基于GPRS的智能蒸發(fā)測(cè)量?jī)x與計(jì)算機(jī)通信設(shè)計(jì)

1、基于GPRS的智能蒸發(fā)測(cè)量?jī)x與計(jì)算機(jī)通信設(shè)計(jì)基于GPRS的智能蒸發(fā)測(cè)量?jī)x與計(jì)算機(jī)通信設(shè)計(jì)前言隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的快速開展，尤其是無(wú)線通信技術(shù)的迅速開展，對(duì)遠(yuǎn)程通信和遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)揮著重大作用，極大的進(jìn)步了遠(yuǎn)程信息的實(shí)時(shí)性和傳播的快速性。蒸發(fā)是水圈、大氣圈和生物圈水分和能量交換的主要過(guò)程，是水循環(huán)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，是江河、湖泊、水庫(kù)等水體水量損失的主要局部。因此，蒸發(fā)量是水資源評(píng)價(jià)、農(nóng)田節(jié)水排灌、氣象預(yù)測(cè)的重要參考指標(biāo)，獲得實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的蒸發(fā)數(shù)據(jù)成為水文監(jiān)測(cè)中心工作的重要內(nèi)容。然而，很多水文監(jiān)測(cè)站都是在野外，或是偏遠(yuǎn)地區(qū)，水文工作人員不可能長(zhǎng)時(shí)間在監(jiān)測(cè)站隨時(shí)監(jiān)測(cè)。為幫助了水文工作人員解決這一難題，能

2、本文由論文聯(lián)盟搜集整理夠隨時(shí)和準(zhǔn)確的獲得當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐恼舭l(fā)情況，本文主要介紹基于8951單片機(jī)為主控U并帶有GPRS無(wú)線通信功能的智能蒸發(fā)測(cè)量?jī)x。一、蒸發(fā)遙測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要由蒸發(fā)測(cè)量?jī)x、GPRS網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中心等組成。蒸發(fā)測(cè)量?jī)x測(cè)得數(shù)據(jù)，通過(guò)U對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展相應(yīng)的協(xié)議封裝后傳送給無(wú)線GPRS模塊，該模塊將數(shù)據(jù)傳送上GPRS公眾網(wǎng)，通過(guò)Internet傳輸方式將數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心。下面是蒸發(fā)遙測(cè)系統(tǒng)框圖1。蒸發(fā)測(cè)量?jī)x是采用8951芯片作為主控U，內(nèi)置大容量FLASH存儲(chǔ)器，LD顯示，外設(shè)有接口連接無(wú)線GPRS模塊，具有耗能少，在線歷史數(shù)據(jù)查詢，GPRS無(wú)線通信的功能。單片主控芯

3、片U控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)通過(guò)滑塊帶動(dòng)傳感器上下挪動(dòng)尋找水面，傳感器觸水步進(jìn)電機(jī)停頓轉(zhuǎn)動(dòng)，記錄、保存數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)器且在LD上顯示，并通過(guò)GPRS無(wú)線通信遙傳至計(jì)算機(jī)。蒸發(fā)測(cè)量?jī)x采用8951芯片，P0口采用總線方式控制鍵盤、顯示及時(shí)鐘電路的數(shù)據(jù)傳輸、P1口主要用來(lái)做電機(jī)的輸出控制線和上、下限開關(guān)輸入線，片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器主要用來(lái)存放歷史測(cè)量數(shù)據(jù)。通信采用工業(yè)用RS485接口外接GPRS模塊的方式，即可以通過(guò)長(zhǎng)線傳輸通信，又可以通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信。蒸發(fā)測(cè)量?jī)x構(gòu)造圖如圖2。2、GPRS模塊嵌入式GPRS無(wú)線通信模塊主要由嵌入TP/IP的單片機(jī)S1210Y5、GPRS模塊、SI卡座、外部接口和擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等局部組

4、成。S1210主要用于控制GPRS模塊的信息接收和發(fā)送，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RS232串口和外部控制器比方數(shù)據(jù)采集端進(jìn)展數(shù)據(jù)通信，同時(shí)用軟件實(shí)現(xiàn)中斷，以完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。本文的GPRS模塊采用德國(guó)Sieens公司消費(fèi)的35模塊。35模塊主要由射頻天線，內(nèi)部Flash、SRA、GS基帶處理器、匹配電源和一個(gè)40腳的ZIF插座組成。GS基帶處理器是核心部件，其作用相當(dāng)于一個(gè)協(xié)議處理器，用來(lái)處理外部系統(tǒng)通過(guò)串口發(fā)送AT指令，射頻天線局部主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，以及外部射頻信號(hào)與內(nèi)部基帶處理器之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換，匹配電源為處理器基射頻局部提供所需的電源。35的外圍電路如下列圖3所示：3、單片機(jī)與GPRS模塊的通信單片

5、機(jī)采用美國(guó)德州儀器公司最新推出的基于8051內(nèi)核的S1210Y5，該芯片具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理才能，時(shí)鐘頻率為33Hz，指令運(yùn)行速度實(shí)際上與運(yùn)行在99Hz時(shí)鐘頻率下的標(biāo)準(zhǔn)8051內(nèi)核相當(dāng)，32KBFlash程序存儲(chǔ)器，256B內(nèi)部RA和1024B片上SRA，2KB啟動(dòng)R，支持串行和并行的在系統(tǒng)編程，雙數(shù)據(jù)指針DPTR0和DPTR1可加快數(shù)據(jù)塊的挪動(dòng)速度，其主要實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：1通過(guò)AT指令初始化GPRS無(wú)線模塊，使之附著在GPRS網(wǎng)絡(luò)上，以獲得網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商動(dòng)態(tài)分配的GPRS終端IP地址，并與目的終端建立連接。2通過(guò)串口0擴(kuò)展AX232標(biāo)準(zhǔn)串口和外部控制器例如數(shù)據(jù)采集端連接，外部控制器端接出標(biāo)準(zhǔn)串口，按

6、照約好的協(xié)議可很容易利用本設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)展通信。3復(fù)用P1.2和P1.3，也就是串口1分別和GPRS模塊的TXD0和RXD0連接，P1口的其他6個(gè)端口分別接到GPRS模塊對(duì)應(yīng)的剩余RS232通信口。通過(guò)軟件置位完成對(duì)35的初始化和控制GPRS模塊的收發(fā)數(shù)據(jù)。4、數(shù)據(jù)處理與傳送數(shù)據(jù)包在主機(jī)和GPRS效勞器群中傳輸使用的是基于IP的分組，即所有的數(shù)據(jù)報(bào)文都要基于IP包，但明文傳送IP包不可齲故一般使用PPP協(xié)議進(jìn)展傳輸，模塊向網(wǎng)關(guān)發(fā)送PPP報(bào)文都會(huì)傳送到Internet網(wǎng)中相應(yīng)的地址。而從Internet傳送過(guò)來(lái)的應(yīng)答幀也同樣會(huì)根據(jù)IP地址傳送到GPRS模塊，從而實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)和Internet網(wǎng)絡(luò)通過(guò)GPRS模塊的透明傳輸。GPRS模塊登陸上GS網(wǎng)絡(luò)后，自動(dòng)連接到數(shù)據(jù)中心，向數(shù)據(jù)中心報(bào)告其IP地址，并保持和維護(hù)數(shù)據(jù)鏈路的連接，GPRS監(jiān)測(cè)鏈路的連接情況，一旦發(fā)生異常，GPRS模塊自動(dòng)重新建立鏈路，數(shù)據(jù)中心和GPRS模塊之間就可以通過(guò)IP地址通過(guò)UDP/IP協(xié)議進(jìn)展雙向通信，實(shí)現(xiàn)透明的可靠數(shù)據(jù)傳輸。二、完畢語(yǔ)本文通過(guò)改良和研發(fā)的基于GPRS通信方式的低功耗遠(yuǎn)程水面蒸發(fā)測(cè)量系統(tǒng)，將其應(yīng)用于水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)、氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)和節(jié)水排灌系統(tǒng)中，能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)中心站對(duì)水位的蒸發(fā)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)