì)注意溫度測(cè)量技術(shù)的過程。另一方面是完善二手儀器，特別是檢測(cè)元件的小型化，提高動(dòng)態(tài)特性，提高二儀器的靈敏度和可靠性和測(cè)量數(shù)字的值。此功能適用于大多數(shù)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。監(jiān)測(cè)人員操作方便，為人們帶來很大的方便。而無線溫度采集系統(tǒng)的組建省去了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的布線，而且數(shù)據(jù)傳輸距離可以很遠(yuǎn)，可靠性高。采用該方法會(huì)大大節(jié)省人力和財(cái)力，減少工作人員在野外操作的困難，也可以替人類到環(huán)境比較惡劣的條件下進(jìn)行正常作業(yè)，而且采集數(shù)據(jù)精確，速度 快。 發(fā)展歷程及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在應(yīng)用在 GPRS / GSM方面 [1]，事實(shí)上 ， 我們是在我們離不開手機(jī)應(yīng)用最廣泛。但僅僅在商業(yè)上的應(yīng)用是不能夠展現(xiàn)他的優(yōu)勢(shì)的。這為遠(yuǎn)程控制的可靠性提供了保證。此外國(guó)內(nèi)的華為公司的一些產(chǎn)品比如 EM310模塊、 EM770W模塊、 EM200、 GTM900C等銷量也比較的大。但由于生產(chǎn)技術(shù)的不同，各廠家的產(chǎn)品的性能各不相 同，且 GSM網(wǎng)絡(luò)是一種電路交換系統(tǒng)，而 GPRS網(wǎng)絡(luò)是一種分組交換系統(tǒng)。 介于以上理由及系統(tǒng)的可靠性，本設(shè)計(jì)主要使用 GPRS網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線溫度的采集和對(duì)其控制。其系統(tǒng)框圖如圖 。溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)端是通過 DS18B20 從現(xiàn)場(chǎng)采集溫度信息， AT89C52 對(duì)獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總并加工處理，按照上位機(jī)要求上傳網(wǎng)絡(luò)。 在此說明，最初我選用的單片機(jī)是 STC89C52，因?yàn)?STC89C52 相對(duì) AT89C52 功能更齊全一些， STC89C52有 512字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，而 AT89C52 只有 256 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；另外 STC89C52 單片機(jī)內(nèi)部有2K 字節(jié)的 EEPROM 存儲(chǔ)空間， AT89C52 卻沒有。 監(jiān)測(cè)端 監(jiān)測(cè)端主要包括： AT89C52,DS18B20,LED數(shù)碼管。本次畢設(shè)中在實(shí) 際操做中采用 12M的晶振來完成，電源采用的是五伏直流電源的蓄電池。 AT89C52模塊 （ 1） AT89C52的功能特性描述 作為普通 51單片機(jī)已與廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品中，其接口簡(jiǎn)單，方便使用，且功能強(qiáng)大，因此本系統(tǒng)采用 AT89C52單片機(jī)作為主控制芯片。 AT89c52可降至 OHz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電上作模式。 振蕩器停止工作和其他工作 ,直到下一個(gè)硬件復(fù)位所有部分 . （ 2）涉及到 AT89C52電路簡(jiǎn)圖 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)所涉及到的 AT89C52最小系統(tǒng) [8]，僅有芯片，晶振，和復(fù)位鍵組成。如圖 。使用集成芯片，已經(jīng)慢慢的成為設(shè)計(jì)電路的一種趨勢(shì)。 DS18B20是 DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，其測(cè)溫分辨率可達(dá) ，其提供 9位溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。 GND為 接地線， DQ為數(shù)據(jù)輸入輸出接口，通過一個(gè)較弱的上拉電阻與單片機(jī)相連。本文使用外部電源供電。 DALLASDS18B20123G N DD CV D D 圖 DS18B20 引腳排列圖 （ 3） DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)所用的 DS18B20主要由四個(gè)部分組成 :溫度傳感器 , 64位光刻 R0M, 配置寄存器，非易失性的溫度報(bào)警觸發(fā) TH和 TL。 表 DS18B20 精度位數(shù)對(duì)應(yīng)表 R1R0 精度位數(shù) 最大轉(zhuǎn)換時(shí)間 R1R0=‘ 00’ 9 位精度 ms R1R0=‘ 01’ 10 位精度 ms R1R0=‘ 10’ 11 位精度 375 ms R1R0=‘ 11’ 12 位精度 750 ms 注：編程時(shí)默認(rèn)是 12精度。 LED 模塊 (1) LED數(shù)碼管簡(jiǎn)介 LED數(shù)碼管其實(shí)是由七個(gè)發(fā)光管組成 8字形構(gòu)成的，再加上小數(shù)點(diǎn) 為 8個(gè)發(fā)光管。 （ 2） LED管腳 數(shù)碼管加上特定電壓后會(huì)發(fā)光 , 讓我們的眼睛看到兩個(gè) 8數(shù)碼管字 [11]。通常為明亮 ,非常明亮 ,也有不同的尺寸 寸 ,1寸等。當(dāng)陽極接在一塊并且連接在電源正極的發(fā)光二極管是共陽數(shù)碼管，當(dāng)陰極接在一塊并且連接在電源負(fù)極的發(fā)光二極管是共陽數(shù)碼管。 圖 DS18B20 引腳排列圖 發(fā)射端 發(fā)射端主要包括： SIM900A GPRS模塊， 它的主要功能是將監(jiān)測(cè)端采集的溫度數(shù)字信號(hào)同過 SIM900A的 GPRS業(yè)務(wù)發(fā)送給遠(yuǎn)程檢測(cè)端（上位機(jī)）。此外，由于它不再需要現(xiàn)有的無線應(yīng)用需要調(diào)解器，因此連接將更加方便和更容易運(yùn)輸。 SIM900A可以快速安全可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(wù) (Short Message Service)和傳真。 SIM900A模塊的設(shè)計(jì)和電源引腳在一起，因?yàn)?SIM900A是一個(gè)全功能的模塊，所以沒有必要做任何的信號(hào)處理和射頻處理。在串行設(shè)計(jì)中，雖然 SIM900A模塊串口操作電平是 CMOS電平，工作電平單片機(jī)串口引腳為 TTL電平，但由于微控制器的高和低邏輯電平可達(dá)到SIM900A引腳的連接，因此 TC35模塊串口直接與電纜單片機(jī)的串行電纜連接。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 46 頁 圖 SIM900A 模塊接口 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 46 頁 3 軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主流程圖如下所示。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 46 頁 圖 處理順序圖 初始化 單總線上的所有處理均從初始化開始。 unsigned char ow_reset(void) { unsigned char presence。 // 將 DQ 線拉低 delay(36)。 // DQ返回高電平 delay(5)。 // 獲得存在信號(hào) delay(30)。 // 返回存在信號(hào)， 0 = 器件存在 , 1 = 無器件 } 涉及 SIM900A 的 串口初始化及 GPRS協(xié)議轉(zhuǎn)換 單片機(jī) 程序 中涉及 SIM900A串口初始化 /********************************************** ! 串口 0初始化函數(shù) , 此串口用作接收終端控制命令 ! 晶振頻率： ! 串口 0波 特率： 9600 ***********************************************/ void Uart0_Init(void) { SCON = 0x50。 //定時(shí)器 1時(shí)鐘為 Fosc,即 1T AUXR amp。 //串口 1選擇定時(shí)器 1為波特率發(fā)生器 TMOD amp。 //清除定時(shí)器 1模式 位 TMOD |= 0x20。 //設(shè)定定時(shí)初值 TH1 = 0xfd。 //禁止定時(shí)器 1中斷 TR1 = 1。 EA = 1。 SBUF = ch 。 TI = 0 。 } /************************************************** //! 串口 1初始化函數(shù) , 此串口用作控制 GSM模塊 //! 晶振頻率： //! 串口 1波特率： 9600 **************************************************/ void Uart1_Init(void) { S2CON = 0x50。 //1T工作方式 IP2 = 0x00。 //設(shè)置波特率 DC 9600 E8 14400 // 256 (FOSC/32/BAUD) AUXR = 0x14。 //開串口 2中斷 EA = 1。首先 ,在系統(tǒng)初始化的過程中 ,撥號(hào)互聯(lián)網(wǎng)接入 GPRS模塊。在 GPRS網(wǎng)絡(luò) ,數(shù)據(jù)傳輸 IP數(shù)據(jù)報(bào)通信過程 ,該模塊 PPP數(shù)據(jù)包的發(fā)往送網(wǎng)關(guān)將傳送到相應(yīng)的地址在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò) 。從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸和互聯(lián)網(wǎng)通過 GPRS模塊 。后三個(gè)過程已經(jīng)成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的包 ,可以在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 46 頁 圖 GPRS通信程序結(jié)構(gòu)圖 簡(jiǎn)介 KeilUvision Keil C51是美國(guó) Keil Software公司出品的 51系列兼容單片機(jī) C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編程序相比 ,C語言在功能、結(jié)構(gòu)上有一個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì) ,可讀性 ,可維護(hù)性 ,從而易于使用。 KeilC使 用過程： （ 1） 先建立一個(gè)工程。 （ 6） 編譯并生成 HEX文件 （ 7） 通過編譯后點(diǎn)擊 Target1，右擊 Source Group1，點(diǎn)擊 Add Files to Group ‘ Source Group’ 點(diǎn)擊 .c文件，然后點(diǎn)擊 Add，關(guān)閉窗口 . 重新編譯一下，點(diǎn)擊 Target Options 在彈出的窗口點(diǎn)擊 Output欄，在 Create HEX File前打勾，點(diǎn)擊 OK .最后再點(diǎn)擊編譯就能生成 .hex文件了。 VB語言世界上最多的人 ,不僅是贊揚(yáng) VB開發(fā)人員 VB抱怨開發(fā)商的數(shù)量。 VB圖形用戶界面 (GUI)和快速應(yīng)用程序開發(fā) (RAD)系統(tǒng) ,可以很容易地使用刀 ,RDO、 ADO連接數(shù)據(jù)庫(kù) ,或輕松創(chuàng)建 ActiveX控件。本上位機(jī)軟件部分用 VB編寫而成，其語言圖形化 G語言形式。 Visual Basic 編譯注意事項(xiàng) 在初始化程序時(shí)主要完成對(duì)串口的設(shè)置，其中包括串口的選擇、波特率的設(shè)置、數(shù)據(jù)格式的設(shè)置及串口的打開等。在剛開始我打算將控制 面板分成幾個(gè)模塊，最后連接起來。 在編譯時(shí)主要是將該系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)連接起來，因?yàn)閯傞_始將各個(gè)模塊分開來編譯，并將其分別和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接。 由于本人知識(shí)不夠全面，技術(shù)也不夠熟練，最終也沒有將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理。我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)完善自己這方面的知識(shí)。在導(dǎo)師賈建科的指導(dǎo)下和自己不斷在圖書館電子閱覽室查資料，克服自身知識(shí)缺陷，將溫度采集模塊和客戶端接收模塊做出來。本次操作主要困難是將程序放在單片機(jī)內(nèi)。在溫度仿真部分，由于個(gè)人心粗忘記在顯示管接接電阻，導(dǎo)致沒數(shù)字顯示。賈老師不僅為本論文的研究指出了方向，而且提出了寶貴的意見，使我受益匪淺。在本次 設(shè)計(jì)中，主要通過 GPRS無線傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程無線溫度的采集，交互通信，實(shí)時(shí)控制。但由于時(shí)間原因過于緊湊，未能完成實(shí)物的焊接制作。感謝物電學(xué)院全體老師四年來的辛勤培養(yǎng)和教誨。 [4] .(Bud)Bates 著朱洪波 ,沈越泓 ,蔡躍明 ,程崇虎等譯．通用分組無線業(yè)務(wù) (GPRS)技術(shù)與應(yīng)用北京：人民郵電出版社 [Ｃ ]． 20xx。 [7] 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京 :北京高等教育出版社， 20xx。 [9]金偉正 .單線數(shù)字溫度傳感器的原理及應(yīng)用 .北京：電子技術(shù)應(yīng)用， 20xx。實(shí)驗(yàn) [11] 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .北京 :高等教育出版社 ,20xx. [12] 沙占有 ,王彥朋 ,葛家怡 .智能傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [M]北京：電子工業(yè)出版社，20xx 348～ 353。 unsigned char AT_CSCS[] = AT+CSCS=\GSM\。 /*TEL*/ unsigned char AT_ATD[] = ATD。 /*GPRS*/ unsigned char AT_CIPMUX[] = AT+CIPMUX=0。 unsigned char AT_CGATT[] = AT+CGATT=1。 unsigned char AT_CIICR[] = AT+CIICR。 unsigned char AT_CIPSTART[] = AT+CIPSTART=\TCP\,\\,\8088\。 unsigned char AT_CIPSHUT[] = AT+CIPSHUT。 unsigned char AT_SMS_TEXT_END = 0x1A。39。 for( i=0。 i++) for( j=0。 j++)。 for(i = 0。i++ ){ delay(100)。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 46 頁 } UART_SEND_STR(AT_CMGF,strlen(AT_CMGF))。 delay(1000)。 UART_SEND_STR(AT_END,2)。 UART_SEND_STR(AT_CMGS,strlen(AT_CMGS))。 UART_SEND_CHA