基于GPRS的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-浙江大學(xué)

1、基于GPRS的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要溫度是工業(yè)生產(chǎn)中的主要控制參數(shù)之一，與之相關(guān)的各種溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于冶金、化工、機(jī)械、食品等領(lǐng)域。溫度控制是錫工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的過程控制。有些工序的溫度控制效果直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。例如：在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、造紙工業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域，人們需要對(duì)各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、糧庫、機(jī)房等都需要控制溫度。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價(jià)值的。, GPRS具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣、數(shù)據(jù)帶寬寬、適應(yīng)性強(qiáng)、按數(shù)據(jù)流計(jì)價(jià)、實(shí)時(shí)在線等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于間歇性、突發(fā)性或頻繁性，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸，

2、可以滿足數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的雙向數(shù)據(jù)信息傳輸。 GPRS技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研究、區(qū)域試驗(yàn)到正式商用，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的完善，技術(shù)先進(jìn)可靠。 GPRS設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)控終端傳輸設(shè)備一開機(jī)即可自動(dòng)接入GPRS網(wǎng)絡(luò)，與數(shù)據(jù)中心進(jìn)行實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)通信，傳輸速度快，可靠性高。本文設(shè)計(jì)了一種溫度控制系統(tǒng)，以單片機(jī)為單片機(jī)，選用數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行溫度控制，提出了一種基于GPRS技術(shù)，采用AT89C51單片機(jī)和DS18B20數(shù)字溫度的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)方案。傳感器實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)溫度數(shù)據(jù)采集處理，再通過GPRS模塊TC39i實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)收發(fā)，具有精度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。在硬件方面，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)，以AT89C51單片機(jī)為核

3、心，采用溫度傳感器DS18B20，基于GPRS無線通信模塊，基于AT指令和數(shù)據(jù)采集器，建立遠(yuǎn)程溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，控制溫度。實(shí)踐結(jié)果表明，該系統(tǒng)效果良好，具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：溫度采集系統(tǒng)；監(jiān)控軟件；單片機(jī)目錄TOC o 1-2 h u HYPERLINK l _Toc22088 1.概述5 PAGEREF _Toc22088 HYPERLINK l _Toc3820 1.1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)背景 PAGEREF _Toc3820 5 HYPERLINK l _Toc22292 1.2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)的意義 PAGEREF _Toc22292 5 HYPERLINK l _Toc10767 二、系統(tǒng)整體

4、結(jié)構(gòu)及硬件電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc10767 6 HYPERLINK l _Toc27065 2.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc27065 6 HYPERLINK l _Toc4123 2.2 溫度采集模塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc4123 6 HYPERLINK l _Toc32577 2.3 單片機(jī)電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc32577 8 HYPERLINK l _Toc5023 2.4 通信電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc5023 12 HYPERLINK l _Toc22276 3. 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc22276 14 HY

5、PERLINK l _Toc22923 3.1 下位機(jī)整體軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc22923 14 HYPERLINK l _Toc16706 3.2 溫度采集程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc16706 16 HYPERLINK l _Toc31721 3.3 通信模塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc31721 18 HYPERLINK l _Toc30592 4. PC軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc30592 22 HYPERLINK l _Toc16195 4.1 GPRS通訊網(wǎng)絡(luò) PAGEREF _Toc16195 22 HYPERLINK l _Toc16597 4.2

6、遠(yuǎn)程溫度檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)原理 PAGEREF _Toc16597 23 HYPERLINK l _Toc22594 4.3 GPRS DTU遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控接口 PAGEREF _Toc22594 24 HYPERLINK l _Toc2436 五、系統(tǒng)集成與調(diào)試 PAGEREF _Toc2436 25 HYPERLINK l _Toc27472 6. 結(jié)論 PAGEREF _Toc27472 27 HYPERLINK l _Toc4256 至 PAGEREF _Toc4256 29 HYPERLINK l _Toc32325 附錄一：采集系統(tǒng)接線圖 PAGEREF _Toc32325 30 HYPER

7、LINK l _Toc9095 附錄 2：組件列表 PAGEREF _Toc9095 31一、概述1.1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)背景溫度與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，很多場(chǎng)合都需要溫度監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)的有線測(cè)溫方式存在布線復(fù)雜、線路容易老化等問題。與有線測(cè)溫技術(shù)相比，無線測(cè)溫技術(shù)具有成本低、攜帶方便、組網(wǎng)簡(jiǎn)單快捷等特點(diǎn)。溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)更實(shí)用、更快捷。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程無線監(jiān)控技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。 GPRS技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研究、區(qū)域試驗(yàn)到正式商用，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的完善，技術(shù)先進(jìn)可靠。 GPRS設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)控終端傳輸設(shè)備一開機(jī)即可自動(dòng)接入GPRS網(wǎng)絡(luò)，與數(shù)據(jù)中心進(jìn)行實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)通信，傳輸速

8、度快，可靠性高。 GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球，無信號(hào)盲區(qū)，按流量收費(fèi)。沒有數(shù)據(jù)流量傳輸時(shí)不收費(fèi)。這些特點(diǎn)適用于提高企業(yè)計(jì)量信息的及時(shí)性、可靠性和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)管理的信息化。自動(dòng)溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，但大多是傳統(tǒng)的分布式三級(jí)系統(tǒng)（下位機(jī)、中位機(jī)、上位機(jī)） ，采用有線傳輸。長(zhǎng)距離線路的鋪設(shè)和維護(hù)成本太高，引出線太長(zhǎng)，導(dǎo)致傳輸速度變慢，功耗變大，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低。隨著無線通信數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，采用GSM和GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)作為通信方式為上述問題提供了新的解決方案。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，使用無線傳輸已成為遠(yuǎn)程分布式溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 GPRS技術(shù)在移動(dòng)通信領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)實(shí)際應(yīng)

9、用于許多需要無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)念I(lǐng)域，也為溫度的采集、傳輸和監(jiān)測(cè)提供了一種新的數(shù)據(jù)通信方式。溫度傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性已成為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。項(xiàng)目設(shè)計(jì)的意義本文介紹了GSM遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。溫度檢測(cè)采用DS18B20 ，非常適用于多點(diǎn)、惡劣環(huán)境下的溫度監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精度高，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，可應(yīng)用于有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無法到達(dá)的地方，實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化、智能化，具有成本低、靈活分發(fā)，實(shí)時(shí)在線。 GSM模塊有利于系統(tǒng)集成，成本低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，適合遠(yuǎn)距離監(jiān)控，不受地形條件限制，應(yīng)用前景廣闊。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)為遠(yuǎn)程溫度需求提供了便利，且速度快、成本低，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)

10、業(yè)化生產(chǎn)帶來了極大的便利。2 、系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及硬件電路設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路是溫度采集模塊將采集到的數(shù)據(jù)通過GPRS模塊致給監(jiān)控計(jì)算機(jī)。溫度傳感器將室溫的處理致給AT89C51單片機(jī)，溫度數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)處理后，由GPRS致模塊致出去。 GPRS接收模塊接收致模塊致的數(shù)據(jù)，通過RS232通訊接口連接GPRS模塊與上位機(jī)通訊，將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)室溫的遠(yuǎn)程分析和管理。上位機(jī)。圖 2-1系統(tǒng)整體框圖2.2溫度采集模塊設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中，我使用的溫度采集模塊是美國(guó)DALLAS公司采用單總線技術(shù)生產(chǎn)的新型數(shù)字溫度傳感器DS18B20。2.2.1DS18B20簡(jiǎn)介DS18B20是

11、一款單總線數(shù)字溫度傳感器，由它組成的溫度測(cè)量系統(tǒng)精度高，可達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后3位，具有連接方便、接口線少等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，DS18B20可以直接讀取被測(cè)溫度，并可根據(jù)實(shí)際需要通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9-12位數(shù)字值的讀取。讀取 DS18B20 的信息只需要一條總線，總線本身的電源就可以為所有附加的 DS18B20 芯片供電而無需額外的電源。溫度測(cè)量范圍-55+125 ，測(cè)量分辨率0. 5 ，最高可達(dá)01062 5 ，工作電壓范圍：+3105. 5 V。DS18B20的64位光刻ROM出廠前經(jīng)過光刻。它由8位產(chǎn)品序列號(hào)、 48位產(chǎn)品序列號(hào)和8位CRC碼組成。 DS18B20的產(chǎn)品序列號(hào)為28 H

12、 ，每臺(tái)設(shè)備為 48 產(chǎn)品序列號(hào)各不相同。其中，VCC接313V電源，電源端接417k左右的上拉電阻。當(dāng)總線空閑時(shí)，其狀態(tài)為高。2.2.2溫度傳感器測(cè)溫原理DS18B20的測(cè)溫原理如圖2-2所示。圖中，低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小。用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)，送入減法計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化。振蕩頻率變化明顯，產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入，圖中也隱含了計(jì)數(shù)門。當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，DS18B20對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后完成溫度測(cè)量。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。每次測(cè)量前，先將-55對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別放入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器。減法計(jì)數(shù)器 1

13、 和溫度寄存器預(yù)置在 - 對(duì)應(yīng)于 55C 的基值中。減法計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫系數(shù)晶體振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)。當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減為 0 時(shí)，溫度寄存器的值會(huì)加 1，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值會(huì)被重新加載。減法計(jì)數(shù)器1重新開始計(jì)數(shù)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)，以此類推，直到減法計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的值為測(cè)得的溫度。圖中的頻率累加器用于補(bǔ)償和校正溫度測(cè)量過程中的非線性，其輸出用于校正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值。只要計(jì)數(shù)門沒有關(guān)閉，就重復(fù)上述過程，直到溫度寄存器值達(dá)到測(cè)得的溫度值。 .另外，由于DS18B20單線通訊功能是分時(shí)的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，所以讀寫時(shí)

14、序非常重要。系統(tǒng)必須按照協(xié)議對(duì) DS18B20 進(jìn)行各種操作。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（致復(fù)位脈沖）致ROM功能命令致內(nèi)存操作命令處理數(shù)據(jù)。預(yù)置預(yù)置頻率累加器計(jì)數(shù)比較器低溫度系數(shù)振蕩器高溫度系數(shù)振蕩器減法計(jì)數(shù)器減到0減法計(jì)數(shù)器2減到0預(yù)置溫度寄存器增加停止圖2-2 測(cè)溫示意圖2.2.3溫度傳感器接口電路設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中，溫度采集系統(tǒng)采用DS18B20搭建。其中，1腳為GND，2腳為數(shù)據(jù)輸入端，3腳為VCC，2、3腳之間接一個(gè)4.7K的電阻構(gòu)成上拉電阻。詳細(xì)的采集電路如圖 2-3 所示。圖 2-3 DS18B20 溫度采集電路2.3 單片機(jī)電路設(shè)計(jì)2.3.1單片機(jī)選型及介紹選用的單片機(jī)是At

15、mel公司的AT89C51單片機(jī)，AT89C51是一款低壓、高性能的CMOS 8位微處理器，具有4K字節(jié)閃存可編程和可擦寫只讀存儲(chǔ)器。該器件采用 ATMEL 高密度非易失性存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，并與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MCS-51 指令集和輸出引腳兼容。 ATMEL 的 AT89C51 是一款高效微控制器，由于在單芯片中結(jié)合了多功能 8 位 CPU 和閃存。 AT89C51 微控制器為許多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活且廉價(jià)的解決方案。微控制器的外圍電路主要包括時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。主要特點(diǎn)： 兼容MCS-51； 4K字節(jié)可編程閃存；使用壽命：1000 次寫入/擦除周期；數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年；全靜態(tài)工作：0H

16、z-24Hz；三級(jí)程序內(nèi)存鎖； 128*8位內(nèi)部RAM； 32條可編程I/O線；兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； 5個(gè)中斷源；可編程串行通道；低功耗空閑和掉電模式；片上振蕩器和時(shí)鐘電路。灣。引腳說明：圖 2-4 AT89C51 芯片管腳圖VCC：電源電壓。GND：接地。P0 口：P0 口為 8 位開漏雙向 I/O 口，每個(gè)引腳可吸收 8TTL 柵極電流。當(dāng)端口 P1 的管腳第一次寫 1 時(shí)，定義為高阻輸入。 P0 可用作外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可定義為數(shù)據(jù)/地址的第 8 位。在 FIASH 編程中，P0 端口用作原始代碼輸入端口。 FIASH 驗(yàn)證時(shí)，P0 輸出原始碼。這時(shí)P0的外部必須拉高。P1

17、端口：P1 端口是一個(gè) 8 位雙向 I/O 端口，提供上拉電阻。 P1端口緩沖器可以接收和輸出4TTL柵極電流。 P1端口引腳寫1后上拉高電平，可作為輸入使用。當(dāng)P1端口被外部拉低到低電平時(shí)，它會(huì)輸出電流，這是由于該部分的上拉。在 FLASH 編程和驗(yàn)證過程中，P1 端口作為低 8 位地址接收。P2 端口：P2 端口是一個(gè)帶有上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 P2 端口緩沖器可以接收和輸出 4 個(gè) TTL 柵極電流。當(dāng)P2端口寫“1”時(shí)，其引腳接上拉電阻，上拉電阻作為輸入。因此，當(dāng)它作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，電流就會(huì)輸出。這是由于上拉。當(dāng) P2 端口用于外部程序存儲(chǔ)器或 16

18、位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器訪問時(shí)，P2 端口輸出地址的高 8 位。當(dāng)給定地址“1”時(shí)，它利用外部上拉電阻。 P2口在讀寫外部8位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2端口在FLASH編程和驗(yàn)證過程中接收高位八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口引腳為8個(gè)雙向I/O口，帶上拉電阻，可接收和輸出4路TTL門極電流。當(dāng) P3 端口寫“1”時(shí)，它們被拉高并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3端口將輸出電流（ILL）。這是由于上拉。P3口也可以作為AT89C51的一些特殊功能口使用，如下表所示：輸出引腳替代功能P3.0 RXD（串行輸入端口）P3.1 TXD（串行輸出端口）P3.2 /

19、INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（定時(shí)器 0 外部輸入）P3.5 T1（定時(shí)器1的外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）端口 3 同時(shí)接收一些用于 flash 編程和編程驗(yàn)證的控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，將 RST 引腳保持高電平兩個(gè)機(jī)器周期。ALE/PROG：地址鎖存使能輸出電平用于在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)鎖存地址的狀態(tài)字節(jié)。在 FLASH 編程期間，該引腳用于輸入編程脈沖。正常情況下，ALE 端輸出一個(gè)頻率周期恒定的正脈沖信號(hào)，為振蕩器頻率的 1/6。因此它可以用作外部輸出的脈沖或用于定

20、時(shí)目的。但請(qǐng)注意，當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過 ALE 脈沖。要禁用 ALE 的輸出，請(qǐng)將 SFR8EH 地址設(shè)置為 0。此時(shí)ALE只在執(zhí)行MOVX時(shí)有效，MOVC指令為ALE。此外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁用，則設(shè)置無效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在從外部程序存儲(chǔ)器取指期間，/PSEN 每個(gè)機(jī)器周期有效兩次。但是在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩個(gè)有效的/PSEN 信號(hào)不會(huì)出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），無論是否有程序存儲(chǔ)器。注意當(dāng)加密模式為1時(shí)，/EA會(huì)被鎖定為RESET；當(dāng) /EA 端保

21、持高電平時(shí)，程序存儲(chǔ)器將存儲(chǔ)在這里。在 FLASH 編程期間，該引腳也用于施加 12V 編程電源 (VPP)。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入，部分時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：反相振蕩器的輸出。2.3.2復(fù)位電路按鍵復(fù)位是通過開關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)的，即上電后，按下開關(guān)，使RST端的瞬時(shí)電位與Vcc相同。隨著電容上儲(chǔ)能的增加，電容電壓也隨之升高，充電電流減小，RESET端的電位逐漸降低。 .這樣，在RST端就會(huì)建立一個(gè)脈沖電壓，通過調(diào)整電容和電阻的大小可以調(diào)整脈沖的持續(xù)時(shí)間。RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入。復(fù)位信號(hào)為高電平有效。有效高電平的持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于 24 個(gè)振蕩周期。如果時(shí)鐘頻率為 6MHz，則

22、復(fù)位信號(hào)應(yīng)持續(xù)至少 4 微秒，然后微控制器才能復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位的方式進(jìn)行復(fù)位操作。如下圖2-5所示。圖 2-5 MCU 復(fù)位電路2.3.3單片機(jī)時(shí)鐘電路單片機(jī)時(shí)鐘電路是為單片機(jī)的各種操作提供時(shí)間基準(zhǔn)的電路。沒有時(shí)鐘電路，單片機(jī)就無法工作。在設(shè)計(jì)中，時(shí)鐘電路采用分部產(chǎn)生時(shí)鐘的方法構(gòu)成，如圖所示。部分模式：外部石英晶體作為XTAL1和XTAL2端的定時(shí)元件，部分反相放大器自振蕩產(chǎn)生時(shí)鐘。時(shí)鐘發(fā)生器將振蕩脈沖的頻率除以二，即如果石英頻率fosc=6MHz，則時(shí)鐘頻率=3MH2，所以時(shí)鐘為兩相信號(hào)，由P1相和P2相組成。 fosc可以在2MHZ-12MHZ中選擇。小電容可以取30PF左右。圖

23、2-6 時(shí)鐘電路2.3.4單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)圖2-7是單片機(jī)的外圍電路，主要包括晶振電路、復(fù)位電路、采集電路。單片機(jī)選用AT89C51，采集電路中的傳感器采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器。圖中C1、C2、Y1與單片機(jī)的XTAL1 、 XTAL2相連，構(gòu)成時(shí)鐘電路。 C3和R1與S1的復(fù)位信號(hào)輸入端和單片機(jī)相連，組成單片機(jī)復(fù)位電路，完成復(fù)位功能。右側(cè)溫度傳感器DS18B20接下拉電阻構(gòu)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。這是輸入部分的電路圖設(shè)計(jì)。圖 2-7 MCU 外圍電路圖2.4 通信電路設(shè)計(jì)2.4.1GPRS DTU介紹GPRS DTU（Data Terminal unit）

24、，數(shù)據(jù)傳輸單元的全稱，是專門用于將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)臒o線終端設(shè)備。 GPRS DTU是一種利用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備。采用工業(yè)級(jí)嵌入式處理器，內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧。為用戶提供高速、穩(wěn)定可靠、數(shù)據(jù)終端始終在線、多種協(xié)議轉(zhuǎn)換的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。2.4.2GPRS DTU的選擇ZWG-23A是一款基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)傳輸終端設(shè)備，提供全透明的數(shù)據(jù)通道，可輕松實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、無線、網(wǎng)絡(luò)化通訊。可以輕松實(shí)現(xiàn)與 Internet 的無線連接。 ZWG-23A具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣（移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，用在哪里都能用）、組網(wǎng)靈活快速（安裝使用）、運(yùn)營(yíng)成本低（根據(jù)流

25、量）等諸多優(yōu)點(diǎn)?？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)測(cè)、金融證券、煤礦、石油等行業(yè)。ZWG-23A的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)支持?jǐn)?shù)據(jù)透?jìng)骱蛥f(xié)議轉(zhuǎn)換支持備用數(shù)據(jù)中心支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)互聯(lián)功能支持APN虛擬專網(wǎng)服務(wù)支持?jǐn)?shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)域名或IP地址訪問支持永遠(yuǎn)在線、空閑離線和空閑關(guān)機(jī)三種工作模式支持短信和喚醒功能支持?jǐn)嗑€自動(dòng)重連功能具有可控連接定時(shí)功能，節(jié)省流量支持本地和遠(yuǎn)程GUI配置和維護(hù)支持短信配置和維護(hù)支持本地和遠(yuǎn)程固件升級(jí)RS232 DB9串口，帶流量控制信號(hào)線和在線指示信號(hào)線支持?jǐn)?shù)據(jù)中心虛擬串口功能，與現(xiàn)有上位機(jī)軟件無縫對(duì)接支持5V26V寬范圍供電最大工作電流300mA，在線待機(jī)電流31mA，

26、休眠時(shí)間14mA多重軟硬件可靠設(shè)計(jì)，復(fù)合看門狗技術(shù)，使設(shè)備安全運(yùn)行圖2-8為ZWG-23A實(shí)物圖2-8 GPRS DTU實(shí)物圖2.4.3串行通信電路為了提高串行通訊的可靠性，增加通訊距離，標(biāo)準(zhǔn)的串行接口，RS-232C，RS。 422A 等標(biāo)準(zhǔn)接口，用于串行通信。 EIA RS-232C 是異步串行通信中使用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線，它包括逐位串行傳輸?shù)碾姎夂蜋C(jī)械方面。在微機(jī)通信中，通常使用RS-232C接口，即PC機(jī)的COM口，其引腳定義如圖2-9所示。圖 2- 9 RS-232C 引腳定義圖PC的COM口，輸入輸出為RS-232C電平，51單片機(jī)的串口輸入輸出均為1frL電平。由于TTL電平和RS

27、-232C電平互不兼容，所以兩者接口時(shí)必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。電平轉(zhuǎn)換最常用的芯片是傳輸線驅(qū)動(dòng)器MC1488和接收器MC1489。除電平轉(zhuǎn)換外，還實(shí)現(xiàn)正負(fù)邏輯電平轉(zhuǎn)換。圖 2-10是單片機(jī)與 PC 之間的通信接口電路。圖2-10單片機(jī)與PC機(jī)通訊接口電路3.下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)3.1 下位機(jī)整體軟件設(shè)計(jì)在主程序流程圖中，系統(tǒng)軟件的重點(diǎn)是使用匯編語言對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程。包括GPRS DTU到AT89C51的初始化和串口通信速率、短信模式和短信中心的初始化。這些初始化命令是通過AT命令寫入的，所以將這些常用的AT命令編譯成表格，存放在AT89C51的程序存儲(chǔ)器中，方便使用。流程圖如圖 3-4 所示。其中，A、B

28、、C、D中斷子程序只是致數(shù)據(jù)不一致，對(duì)應(yīng)的進(jìn)程一致，所以用一個(gè)中斷子程序來表示； P2。 i=0,1,2,3在i中對(duì)應(yīng)不同的指示燈。圖 3-1 下位機(jī)軟件主流程圖3.2溫度采集程序設(shè)計(jì)溫度采集方面，首先初始化溫度傳感器，等待單片機(jī)響應(yīng)。一旦單片機(jī)檢測(cè)到響應(yīng)脈沖，就執(zhí)行skip ROM匹配操作指令，可以使用存儲(chǔ)操作指令啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換。延遲一段時(shí)間后，等待溫度轉(zhuǎn)換。結(jié)束。然后執(zhí)行skip ROM匹配操作命令，然后讀取臨時(shí)寄存器，讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果，變成顯示代碼，致給液晶顯示器。溫度傳感器編程流程圖如下圖所示。圖 3-2 DS18B20 模塊程序流程圖DS18B20溫度值讀取程序設(shè)計(jì)：無效延遲_18B20（

29、無符號(hào)整數(shù)我）當(dāng)我 - ）;void ds1820rst()/*ds1820 重置*/ 無符號(hào)字符 x=0;DQ = 1; /DQ復(fù)位延遲_18B20（4）； /延遲DQ = 0; /DQ拉低延遲_18B20（100）； /精確延遲大于480usDQ = 1; /拉高延遲_18B20（40）；uchar ds1820rd()/*讀取數(shù)據(jù)*/ 無符號(hào)字符 i=0;tflag=0;別的tvalue=tvalue+1;tflag=1;tvalue=tvalue*6.25;/溫度值擴(kuò)大100倍返回（t值）；3.3 通信模塊設(shè)計(jì)3.3.1GPRS DTU模塊GPRS（General Packet Rad

30、io Service ）是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端、廣域無線IP連接。通俗地講， GPRS是一種高速數(shù)據(jù)處理技術(shù)，其方法是將數(shù)據(jù)以“包”的形式傳輸給用戶。圖 3-3 GPRS DTU 從儀表采集數(shù)據(jù)GPRS DTU（GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元）是基于GPRS的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)控制器。 GPRS DTU由GPRS模塊、嵌入式計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的電路組成。主要功能如下：A. 從儀表收集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)接口包括RS232/485/422串口、4mA20mA或1V5V模擬量（記錄瞬時(shí)值和累計(jì)量）、開關(guān)量。B.開關(guān)檢測(cè)和輸出。C. 數(shù)據(jù)報(bào)告。通過定時(shí)（時(shí)間間隔由監(jiān)控中心設(shè)置）和事件觸發(fā)上報(bào)從儀器采集的

31、數(shù)據(jù)。D. 實(shí)現(xiàn)按需數(shù)據(jù)。可以響應(yīng)監(jiān)控中心發(fā)出的查詢請(qǐng)求，將查詢時(shí)刻的數(shù)據(jù)致給監(jiān)控中心。E、根據(jù)不同用戶要求，可增加檢測(cè)、報(bào)警等功能。3.3.2GPRS DTU的應(yīng)用通過ZWG-23A模塊，遠(yuǎn)程用戶設(shè)備和管理中心的計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行透明的數(shù)據(jù)通信。透明數(shù)據(jù)通信：表示用戶設(shè)備與DTU之間沒有通信協(xié)議。 DTU將用戶設(shè)備致的數(shù)據(jù)不加修改地傳輸給目標(biāo)PC，PC上運(yùn)行的軟件完全可以接收到DTU致的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)包。例如，如果用戶設(shè)備致一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)為0 xAA，則PC端運(yùn)行的軟件將收到一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)0 xAA。從 PC 到用戶設(shè)備的通信過程是相同的。3.3.3GPRS DTU的工作模式GPRS DTU有五種常

32、用的工作模式，分別是：透?jìng)髂Ｊ?、命令模式、IP自動(dòng)注冊(cè)、遠(yuǎn)程維護(hù)模式和流量控制模式。本文采用其透?jìng)髂Ｊ?，下文?duì)透?jìng)髂Ｊ?4進(jìn)行詳細(xì)介紹。透明傳輸模式是指將本地異步串行通信轉(zhuǎn)換為基于 TCP/UDP 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信。其主要目的是用簡(jiǎn)單的串行通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)上的通信，數(shù)據(jù)格式不變。這個(gè)非常重要。因?yàn)镈TU前后數(shù)據(jù)格式?jīng)]有變化，無需任何軟件升級(jí)即可直接應(yīng)用。通過這種通訊方式的轉(zhuǎn)換，可以將只能在本地控制的設(shè)備擴(kuò)展到可以遠(yuǎn)程控制的設(shè)備，改進(jìn)了控制方式和維護(hù)方式。對(duì)于遠(yuǎn)程維護(hù)、控制和數(shù)據(jù)采集具有實(shí)際意義。在DTU透?jìng)髂Ｊ降膽?yīng)用中，當(dāng)下位機(jī)發(fā)起通信請(qǐng)求時(shí)，DTU必須與上位機(jī)建立網(wǎng)絡(luò)連接。 DTU進(jìn)入透?jìng)?/p>

33、模式后，自動(dòng)調(diào)用與上位機(jī)建立網(wǎng)絡(luò)連接。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接建立后，數(shù)據(jù)就可以在這條鏈路上實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸。DTU進(jìn)入透?jìng)髂Ｊ胶?，既可以作為客戶端模式，也可以作為服?wù)器模式。工作在透?jìng)髂Ｊ较碌腄TU會(huì)自動(dòng)完成串口到網(wǎng)絡(luò)通信的轉(zhuǎn)換，所有數(shù)據(jù)都可以在上位機(jī)軟件和下位機(jī)之間進(jìn)行雙向透?jìng)?。透?jìng)髂Ｊ降慕⒈仨毾扔肁T+I命令定義所有相關(guān)參數(shù)，然后使用特殊的AT+I！ SNMD 命令進(jìn)入透?jìng)髂Ｊ健TU 進(jìn)入透?jìng)髂Ｊ胶?，將不再接收任?AT+I 命令。 DTU通過與上位機(jī)串口的連接，專注于處理下位機(jī)串口的數(shù)據(jù)，而DTU不對(duì)數(shù)據(jù)做任何處理（即透?jìng)鳎?。在這種模式下，需要注意的是自動(dòng)波特率不起作用。在進(jìn)入透?jìng)髂Ｊ街?，必?/p>

34、設(shè)置固定波特率，即BDRM不能設(shè)置為自動(dòng)波特率。通過串口連續(xù)輸入3個(gè)“+”號(hào)，間隔半秒，DTU退出透?jìng)髂Ｊ?，進(jìn)入指令模式。此時(shí)DTU切換到命令模式，可以再次響應(yīng)AT+I命令。3.3.4GPRS DTU的工作原理及流程GPRS DTU由A/D轉(zhuǎn)換模塊、開關(guān)量控制模塊和綜合控制模塊組成。GPRS DTU上電后，首先會(huì)讀出保存在FLASH中的工作參數(shù)（包括GPRS撥號(hào)參數(shù)、串口波特率、數(shù)據(jù)中心IP地址等，這些都是預(yù)先配置好的） 35 。GPRS DTU 登錄 GSM 網(wǎng)絡(luò)，然后進(jìn)行 GPRS PPP 撥號(hào)。撥號(hào)成功后，GPRS DTU會(huì)得到一個(gè)手機(jī)隨機(jī)分配的IP地址（一般為10.XXX）。也就是說，

35、GPRS DTU在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，其網(wǎng)絡(luò)IP地址通常不是固定的，每次撥號(hào)都會(huì)發(fā)生變化。我們可以理解，此時(shí)的GPRS DTU是移動(dòng)部門局域網(wǎng)中的設(shè)備，通過移動(dòng)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與外部互聯(lián)網(wǎng)公網(wǎng)的通信。這類似于局域網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)如何通過網(wǎng)關(guān)訪問外部網(wǎng)絡(luò)。GPRS DTU主動(dòng)發(fā)起與數(shù)據(jù)中心的通信連接，并保持通信連接一直存在。因?yàn)镚PRS DTU在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，IP地址不固定。因此，GPRS DTU只能主動(dòng)連接數(shù)據(jù)中心，GPRS DTU不能主動(dòng)連接數(shù)據(jù)中心。這就要求數(shù)據(jù)中心有固定的公網(wǎng)IP地址或固定的域名。數(shù)據(jù)中心的公網(wǎng)IP地址或固定域名作為參數(shù)存儲(chǔ)在GPRS DTU中，一旦GPRS DTU上電撥號(hào)成功，就可以主動(dòng)連接

36、數(shù)據(jù)中心。具體來說，GPRS DTU通過數(shù)據(jù)中心的IP地址（如果使用中心域名，首先通過中心域名解析中心IP地址）和數(shù)據(jù)中心的IP地址等參數(shù)向數(shù)據(jù)中心發(fā)起TCP或UDP通信請(qǐng)求。端口號(hào)。 GPRS DTU得到中心的響應(yīng)后，認(rèn)為與中心的握手成功，然后保持通信連接一直存在。如果通信連接中斷，GPRS DTU 將立即與中心再次握手。由于已建立 TCP/UDP 通信連接，因此可以進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信。對(duì)于DTU來說，只要建立了與數(shù)據(jù)中心的雙向通信，完成用戶串口數(shù)據(jù)和GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換就比較簡(jiǎn)單了。一旦接收到用戶的串口數(shù)據(jù)，DTU立即將串口數(shù)據(jù)封裝在TCP/UDP數(shù)據(jù)包中，致到數(shù)據(jù)中心。相反，當(dāng)DTU接

37、收到來自數(shù)據(jù)中心的TCP/UDP數(shù)據(jù)包時(shí)，它會(huì)取出數(shù)據(jù)內(nèi)容，并立即通過串口致給用戶設(shè)備。3.3.5通信模塊設(shè)計(jì)流程由于檢測(cè)的任務(wù)是被控對(duì)象的溫度，所以通過GPRS DTU致到監(jiān)控中心。通過向GPRS DTU寫入不同的AT命令來完成各種功能。監(jiān)控軟件主要包括初始化程序、信號(hào)采集與處理程序、短信收發(fā)程序。初始化過程包括硬件初始化、定時(shí)器和串口初始化。信號(hào)采集處理主要完成外部采集的溫度轉(zhuǎn)換。查詢方法用于接收短消息。短信到達(dá)后，調(diào)用串口接收程序?qū)Χ绦艃?nèi)容進(jìn)行解碼并進(jìn)行相應(yīng)處理；定時(shí)致溫度信號(hào)，對(duì)采集到的溫度進(jìn)行編碼。是短消息，然后調(diào)用send命令將短消息致到監(jiān)控中心。通過 GPRS 網(wǎng)絡(luò)致和接收數(shù)據(jù)通

38、過 GPRS 網(wǎng)絡(luò)致數(shù)據(jù)最簡(jiǎn)單的方法是使用 GPRS DTU 設(shè)備（Data Terminal Unit：數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備）。數(shù)據(jù)通信過程如下： DTU上電后，首先完成網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)等初始化工作，然后自動(dòng)進(jìn)行PPP撥號(hào)，然后通過TCP/IP協(xié)議與位于Internet的數(shù)據(jù)中心建立連接，為用戶設(shè)備建立雙向透?jìng)鳠o線通信鏈路。透明通道建立后，用戶設(shè)備可以通過串口向DTU致數(shù)據(jù)。 DTU接收到數(shù)據(jù)后，將其封裝成IP包，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)致到數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心可以通過網(wǎng)絡(luò)程序獲取數(shù)據(jù)。此過程也稱為“向上”，“向下”則相反。整個(gè)通信過程雖然看似簡(jiǎn)單，但要實(shí)現(xiàn)DTU的功能，使其穩(wěn)定可靠地工作，還是

39、有很多地方需要注意的。首先，DTU中的TCP/IP和PPP協(xié)議棧是一套復(fù)雜的協(xié)議程序，需要多年的積累才能可靠穩(wěn)定。但是市面上很多GPRS模塊中嵌入的協(xié)議?；蚨嗷蛏俣即嬖谝恍﹩栴}，需要用戶在使用過程中不斷發(fā)現(xiàn)和規(guī)避。其次，抗干擾性能是工業(yè)產(chǎn)品的重要指標(biāo)之一，在硬件設(shè)計(jì)上需要特別注意。例如防靜電、防群脈沖、浪涌等，都需要在設(shè)計(jì)過程中注意干擾源和干擾方式，設(shè)計(jì)消除干擾或防止干擾的電路，以使設(shè)備工作更穩(wěn)定。最后，在GPRS設(shè)備的長(zhǎng)期工作中，外界會(huì)出現(xiàn)很多特殊情況。如信號(hào)弱、SIM卡欠費(fèi)、SIM卡不兼容、無可用網(wǎng)絡(luò)、通訊鏈路異常斷開、服務(wù)器錯(cuò)誤等，這些都可能導(dǎo)致設(shè)備故障且無法恢復(fù)，因此需要針對(duì)各種可能出

40、現(xiàn)的故障進(jìn)行制定才行有效的解決方案可以保證設(shè)備的可靠運(yùn)行。GPRS通信流程圖如下：圖 3-5 通訊模塊流程圖#include#include#define uchar 無符號(hào)字符sbit realy2=P02; /繼電器3sbit realy3=P03;/繼電器4sbit realy4=P04; /繼電器5sbit realy5=P05; /繼電器6sbit realy6=P06; /繼電器7sbit realy7=P07; /繼電器8sbit key1=P20; /開關(guān)1sbit key2=P21; /開關(guān)2sbit key3=P22; /開關(guān)3sbit key4=P23; /開關(guān)4sbit

41、 key5=P24; /開關(guān)5sbit key6=P25; /開關(guān)6sbit key7=P26; /開關(guān)7sbit key8=P27; / 開關(guān) 8無效延遲_ms（uint i）；無效開始GSM（無效）；無效UART_init（無效）；無效致字符（uchar ch）；無效致字符串（uchar *p）；無效的GSM_INIT（無效）；無效接收就緒（無效）；無效消息讀?。o效）；無效讀取消息（無效）；無效致消息（無效）；4.上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)4.1 GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)以移動(dòng)通信GPRS網(wǎng)絡(luò)為通信平臺(tái)，通過該通信平臺(tái)向各個(gè)DTU致控制和配置信息，同時(shí)接收下位機(jī)上報(bào)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖所

42、示。圖 4-1 GPRS 通信網(wǎng)絡(luò)如圖所示，采用GPRS移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)傳輸，省去了用戶自身網(wǎng)絡(luò)的初期建設(shè)成本和未來的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本。通過GPRS DTU與現(xiàn)場(chǎng)二次儀表連接，采集的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)以IP包的形式致到監(jiān)控中心，數(shù)據(jù)在監(jiān)控中心進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，并進(jìn)行相應(yīng)的查詢、統(tǒng)計(jì)和報(bào)表提供了功能。監(jiān)控中心還可以通過向DTU致IP包來設(shè)置下位機(jī)的配置信息或控制命令，也可以在某個(gè)時(shí)間對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序。監(jiān)控中心站由一臺(tái)具有公共 IP 地址的計(jì)算機(jī)組成。 DTU可以將采集到的信息以IP包的形式直接致到監(jiān)控中心站的IP地址。監(jiān)控中心站對(duì)DTU致的IP包進(jìn)行處理，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。監(jiān)控中心可以向每個(gè)DT

43、U致相應(yīng)的控制指令，解析DTU后進(jìn)行相應(yīng)的操作?？梢姡?GPRS DTU在GPRS通信網(wǎng)絡(luò)中起到數(shù)據(jù)采集、指揮控制和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控的關(guān)鍵作用，是整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的中轉(zhuǎn)樞紐。4.2 遠(yuǎn)程溫度檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)原理本系統(tǒng)下位機(jī)的主要功能是對(duì)系統(tǒng)的溫度參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析。同時(shí)，系統(tǒng)具有斷電時(shí)間記錄和保存、液晶顯示和按鍵式人機(jī)界面、串行通訊、GPRS無線傳輸?shù)裙δ堋Ｔ谲浖_發(fā)中，本文采用基于實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件實(shí)施例如圖所示。圖4-2 數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖A. 監(jiān)控中心設(shè)置整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫中讀取預(yù)處理后的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控信息并進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果展示給監(jiān)控人員，監(jiān)

44、控人員可以主動(dòng)下達(dá)控制指令。采用C/S軟件架構(gòu)。數(shù)據(jù)代理從GPRS和Internet讀取現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息，經(jīng)過預(yù)處理后存入數(shù)據(jù)庫。它從數(shù)據(jù)庫中讀取監(jiān)控人員發(fā)出的主動(dòng)控制指令，并通過GPRS和Internet傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試點(diǎn)。采用C/S軟件架構(gòu)。B. 數(shù)據(jù)收集采集和檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行信息，控制GPRS DTU致信息和接收指令。它是通過面向過程的編程來實(shí)現(xiàn)的。4.3 GPRS DTU遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控接口GPRS DTU用于致和接收實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)信息。通過單片機(jī)的傳輸，將細(xì)微的溫度變化顯示在應(yīng)該做的界面上，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。監(jiān)控界面如下圖4-5所示。圖 4-3 GPRS DTU 溫度監(jiān)控界面5、系統(tǒng)

45、集成與調(diào)試當(dāng)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)完成后，需要分別對(duì)軟件和硬件進(jìn)行調(diào)試，以驗(yàn)證系統(tǒng)的功能是否實(shí)現(xiàn)，結(jié)果是否正常，精度是否能滿足要求。如果調(diào)試結(jié)果不符合要求，需要分析原因，找出問題所在。如果達(dá)到預(yù)期的要求，就可以將軟硬件集成為一個(gè)完整的功能系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，然后就可以完成原型的開發(fā)。本系統(tǒng)的測(cè)試工作主要分為下位機(jī)硬件測(cè)試和上位機(jī)軟件測(cè)試。下位機(jī)硬件測(cè)試主要完成以下任務(wù)： 檢查硬件系統(tǒng)的短路和開路測(cè)試，電壓、電流和接地是否正常，包括芯片輸入輸出引腳的電平測(cè)試。下位機(jī)測(cè)試步驟如5-1所示。圖 5-1 下位機(jī)系統(tǒng)測(cè)試流程圖下位機(jī)硬件測(cè)試完成后，可以確定硬件系統(tǒng)可以正常工作，然后可以在具有各種可能數(shù)據(jù)和運(yùn)行條件的

46、電腦上測(cè)試上位機(jī)的軟件。調(diào)試上位機(jī)軟件的主要步驟：一個(gè)。打開監(jiān)控軟件灣。選擇串口C。設(shè)置串口參數(shù)d。打開串口實(shí)時(shí)溫度曲線顯示在監(jiān)控界面。六，結(jié)論本文以室溫控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，選擇PC+MCU模式，以GPRS無線通信模塊為基礎(chǔ)?；贏T指令和數(shù)據(jù)采集器，構(gòu)建遠(yuǎn)程溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)溫度進(jìn)行控制。實(shí)現(xiàn)溫度的動(dòng)態(tài)顯示實(shí)時(shí)控制，具有界面友好、操作簡(jiǎn)單、控制安全可靠、維護(hù)方便等特點(diǎn)。系統(tǒng)直觀清晰地顯示運(yùn)行過程的多項(xiàng)參數(shù)，方便操作人員隨時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。本文的主要工作主要包括以下幾個(gè)方面：使用溫度傳感器DS18B20實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室溫，并將實(shí)時(shí)室溫傳輸給微控制器。單片機(jī)通過接收溫度傳感器致的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息，將溫度信息處理并顯示在LED上。單片機(jī)將溫度傳感器的溫度信息傳送給GPRS模塊，并進(jìn)行一系列處理。此時(shí)，實(shí)現(xiàn)了基于GPRS的溫度遠(yuǎn)程監(jiān)控。由于條件有限，時(shí)間緊迫，本文建立的監(jiān)控系統(tǒng)的功能還有待進(jìn)一步完善。因此，建議應(yīng)考慮外部條件對(duì)溫度的影響。參考1 HYPERLINK %20%20%20%20:/