基于單片機(jī)的智能排水控制終端設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)的智能排水控制終端設(shè)計(jì)

隨著城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市地下排水裝置是城市建設(shè)中不可或缺的一部分。目前許多城市的一些泵站的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、監(jiān)控程度還不夠高,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控,管理水平也不高,長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)大多數(shù)城市排水系統(tǒng)廣泛采用傳統(tǒng)控制方式。我們必須建立的遠(yuǎn)程微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),通過(guò)監(jiān)控中心的實(shí)時(shí)監(jiān)控,監(jiān)測(cè)各分控點(diǎn)的水位的變化情況,水泵的工作情況、運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)水位達(dá)到一定的警戒線(xiàn)時(shí)將信息能夠及時(shí)反饋給監(jiān)控中心進(jìn)行處理,監(jiān)控中心通過(guò)通訊方式,開(kāi)啟電機(jī)進(jìn)行排水控制。將保證地下排水正常進(jìn)行,提高城市道路排水的現(xiàn)代化控制和管理水平。GSM網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,用戶(hù)數(shù)量及覆蓋范圍廣大,通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠。利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)中短消息業(yè)務(wù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。短消息采用存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)的通信模式,可靠性高。它無(wú)需申請(qǐng)新的頻率點(diǎn),價(jià)格便宜,干擾少,無(wú)通信盲區(qū),易于操作,不受空間地點(diǎn)的約束。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)由兩大部分組成,TC35i通信模塊電路部分和單片機(jī)系統(tǒng)。TC35i通信模塊電路部分主要由TC35通信模塊和SIM卡電路組成。單片機(jī)系統(tǒng)采用低電壓,高性能CMOS8位單片機(jī)AT89C52,外圍包含存儲(chǔ)器、采集、顯示、控制等電路。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。14.2.tc33i遠(yuǎn)程控制終端的組成TC35i模塊的功能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用的是西門(mén)子TC35系列的TC35i。TC35i集射頻電路和基帶于一體,向用戶(hù)提供標(biāo)準(zhǔn)的AT指令接口,為數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸,方便用戶(hù)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)。在整個(gè)系統(tǒng)中,TC35i遠(yuǎn)程控制終端是我們?cè)O(shè)計(jì)的主要內(nèi)容,主要由電源電路、啟動(dòng)電路、SIM卡接口電路和UART通信接口電路等幾部分組成,其外圍電路接線(xiàn)圖如圖2所示。TC35i共有40個(gè)引腳,通過(guò)一個(gè)ZIF連接器引出。這40個(gè)引腳可以劃分為5類(lèi),即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。第1~14腳為電源部分,24、29為SIM卡引腳,分別為CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND;33~40為語(yǔ)音接口用來(lái)接電話(huà)手柄;15,30,31和32腳為控制部分,15為啟動(dòng)線(xiàn)IGT(Ignition),30為RTCbackup,31為Powerdown,32為SYNC;16~23位數(shù)據(jù)輸入/輸出分別為DSR0、RING0、RXD0、TXD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。2變量的初始化模塊監(jiān)控過(guò)程開(kāi)始時(shí),單片機(jī)通過(guò)RS-2犯串行口激活TC35i來(lái)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)短消息,完成與主控端的數(shù)據(jù)交換。模塊的初始化過(guò)程是首先用定時(shí)器延時(shí)約5s,等待TC35i模塊自檢完畢,然后檢查是否己插入SIM卡,有SIM卡則繼續(xù)檢查移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商。之后再對(duì)GSM模塊進(jìn)行初始化,主要的就是用AT指令初始化發(fā)送方式和設(shè)置短信中心號(hào)碼。3民族地區(qū)芯片系統(tǒng)采用美國(guó)MAXIM公司的DS12887時(shí)鐘芯片。該芯片在掉電情況下連續(xù)工作十年以上,為終端的時(shí)鐘可靠性提供了保障;同時(shí),DS12887記錄時(shí)間信息詳細(xì),可持續(xù)到2100年,為系統(tǒng)的長(zhǎng)期記錄提供保證。4編碼和解碼模塊要發(fā)送和接收短消息,利用GSM通訊模塊和手機(jī)之間進(jìn)行信息交換,首先就要對(duì)信息進(jìn)行PDU格式的編碼和解碼。本系統(tǒng)采用Unicode的編碼形式。4.1at+cnmi(1)AT+CMGF設(shè)置短消息發(fā)送格式。(2)AT+CNMI顯示新收到的短消息。(3)AT+CMGS發(fā)送短消息指令。(4)AT+CMGR讀短消息指令。(5)AT+CMGD刪除短消息。4.2f400-3g如果需要發(fā)送信息“水位=3米”到手單片機(jī)首先通過(guò)串口向模塊發(fā)送數(shù)據(jù)串AT+CMGS=25<CR>,然后單片機(jī)等待模塊返回ASCII字符“>”,最后輸入PDU數(shù)據(jù)0011000D91683118033512F40008A7106C344F4D003D00337C731A。長(zhǎng)度25不包括PDU數(shù)據(jù)中開(kāi)始的00和最后的1A。過(guò)程和分析如下:1)下發(fā):41542B434D47533D3235OD(十六進(jìn)制)2)響應(yīng):ODOA3E20(十六進(jìn)制)3)輸入短消息數(shù)據(jù)體:001100OD91683118033512F40008A7106C344F4D003D00337C731A(十六進(jìn)制)4)發(fā)送成功響應(yīng):ODOA2B434D47533A203I30ODOAODOA4F4BODOA(十六進(jìn)制)5)發(fā)送不成功響應(yīng):ODOA4552524F52ODOA(十六進(jìn)制)4.3檢測(cè)中心為3米，即無(wú)短消息,2e為3米單片機(jī)或計(jì)算機(jī)可以通過(guò)讀指令A(yù)T+CMGR=INDEX<CR><LF>來(lái)讀取SIM卡指定位置的短消息。讀取的短消息是由手機(jī)號(hào)碼用戶(hù)發(fā)送的“水位=3米”。1)下發(fā):41542B434D47523D310D(十六進(jìn)制)2)若無(wú)短消息,響應(yīng):2B434D47523A20302C2C30ODOAODOA4F4BODOA(十六進(jìn)制)若有短消息,則響應(yīng):0891683108509105F0240D91683118033512F4000860300280520380106C344F4D003000337C73。對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)域進(jìn)行分析如下:4.4刪除條短消息1)下發(fā):41542B434D47443D31ODOA(十六進(jìn)制)刪除第一條短消息。2)響應(yīng):ODOA4F4BODOA(十六進(jìn)制)進(jìn)行確認(rèn)。5管腳、tntro單片機(jī)AT89C52與TC35i模塊的接口電路如圖3示:AT89C52的P1.0,P1.1口分別通過(guò)開(kāi)集電極三極管3904驅(qū)動(dòng)后分別控制TC35i的開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)信號(hào)線(xiàn)。3904射極接地,在控制信號(hào)有效時(shí)三極管導(dǎo)通,使集電極下拉為地電平;在工作狀態(tài)時(shí)保持為高電平。AT89C52與TC35i串口相連時(shí),只需連接TxD和RxD兩個(gè)管腳就夠了,TC35i其他的串口管腳DSRO,RTNGO,CTSO及DCDO懸空,RTSO和DTRO接地,表示外部設(shè)備(單片機(jī))永遠(yuǎn)處于準(zhǔn)備好狀態(tài)。需要注意的是TC35i模塊是作為數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)來(lái)連接的,而不是像一般調(diào)制解調(diào)器作為數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)進(jìn)行連接。它們之間電平轉(zhuǎn)換由OC門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn),將AT89C52的TxD腳輸出的5V高電平轉(zhuǎn)換為T(mén)C35i腳TxDO的2.65V安全電平,而將TC35iRxDO輸出的高電平2.65V轉(zhuǎn)換為AT89C52RxD的5V電平。6數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)采集終端主要由水位傳感器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)及外圍電路、GSM模塊、電源等組成。將水位傳感器測(cè)量到的現(xiàn)場(chǎng)水位信息經(jīng)放大、A/D變換后,送入單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)完成數(shù)字濾波,數(shù)據(jù)處理后,通過(guò)GSM模塊發(fā)送到控制中心。同時(shí)單片機(jī)還要接收來(lái)自控制中心的實(shí)