GPRS遠(yuǎn)程無線溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

PAGEGＰＲS遠(yuǎn)程無線溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要Ⅰ摘要隨著通信事業(yè)的不斷進(jìn)展，移動(dòng)通信應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，移動(dòng)終端的設(shè)計(jì)也逐漸倍受關(guān)注。如今隨著無線網(wǎng)絡(luò)的掩蓋范圍的不斷擴(kuò)大和完善，基于遠(yuǎn)程的溫度采集掌握系統(tǒng)在各行各業(yè)中大量應(yīng)用。然而,處理分布在各處的數(shù)據(jù)傳輸問題始終是建立遠(yuǎn)程無線采集系統(tǒng)的難點(diǎn)。且現(xiàn)在世面上的遠(yuǎn)程掌握系統(tǒng)，系統(tǒng)繁瑣,費(fèi)用較高，影響了設(shè)備的性價(jià)比。就此現(xiàn)狀,我針對(duì)溫度監(jiān)測點(diǎn)分散,數(shù)據(jù)傳輸上進(jìn)行了深化討論，提出一套電路簡潔，功能完善的方案，為遠(yuǎn)程無線溫度采集供應(yīng)了嶄新方式.本系統(tǒng)主要由DＳ18Ｂ20單總線溫度傳感器、GＰＲＳ傳輸模塊ＥM31０和AT８9S5２微掌握器組成,具有無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的特征。通過使用GPＲS實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程溫度數(shù)據(jù)的采集、模擬對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備的掌握,實(shí)現(xiàn)了對(duì)遠(yuǎn)程溫度的實(shí)時(shí)采集，同時(shí)可通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備實(shí)現(xiàn)牢靠掌握?？杀憷麑?shí)現(xiàn)對(duì)各種現(xiàn)場溫度進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。具有適應(yīng)性強(qiáng)、傳輸速度快、牢靠性高、無局限性等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞ＧPＲS，無線，溫度，數(shù)據(jù)采集,系統(tǒng)攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）ABSTRACTⅡABSTRＡCTWitｈｔheｃoｎtinｕoｕｓdeveｌopmｅｎtoｆｃommunicatｉon，ｍｏｂileappｌicａt(yī)iondomａiｎｅxpandｓuncｅaｓingｌy;ｔｈemｏbｉleｔerminａｌdｅｓignisaｌsogｒadｕaｌlycoｎcerｎed。Nowdaｙｓ，astｈeｗirｅｌesｓnｅtwｏrkcoveragｅofexpandｉｎgａｎｄｐerfeｃting，bａｓeｄontｈｅｗirelｅｓｓｎeｔwoｒkofrｅmｏtecoｎtroｌｉniｎdusｔrialａpplicatｉonoｆagriｃｕlｔuraｌｉｎduｓtryetc.AｃcｏｒdingtotｈeｒｅcｅntGSＭ／ＧＰRSnｅｔｗorｋsｔeｃhnoloｇymaturｅｓ，ｔｈepaｐerｐｒｏposesadｅｓignGPRSwireleｓsrｅｍｏtetemｐeｒaturegaｔｈｅrｉngｓystem。Thiｓsysｔeｍｍaｉnlycomposedbｙtheｔemｐerａt(yī)ｕrｅsｅｎsorDS１8B20,GPRＳtrａnｓｍisｓｉoｎｍoｄulｅEM3１0ａndAT８９S52mｉｃrｏcｏntroｌler．Ｉthａsthｅchaｒａctｅｒistiｃｓofwirelesstransmisｓionnetworｋ．ＴhｒouｇhthｅｕseｏｆGPRSreｍoｔｅtｅmpeｒatｕredatacollectｉoｎ,thesimｕlａt(yī)ｉｏnofｔｈeremoｔecoｎｔrｏｌoftheｅquiｐmｅnt，rｅalizetｈｅrｅmｏteｒeal—timedataａｃquｉsitｉｏｎ，ａndｔheｔeｍperａt(yī)ｕreｃａnberealｉzeｄthroughａnｅtwｏｒｋｏfｒeｍｏteconｔrolｄevｉｃｅ。Iｔｃaｎｒealｉｚeｖariｏussiｔｅｆorconｖenienｔforreｍoｔemonｉtｏｒingａndmanａgｅmentoftｅｍperatuｒe。Ａtthesａｍｅｔiｍe,theａｄａptaｂiｌｉty，ｔransmｉssiｏnspeeｄ，hiｇhｒelｉaｂilitｙ,wiｔhouｔlimitation,etc。ＫeｙwｏｒdsGPRＳ，Wiｒelesｓ，Temｐeｒaｔｕｒｅ，Ｄａｔaacqｕisitｉｏn,Sysｔｅm攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄Ⅲ攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄目錄TOC＼o"1—3"＼h\ｚ\uHＹPＥRＬINK2單片機(jī)概述 PAGＥＲEF_Tｏｃ2637１32３3\ｈ4ＨＹＰERLINK\l＂_Toc２6３７1３234"2。1ＡＴ89S５2的主要性能 PAGEREF_Ｔｏc2６3７1３2３4\h4HYＰＥRＬINK\l＂_Toc2６３713235＂2．2AT89S５2的功能特性描述?PＡGEREF_Toc263713２35\h４HＹＰERLIＮK\ｌ"＿Ｔoc2６３7132３6”2。３AT89Ｓ5２的管腳排列及引腳功能?PAＧEREＦ_Tｏｃ26３713２36＼h4ＨＹPＥＲＬINＫ＼l”＿Ｔｏc263713２37"2.4ＡＴ８9S52的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖?PＡGEＲＥＦ_Toc2６３７13２３7\h7HYＰERLＩNK\l"_Ｔｏc2637１3238＂３ＧＰRS技術(shù) ＰAＧEＲEF＿Tｏｃ2６37132３8＼h９HＹPERＬINK\l”_Toc２６371３２39"3．1ＧＰＲS簡介?PＡGＥRＥＦ_Ｔoｃ２6３71３239\h9HYＰERＬＩNＫ＼l"_Tｏｃ２63７１324０＂3。2GPＲS分組交換通信技術(shù)?PAGＥRＥF_Toｃ2637１3240＼ｈ9ＨYPＥＲLINK＼l”_Ｔoｃ26３713２4１＂3．３GＰRS的特點(diǎn)?PAＧERＥF＿Toc2６37１３241\h９HYＰＥRLＩＮＫ\l”_Toc2６3713２42"３.3．１應(yīng)用上的特點(diǎn)?ＰAGＥREF_Toc２63713242\h9ＨYPERＬIＮK３．3.3GPRS與GSＭ比較中表現(xiàn)出的特點(diǎn)?ＰAGERＥＦ＿Toc２63713244\h１0HYＰＥＲLＩNK3.3。４ＧＰＲＳ服務(wù)特點(diǎn)對(duì)應(yīng)的范圍?PAGＥＲEF_Toc26３7１３2４5＼h10ＨYＰERＬＩＮK＼l"_Toｃ26３713246＂3。4ＧPＲS連接Intｅrneｔ的原理?PAGEREＦ＿Toc２６３71３246＼ｈ1１HYPEＲLＩNＫ\l"＿Ｔoc２6３７１3247”3.５ＧPRＳ的進(jìn)展及應(yīng)用?PAＧEREF_Ｔｏc263713247\ｈ１2ＨYPEＲLINK＼ｌ＂_Toc2637１32４8”3．５。1ＧＰRＳ的進(jìn)展 PAGＥREF_Toc2６37１3248\h12HYPERＬＩＮＫ\l＂_Tｏｃ２６３７1３2４9"3．5。2ＧPＲS的應(yīng)用?ＰＡGEREF＿Ｔoｃ２6３７1３249\ｈ1２HYＰERLＩＮK\l”_Toｃ26371３250"4ＥM３1０ＧＳＭ/GＰRＳ無線模塊介紹?PＡＧEＲEF_Ｔｏc２63７１325０\h14ＨＹＰEＲＬINK＼l"_Toc2６3７132５１＂４.1EM310模塊特性介紹?PAGERＥF_Toｃ2637１32５1\h１４ＨYPERLＩＮＫ4.3EM３1０GPRS模塊應(yīng)用框圖?ＰＡGEREＦ_Ｔoc2637132５5\ｈ17HYＰERLＩNK\ｌ＂＿Ｔｏc２6３713256”４.4EＭ31０GPＲＳ模塊的天線接口 ＰＡGEREＦ_Toc2６3７1３２５6＼ｈ１８HＹPERLＩＮK＼l"_Ｔoc26371３2５7”４．4．１天線接口ESD防護(hù) PAＧＥREF_Toc2637１３2５7\h18HYＰERＬＩNＫ\ｌ”_Toc2６3713258＂5溫度檢測?PAGERＥF_Ｔoc26３７1３258＼h２０HYＰＥRＬＩNＫ\l＂＿Toc２６３71３2５9＂5。１溫度檢測儀的分類?ＰＡGEＲEＦ_Ｔｏc263713259\h20ＨYPＥRLＩＮＫ＼ｌ”_Ｔoc2６3713２６0＂5。1。1利用物體熱脹冷縮原理制成的溫度計(jì)?PAGＥREF＿Toc263７13260\h２0HＹＰERLＩNK＼ｌ"_Ｔoｃ２6３7132６１”５。１.2利用熱電效應(yīng)技術(shù)制成的溫度檢測元件?ＰAGＥRＥＦ_Ｔoｃ2６3713２61\ｈ２0HYPERＬINK\l”_Ｔｏc26371326２”5。1．３正在討論的溫度檢測技術(shù)?PAGERＥＦ_Tｏｃ２6371３26２\h20ＨYPERLIＮK\l"_Toc26３71３263＂5．2DS18B20的概述 ＰAGＥＲＥF_Toc２6３713263＼h２１ＨYＰＥＲLINＫ＼l"_Toc２637１32６４”５。2.１ＤS１８Ｂ20一般說明及特點(diǎn)概述?PAGEREF＿Toc2６３７1３264\h21HＹＰERLINK\l”＿Ｔoｃ２６3713265"５．2.2ＤSl8B２0的外部管腳及特點(diǎn)?PAGＥＲEF＿Toｃ263７132６5＼ｈ22HYPＥRLIＮK５.２.４ＤS18Ｂ２0的內(nèi)存結(jié)構(gòu) ＰAＧEREF＿Toｃ26371３２67\h22ＨYPEＲLINK\ｌ＂_Ｔoｃ２63７1３268"5。3DS18Ｂ20的測溫功能?ＰAGＥRＥＦ_Tｏc2６3７１326８＼ｈ22HＹＰEＲLINK\ｌ"_Ｔoc263７１３２69＂5．3。1初始化?ＰＡGEREＦ_Toc2637１3269＼h23HYPＥRLＩNＫ\ｌ"_Ｔoc26３７１３270”5．３。2ROM操作品令?PAGEＲEＦ_Toc２６３７1３2７0\h２3HＹＰＥRLＩＮK\l”_Toｃ26３7１3２71”5.3。3存儲(chǔ)器操作命令?２６３7１327１＼h23ＨＹPEＲLＩNＫ＼l＂＿Toc2６3７１３272＂6系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)?ＰＡGEREF_Toc2６37１３２72\h2４HＹPＥＲLINK\l＂_Ｔoc26３７13273”6。1硬件系統(tǒng)組成?ＰAＧＥREＦ_Ｔｏc26３7１３273\h2４ＨYPERLINK\ｌ＂＿Toｃ263713274"６.2單片機(jī)掌握系統(tǒng) ＰAＧＥRＥF_Toｃ26３７１327４\h2５HYPＥRＬINK\l＂＿Toc２6371３27５＂６。3溫度檢測模塊?PＡGEREF_Ｔoc26３71３27５\h２５HYＰＥＲＬINＫ6.4GPRS模塊?PAGＥREＦ_Toc26371３276\h26HＹPERLINK＼l＂_Tｏｃ2637132７7＂６．4.1串口通訊協(xié)議?PAＧERＥF_Toｃ263713277\h２6ＨYＰＥRLINＫ＼l＂_Toc2６３7１3278”6.４．2EM31０ＧＰRS模塊與單片機(jī)的接口電路?PＡGEＲEF_Toc２637１３２78\h２6HYPＥRLINK\l”_Toｃ２６37１３27９”6.4.3EM310網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)接口?PＡGEREF＿Tｏc２63713279＼ｈ27HYPＥRLINK\l＂_Toｃ2６37１32８0＂6.4。４EＭ31０與單片機(jī)連接總電路?ＰAGEREF_Toc2６3７１3280\h２７HYPERＬINK\ｌ"＿Toｃ２6371328１”6。5SIM卡接口模塊 PAGEREF_Tｏｃ２637１３281＼ｈ２8HYPEＲLＩNK\l＂_Toc263７13282"６.６串口擴(kuò)展及連接模塊?PAGERＥＦ_Tｏc2637１３２8２＼h29HYPEＲLINＫ＼ｌ"_Ｔｏc26３71３２83”6.6．１串口擴(kuò)展電路?PAＧEREＦ＿Tｏc２63７13２8３\h29HYPEＲLINK6.６.2MAX2３2電路部分 ＰAＧEREF_Toc26３71328４\h30HＹPEＲＬＩNK\ｌ＂＿Ｔoc２63７1３２8５”6。7電源模塊?PＡＧEREF_Toc2６３７1３２85\h30ＨYPERＬＩNK\l"_Toc2637132８6"7系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)?PAGEREF_Ｔoｃ263７１３286＼h31HYPEＲLＩNK7。2軟件設(shè)計(jì)中涉及到的主要ＡT命令?ＰAGＥＲEF_Tｏc２６37１３2８８\h３3HYPERＬINＫ\l”＿Toc263７１32８9”７。3部分模塊程序代碼?PAＧＥRＥＦ＿Toc26３７１32８９\h３4ＨYＰERLINK＼l”_Ｔｏｃ２6３7１3290"7.３．1其程序主函數(shù)為:?PAGEＲＥF_Toc2６3713２９0\h34HYPＥRＬINＫ＼l＂＿Ｔｏc263７132９１"7．3。2ＡT命令反饋函數(shù)為：?ＰAGEＲEＦ_Ｔoc２6３7１3291＼ｈ3６ＨYPＥRＬＩNＫ\ｌ"_Toc2６371３292”7。4上位機(jī)程序及仿真界面 ＰAGEＲEF_Toc263713292\ｈ36HYＰEＲＬINＫ＼l”_Ｔｏc2６３7１3293＂７．4。1Labvieｗ簡介?PＡGＥRＥＦ_Toc２63713２93\ｈ3６HＹＰEＲLＩＮＫ\l”_Toｃ２６3713294＂7.4.２Ｌabviｅｗ軟件程序?ＰAGEＲＥF＿Toc263713２９４\h37HＹPERＬＩNK\l”_Toｃ26３71３295＂結(jié)論?ＰＡGＥＲEF_Ｔoｃ26３７１32９5\h3８ＨYPEＲLINＫ\ｌ＂_Ｔoc２6371329６"參考文獻(xiàn)?PAGEＲEF_Ｔoc26３7132９6\h39HYPERＬINK＼ｌ”_Ｔoc26371３２97＂附錄A：程序代碼?ＰAGEＲＥF_Toｃ2６３713２9７\h40HYPＥRLＩNＫ\ｌ"_Toc2６3７132９８"附錄Ｂ：硬件總體電路圖?PＡGEREF_Toc2637１３298\h47HYPERLINK\ｌ＂_Toc２6３7132９9＂附錄Ｃ：顯示界面?PAGERＥF＿Toc26３7132９9\h48ＨＹPERLＩNＫ＼l＂_Toc263７1330０"致謝?ＰＡGEREＦ_Toc26３７1330０\h4９攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1緒論-PAGE3-１緒論以往的溫度采集大多采納Ａ／D轉(zhuǎn)化處理,傳輸系統(tǒng)都是以有線的或近距離無線為主，一旦距離比較遠(yuǎn)或是地理?xiàng)l件比較偏僻、環(huán)境比較惡劣的地方將無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效采集和傳輸,這些模式也無法滿意飛快部署、靈敏監(jiān)控的現(xiàn)代監(jiān)控管理的要求。隨著數(shù)字溫度傳感器、數(shù)傳模塊和ＧPRS技術(shù)的日趨成熟,通訊網(wǎng)絡(luò)的日益完善，提出一種基于5l單片機(jī)、ＤＳI８Ｂ20單總線溫度傳感器、GＰＲＳ無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫度采集和傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，分析系統(tǒng)終端軟硬件的實(shí)現(xiàn),為遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)采集和傳輸供應(yīng)參考。1。1課題背景近年來隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，格外是冶金，化學(xué)工業(yè)的飛速進(jìn)展及原子能，火箭超導(dǎo)等新技術(shù)的進(jìn)展,對(duì)溫度計(jì)量提出了越來越高的要求，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家的計(jì)量機(jī)構(gòu)，有關(guān)企業(yè)都把測量溫度技術(shù)當(dāng)著重要的討論課題.溫度是工農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、科研、國防工業(yè)等部門極為重要的一個(gè)參數(shù)。溫度測量點(diǎn)一般占生產(chǎn)流程全部測量點(diǎn)的一半左右。故國外一些計(jì)量機(jī)構(gòu)會(huì)重視流程中一般情況下的測溫技術(shù)。目前測溫技術(shù)的進(jìn)展趨勢一方面是改進(jìn)探測元件的結(jié)構(gòu),另一方面是使二次儀表在的準(zhǔn)時(shí)完善化,格外是探測元件的微型化，改進(jìn)其動(dòng)態(tài)特性,提高二次儀表的靈敏度及牢靠性及測量值的數(shù)字化。GPＲＳ是通用分組無線業(yè)務(wù)(ＧenerａｌＰａｃｋetRadiｏServicｅ）的英文簡稱，是在現(xiàn)有的ＧSM系統(tǒng)上進(jìn)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。GＰRＳ與現(xiàn)有的ＧＳＭ語音系統(tǒng)最根本的區(qū)分是,GSM是一種電路交換系統(tǒng)，而GＰRS是一種分組交換系統(tǒng).因此，GPRS格外適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸,也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸.這一特點(diǎn)正適合大多數(shù)移動(dòng)互聯(lián)的應(yīng)用.SMS（ＳｈｏrtＭｅｓsagｅServiｃe)短信息服務(wù)是GSM（GlobalSystｅmfｏrＭobileCommunｉcation）系統(tǒng)中供應(yīng)的一種ＧSM終端(手機(jī))之間,通過服務(wù)中心（ＳerviceCenｔer)進(jìn)行文本信息收發(fā)的應(yīng)用服務(wù)，其中服務(wù)中心完成信息的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能。短信息服務(wù)作為ＧSＭ網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)，已得到越來越多的系統(tǒng)運(yùn)營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視,基于這種業(yè)務(wù)的各種應(yīng)用也蓬勃進(jìn)展起來。以GSM網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，可以開發(fā)出多種前景極其樂觀的各類應(yīng)用，如無線數(shù)據(jù)的雙向傳送、無線遠(yuǎn)程檢測和掌握等。典型的應(yīng)用有：變電站、電表、水塔、水庫或環(huán)保監(jiān)測點(diǎn)等監(jiān)測數(shù)據(jù)的無線傳輸和無線自動(dòng)警報(bào)；遠(yuǎn)程無線掌握高壓線路斷電器、加熱系統(tǒng)、防洪攔阻系統(tǒng)或其它機(jī)電系統(tǒng)的啟動(dòng)和關(guān)閉；車隊(duì)交通管理和掌握指揮系統(tǒng);掌握和監(jiān)測香煙、食品和飲料自動(dòng)售貨機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和存貨水公平。相對(duì)原來的GSM的撥號(hào)方式的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式,GＰRS的分組交換技術(shù)，具有“實(shí)時(shí)在線”、“按量計(jì)費(fèi)”、“快捷登錄”、“高速傳輸”、“自如切換”的優(yōu)點(diǎn).故本設(shè)計(jì)將使用ＧＰRS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備的采集和監(jiān)控。1.２國內(nèi)外討論現(xiàn)狀就ＧPRS／GSM的應(yīng)用而言，其實(shí)我們應(yīng)用最廣的是在我們離不開的手機(jī)上?，F(xiàn)在手機(jī)上網(wǎng)已經(jīng)再一般不過的事情了３G業(yè)務(wù)更是進(jìn)展的如火如荼。但僅僅在商業(yè)上的應(yīng)用是不能夠展現(xiàn)他的優(yōu)勢的。在工業(yè)上隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)展在ＧＰRS/ＧSＭ的技術(shù)牢靠性得到了不斷的提升.這為遠(yuǎn)程掌握的牢靠性供應(yīng)了保證.目前從ＧSM到ＧPＲS技術(shù)進(jìn)展最好的國外公司是西門子公司的產(chǎn)品。從最開頭的TＣ35i、ＭC３５i、ＭC39i到現(xiàn)在的ＭC3７i、MＣ5２i、MＣ5５技術(shù)和功能都不斷的得到提升。但就價(jià)格而言還是相對(duì)比較貴。此外國內(nèi)的華為公司的一些產(chǎn)品比如ＥM310模塊、EＭ７７0W模塊、EM200、GTM９00－Ｃ等銷量也比較的大.由于大多數(shù)的GPRS／GSM產(chǎn)品都支持AT標(biāo)準(zhǔn)指令，所以大多產(chǎn)品都可以很好的兼容。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)。因此,GＰＲS格外適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的數(shù)據(jù)傳輸。介于以上理由及系統(tǒng)的牢靠性，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)其掌握.1.３本課題討論意義采納有線溫度采集,不但在組建采集系統(tǒng)時(shí)布線比較麻煩，而且數(shù)據(jù)傳輸距離比較近,組建系統(tǒng)的成本相對(duì)較高。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),牢靠性高.所以無線溫度采集系統(tǒng)與有線溫度采集系統(tǒng)相比,具有很大的優(yōu)勢。由于目前基于ＧPRＳ/GＳＭ的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的掌握有很多是用在條件不便利的場所,比如說用于氣象監(jiān)測的偏遠(yuǎn)場所,用于遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)采集傳輸，所以需要對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的功耗進(jìn)行掌握。通過對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的討論,我將在電子產(chǎn)品的功耗掌握上和ＧＰＲS技術(shù)有所學(xué)習(xí)。同時(shí)在程序的系統(tǒng)學(xué)習(xí)上有更深刻的理解。同時(shí)由于本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)場所為工廠應(yīng)用故采納了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議ＭＯDBUＳ。對(duì)工業(yè)組態(tài)掌握過程有了比較深刻的學(xué)習(xí)。在本設(shè)計(jì)的完成過程中我不僅僅為以后的此類設(shè)計(jì)打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)更是在過程中學(xué)習(xí)到了不少的相關(guān)知識(shí)。１．4系統(tǒng)組成本設(shè)計(jì)的整個(gè)系統(tǒng)通過數(shù)字溫度傳感器采集工作現(xiàn)場溫度,將數(shù)字信號(hào)傳給單片機(jī),并由ＬEＤ現(xiàn)場顯示溫度，單片機(jī)將處理過的數(shù)據(jù)信息通過GＰRＳ模塊操作,連接到ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò),將數(shù)據(jù)由ＧPRS網(wǎng)絡(luò)上傳到Iｎtｅｒｎｅｔ網(wǎng)絡(luò)，在服務(wù)器端由Ｌａbｖｉｅｗ編寫的上位機(jī)程序通過使用Ｒｕn—TiｍｅEｎgiｎe控件來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,顯示。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。并具有超溫報(bào)警功能。其系統(tǒng)框圖如圖1．1所示。圖１。１系統(tǒng)組成框圖攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2單片機(jī)概述-PAGE49-2單片機(jī)概述AＴ8９Ｓ52作為一般5１單片機(jī)已與廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品中,其接口簡潔,便利使用，且功能強(qiáng)大，因此本系統(tǒng)采納AＴ８９S52單片機(jī)作為主掌握芯片。2。1AT89S5２的主要性能①8Ｋ字節(jié)在系統(tǒng)可編程Fｌash存儲(chǔ)器②1000次擦寫周期③三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器④32個(gè)可編程Ｉ/Ｏ口線⑤三個(gè)１６位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器⑥八個(gè)中斷源⑦全雙工UART串行通道⑧掉電后中斷可喚醒⑨看門狗定時(shí)器⑩雙數(shù)據(jù)指針，掉電標(biāo)識(shí)符2．2AT89Ｓ５２的功能特性描述AＴ89S５2是一種低功耗、高性能ＣMOS8位微掌握器,具有8Ｋ在系統(tǒng)可編程Ｆｌａｓh存儲(chǔ)器。使用Ａtｍel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)８0C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flａsh允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程,亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈活的8位ＣＰU和在系統(tǒng)可編程Fｌaｓｈ,使得AT89S５２為眾多嵌入式掌握應(yīng)用系統(tǒng)供應(yīng)高靈敏、超有效的解決方案。AＴ89S５2具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：８k字節(jié)Ｆｌash，2５6字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，２個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,一個(gè)6向量２級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振準(zhǔn)時(shí)鐘電路。另外，ＡT8９Ｓ５2可降至0Hz靜態(tài)規(guī)律操作,支持２種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下,ＣPU停止工作,允許RＡM、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、串口、中斷連續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下,ＲAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié),單片機(jī)一切工作停止,直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止.2．3ＡT89S５２的管腳排列及引腳功能①ＶCＣ:供電電壓②GND：接地③Ｐ０口:P０口是一個(gè)8位漏極開路的雙向Ｉ/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)８個(gè)ＴTＬ規(guī)律電平。對(duì)P0端口寫“1"時(shí),引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，Ｐ0口也被作為低8位地址／數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，Ｐ0具有內(nèi)部上拉電阻。在fｌasｈ編程時(shí)，P０口也用來接收指令字節(jié);在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。④P１口:P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL規(guī)律電平。對(duì)P1端口寫“1"時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高,此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí),被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的緣由，將輸出電流(ＩIL)。此外,P1.０和P１.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（Ｐ1．0/Ｔ2)和時(shí)器／計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入(P1.１／T2EＸ），簡略如表2.1所示。在flａsｈ編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。表2.１P１口特殊功能表引腳號(hào)其次功能Ｐ1.0T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Ｔ2的外部計(jì)數(shù)輸入)，時(shí)鐘輸出P1．1T2ＥＸ（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Ｔ2的捕獲/重載觸發(fā)信號(hào)和方向掌握)P１.5ＭＯSI（在系統(tǒng)編程用）P1.６MＩSO(在系統(tǒng)編程用)P1。７SCK（在系統(tǒng)編程用)⑤P2口：P２口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口,Ｐ2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL規(guī)律電平。對(duì)P2端口寫“１"時(shí),內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的緣由，將輸出電流(ＩIL).在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，Ｐ２口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中,Ｐ2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送１.在使用8位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，Ｐ２口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在fｌａsh編程和校驗(yàn)時(shí),P2口也接收高８位地址字節(jié)和一些掌握信號(hào)。⑥P3口：P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/Ｏ口,ｐ２輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)４個(gè)ＴＴL規(guī)律電平。對(duì)P3端口寫“1”時(shí),內(nèi)部上拉電阻把端口拉高,此時(shí)可以作為輸入口使用.作為輸入使用時(shí),被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的緣由，將輸出電流（IIL).P3口亦作為ＡT８9S5２特殊功能（其次功能）使用，如下表所示。在ｆｌasｈ編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些掌握信號(hào)。P3口也可作為ＡＴ89S5２的一些特殊功能口，如表2.2所示.表２．2P3口特殊功能表引腳號(hào)其次功能P3。0ＲXＤ(串行輸入口)Ｐ3．1ＴＸD(串行輸出口）P3.２（外部中斷0）P3.3(外部中斷１)P３．４Ｔ0(記時(shí)器０外部輸入）P３．5Ｔ１(記時(shí)器1外部輸入)Ｐ3。６(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）Ｐ3.7(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）Ｐ３口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些掌握信號(hào)。⑦RST：復(fù)位輸入。晶振工作時(shí),RST腳持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位.看門狗計(jì)時(shí)完成后,ＲST腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平.特殊寄存器AUXR（地址8EH)的DＩSRTO位可以使此功能無效。ＤISRTO默認(rèn)狀態(tài)下,復(fù)位高電平有效。⑧：地址鎖存掌握信號(hào)(AＬＥ)是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí),鎖存低８位地址的輸出脈沖。在ｆlaｓh編程時(shí)，此引腳（ＰROG)也用作編程輸入脈沖。在一般情況下,ＡLE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖,也可作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用.然而，格外強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ＡＬＥ脈沖將會(huì)跳過。如果需要,通過將地址為８EＨ的SFＲ的第0位置“1”,ALE操作將無效。這一位置“１"，ALE僅在執(zhí)行MＯVX或ＭＯVＣ指令時(shí)有效。否則，AＬＥ將被微弱拉高。這個(gè)ALE使能標(biāo)志位(地址為8EＨ的ＳFR的第0位)的設(shè)置對(duì)微掌握器處于外部執(zhí)行模式下無效。⑨：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)(ＰＳEＮ)是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào).當(dāng)AT8９Ｓ５2從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí),PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次,而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),ＰSＥＮ將不被激活。⑩:訪問外部程序存儲(chǔ)器掌握信號(hào)。為使能從0０0０H到FＦFＦＨ的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令,ＥA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，ＥA應(yīng)該接VCC.在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。?XTAＬ1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。?XTAL２:振蕩器反相放大器的輸出端。簡略引腳功能圖如圖2．1所示。圖2.1AT89Ｓ52的引腳功能圖2。4AＴ89S５2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖①AT8９S5２單片機(jī)由運(yùn)算器和掌握器組成的微處理器、片內(nèi)存儲(chǔ)器RAM/ROＭ、Ｐ０—P3組成的Ｉ／O端口以及各種存儲(chǔ)器組成的特殊功能寄存器ＳFR和串行接口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、振蕩器構(gòu)成.如圖2.2所示。圖2。2AT８9Ｓ５2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖②本系統(tǒng)設(shè)計(jì)所涉及到的AT89S5２最小系統(tǒng),僅有芯片，晶振,和復(fù)位鍵組成。外接5V的電源電路。如圖２。３所示。圖２.389S52最小應(yīng)用系統(tǒng)攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3GPRS技術(shù)3GPRS技術(shù)３。１GPＲＳ簡介ＧPＲＳ是分組無線服務(wù)技術(shù)(ＧeｎeralＰａｃketRａｄiｏＳｅrｖice）的簡稱，它是GSM移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù).GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是封包交換數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),它能夠充分利用現(xiàn)有的GSM網(wǎng),可以使運(yùn)營商在全國范圍內(nèi)推出此項(xiàng)業(yè)務(wù)。采納信道捆綁（目前GＰRS的設(shè)計(jì)可以在一個(gè)載頻或8個(gè)信道中實(shí)現(xiàn)捆綁）和增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率實(shí)現(xiàn)高速接入,理論上可供應(yīng)高達(dá)ll5kｂｐs的空中接口傳輸速率，下一代ＧPＲＳ業(yè)務(wù)的速度可以達(dá)到８4kｂpｓ。若干移動(dòng)用戶能夠同時(shí)共享一個(gè)無線信道，一個(gè)移動(dòng)用戶也可以使用多個(gè)無線信道。實(shí)際上發(fā)送或接收數(shù)據(jù)包的用戶僅占很小一部分網(wǎng)絡(luò)資源，并且網(wǎng)絡(luò)容量只有在實(shí)際傳輸時(shí)才被占用。為了實(shí)現(xiàn)GPRＳ,需要在現(xiàn)有的GＳM網(wǎng)絡(luò)中引入3種新的規(guī)律網(wǎng)絡(luò)實(shí)體：服務(wù)GPＲＳ支持節(jié)點(diǎn)（SGＳN）、網(wǎng)關(guān)GＰRS支持節(jié)點(diǎn)（ＧGSN)和分組掌握單元（PCＵ）。ＧＳM是一種電路交換系統(tǒng)，而GPRS是一種分組交換系統(tǒng).因此,GＰRS格外適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。所以我們選擇使用ＧPRS業(yè)務(wù)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫度傳輸。3。2GＰRS分組交換通信技術(shù)GPRS突破了ＧSM網(wǎng)只能供應(yīng)電路交換的思維方式,只通過增加相應(yīng)的功能實(shí)體和對(duì)現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進(jìn)行部分改造來實(shí)現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對(duì)來說并不大,但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當(dāng)可觀。而且，由于不再需要現(xiàn)行無線應(yīng)用所需要的中介轉(zhuǎn)換器，所以連接及傳輸都會(huì)更便利容易。如此，使用者既可聯(lián)機(jī)上網(wǎng)，參加視訊會(huì)議等互動(dòng)傳播，而且在同一個(gè)視訊網(wǎng)絡(luò)上（VＲN)的使用者,甚至可以無需通過撥號(hào)上網(wǎng)，而持續(xù)與網(wǎng)絡(luò)連接。ＧＰＲS分組交換的通信方式在分組交換的通信方式中,數(shù)據(jù)被分成肯定長度的包(分組）,每個(gè)包的前面有一個(gè)分組頭(其中的地址標(biāo)志指明該分組發(fā)往何處）。數(shù)據(jù)傳送之前并不需要預(yù)先安排信道，建立連接。而是在每一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí),依據(jù)數(shù)據(jù)包頭中的信息(如目的地址），臨時(shí)尋找一個(gè)可用的信道資源將該數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送出去.在這種傳送方式中,數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收方同信道之間沒有固定的占用關(guān)系,信道資源可以看作是由全部的用戶共享使用。３.3GPＲS的特點(diǎn)3。3.1應(yīng)用上的特點(diǎn)目前，用手機(jī)上網(wǎng)還顯得有些不盡人意。因此,全面的解決方法GPＲＳ也就這樣應(yīng)運(yùn)而生了，這項(xiàng)全新技術(shù)可以令您在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都能快速便利地實(shí)現(xiàn)連接，同時(shí)費(fèi)用又很合理。簡潔地說：速度上去了,內(nèi)容豐富了，應(yīng)用增加了，而費(fèi)用卻更加合理。①高速數(shù)據(jù)傳輸速度10倍于GSM，更可滿意您的抱負(fù)需求，還可以穩(wěn)定地傳送大容量的高質(zhì)量音頻與視頻文件，可謂不一般的巨大進(jìn)步.②永久在線由于建立新的連接幾乎無需任何時(shí)間（即無需為每次數(shù)據(jù)的訪問建立呼叫連接)，因此您可隨時(shí)都與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系.舉個(gè)例子，若無GPRS的支持,當(dāng)您正在網(wǎng)上漫游，而此時(shí)恰有電話接入,大部分情況下您不得不斷線后接通來電，通話完畢后重新?lián)芴?hào)上網(wǎng)。這對(duì)大多數(shù)人來說,的確是件格外令人惱火的事.而有了GPＲＳ，您就能輕而易舉地解決這個(gè)沖突。③僅依據(jù)數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)GPRS用戶的計(jì)費(fèi)以通信的數(shù)據(jù)量為主要依據(jù)，體現(xiàn)了“得到多少、支付多少"的原則。GＰRS用戶的連接時(shí)間可能長達(dá)數(shù)小時(shí)，卻只需支付相對(duì)低廉的連接費(fèi)用。④GPRS采納分組交換技術(shù)，它可以讓多個(gè)用戶共享某些固定的信道資源.如果把空中接口上的TDＭＡ幀的8個(gè)時(shí)隙都用來傳送數(shù)據(jù)，那么數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)164ｋb/８.GSＭ空中接口的信道資源既可以被話音占用,也可以被GＰRＳ數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占用.當(dāng)然在信道充足的條件下，可以把一些信道定義為GＰRＳ專用信道。要實(shí)現(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)，需要在傳統(tǒng)的GＳＭ網(wǎng)絡(luò)中引入新的網(wǎng)絡(luò)接口和通信協(xié)議。目前GＰRS網(wǎng)絡(luò)引入GＳN（GPRＳSuｐｐortiｎgNoｄe）節(jié)點(diǎn)。移動(dòng)臺(tái)則必須是GPRＳ移動(dòng)臺(tái)或GＰRS/ＧSM雙模移動(dòng)臺(tái)。3.3.２技術(shù)上的特點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)分組發(fā)送和接收,按流量計(jì)費(fèi);５6—１1５Kbpｓ的傳輸速度。3。3．3GＰRS與GSM比較中表現(xiàn)出的特點(diǎn)相對(duì)于ＧSM的9.6kｂpｓ的訪問速度而言，GＰＲS擁有171.2ｋbpｓ的訪問速度；在連接建立時(shí)間方面，GＳＭ需要１0－30秒，而GＰＲＳ只需要極短的時(shí)間就可以訪問到相關(guān)懇求；而對(duì)于費(fèi)用而言，GSM是按連接時(shí)間計(jì)費(fèi)的,而ＧＰＲS只需要依據(jù)數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi);GPRＳ對(duì)于網(wǎng)絡(luò)資源的利用率而相對(duì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于GSＭ.3。3。4GPRS服務(wù)特點(diǎn)對(duì)應(yīng)的范圍①移動(dòng)辦公②移動(dòng)商務(wù)③移動(dòng)信息服務(wù)④移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)⑤多媒體業(yè)務(wù)3.4GPRＳ連接Intｅrｎeｔ的原理GPRS技術(shù)將通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的方向進(jìn)展。GＰRS基站與ＳGSN設(shè)備之間的連接一般通過幀中繼連接,GGSＮ與SGSN設(shè)備之間通過ＩP網(wǎng)絡(luò)連接。GGSN是GPRS網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)和路由器。ＧGSN可以把ＧＳＭ網(wǎng)中的ＧＰRＳ分組數(shù)據(jù)包進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠(yuǎn)端的INTＥＲNEＴ或X。25網(wǎng)絡(luò)。GGＳN可以由具有網(wǎng)絡(luò)地址翻譯功能的路由器擔(dān)當(dāng)內(nèi)部IＰ地址與外部網(wǎng)絡(luò)IP地址的轉(zhuǎn)換。用戶可以訪問ＧPＲS內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)，也可以通過ＡＰN訪問外部的ＩNＴEＲNEＴ.如果用戶的IＰ地址是運(yùn)營商安排的公有地址，則ＧGSN不參加用戶的論證和鑒權(quán)過程。用戶可以通過GGSＮ透明地接入到GPRS內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，這種方式稱為透明方式.非透明方式主要是用戶通過GPＲS網(wǎng)絡(luò)接入到企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或IＳP的情形。用戶ＭＳ的IP地址是由企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或IＳＰ安排的私有地址，用戶訪問該企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或ISP時(shí),ＧＧSＮ需要企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或ISP中的專用服務(wù)器對(duì)該用戶進(jìn)行鑒權(quán)或論證。在標(biāo)識(shí)GPRS設(shè)備中，如手機(jī)MS的標(biāo)識(shí)除了在GSＭ中使用IMSＩ,MＳIＳＤＮ等號(hào)碼外，還需要安排IP地址。網(wǎng)元設(shè)備SＧSN，GGSN的標(biāo)識(shí)既有7號(hào)信令地址,又有數(shù)據(jù)ＧＧSＮ的IP地址，網(wǎng)元設(shè)備之間的通信采納IＰ地址,而網(wǎng)元設(shè)備與MSＣ、HLＲ等實(shí)體的通信采納信令地址.在ＧＰRS系統(tǒng)中，有一個(gè)重要的數(shù)據(jù)庫記錄信息，即用戶PＤP上下文(分組數(shù)據(jù)協(xié)議上下文),用于管理從手機(jī)ＭＳ到網(wǎng)關(guān)GGＳＮ及到ISＰ之間的數(shù)據(jù)路由信息。當(dāng)MS訪問GPRS內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或外部IＮTEＲINT網(wǎng)絡(luò)時(shí)，MS提出ＰDＰ上下文懇求消息，ＭS可以與運(yùn)營商簽約選擇固定服務(wù)的GＧSN?；蛴蒘ＧSN選擇服務(wù)的GGSN,ＳGSN再向GGSN發(fā)建立ＰDP上下文懇求消息.ＧＧSN安排ＭＳ一個(gè)ＩP地址。在成功地建立和激活ＰDP上下文后,MＳ,ＳＧSＮ和GGSＮ都存儲(chǔ)了用戶的ＰDP上下文信息。有了用戶的位置信息和數(shù)據(jù)的路由信息，MS就可以訪問該網(wǎng)絡(luò)的資源。用戶通過GＰRS網(wǎng)絡(luò)接入到互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)或IＳＰ時(shí)，需要對(duì)用戶的身份、服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行鑒權(quán)和數(shù)據(jù)加密等過程，用戶ＭＳ的動(dòng)態(tài)ＩＰ地址的安排可以分別由運(yùn)營商、企業(yè)網(wǎng)或ISP等實(shí)現(xiàn)，因此GPＲＳ用戶的接入方式有透明接入和非透明接入兩種方式。本設(shè)計(jì)方案采納非透明方式接入,訪問ＧPRS內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的便攜接收設(shè)備。3．5GPRS的進(jìn)展及應(yīng)用3.5.1GＰRS的進(jìn)展依據(jù)歐洲ETＳＩ的GSM第２+階段的建議，ＧPＲS分為兩個(gè)進(jìn)展階段(即Pｈaｓe1和Phaｓe２）。GPＲＳ的Phasｅl階段將能支持下列功能和業(yè)務(wù)：①TCP／IＰ和X。２５業(yè)務(wù)②全新的GPRＳ空中接口加密技術(shù)③GPRS附加業(yè)務(wù)④增強(qiáng)型的短信業(yè)務(wù)（E－SMS）GＰRS分組數(shù)據(jù)計(jì)費(fèi)功能，即依據(jù)數(shù)據(jù)量而實(shí)行計(jì)費(fèi)上述功能業(yè)務(wù)中最顯著的是TCP/IＰ和X。２5功能。GＳＭ網(wǎng)絡(luò)可以通過TＣP/IP和X．25為用戶供應(yīng)電子郵件、WＷＷ掃瞄、專用數(shù)據(jù)、LＡN接入等業(yè)務(wù)。GPＲSPhase2階段的規(guī)范尚在制訂之中,它將能供應(yīng)更多的新功能和新業(yè)務(wù)。３．5。２GPＲS的應(yīng)用①ＧＰRＳ中的WAP應(yīng)用GＰRS與ＷAP組合是當(dāng)前令“手機(jī)上網(wǎng)”邁上新臺(tái)階的最佳實(shí)施方案:GPRS是強(qiáng)大的底層傳輸,WＡＰ則作為高層應(yīng)用,如果把WAＰ比作疾馳的車輛,那么GPRS就是寬闊暢通的高速公路，任您在無線的信息世界中任意馳騁。②設(shè)備上的應(yīng)用ＧPRS可以在除蜂窩電話之外的多種設(shè)備中得以實(shí)現(xiàn)，包括膝上型電腦的PCMCＩA調(diào)制解調(diào)器、個(gè)人數(shù)字助理的擴(kuò)展模塊和手提式電腦。當(dāng)前流行的手提式E-mａiｌ設(shè)備Blackｂeｒｒy（黑莓）的制造商ＲｅｓearchinＭotion(ＲＩＭ)于一個(gè)稱為ＭiｃrｏｃｅllTeｌecommｕnicaｔｉｏns的GＳM供應(yīng)商合作,討論如何將GPRS用于其他無線系統(tǒng)消息的傳送。③ＧPＲS業(yè)務(wù)應(yīng)用自從首次實(shí)現(xiàn)文本信息傳輸以來，無線數(shù)據(jù)應(yīng)用已經(jīng)歷了飛躍式的增長，單是看看歐美知名廠商大肆宣揚(yáng)通用分組無線業(yè)務(wù)(ＧPRS）的勁頭，似乎也能讓人感到下一代移動(dòng)數(shù)據(jù)應(yīng)用時(shí)代的行將來臨。將在９9年底或是2000年初開啟的通用分組無線業(yè)務(wù)GPＲＳ，作為邁向第三代個(gè)人多媒體業(yè)務(wù)的重要里程碑,將使移動(dòng)通信與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)合二為一,使ＩＰ業(yè)務(wù)得以引入寬闊的移動(dòng)市場.盡管目前移動(dòng)數(shù)據(jù)的使用相對(duì)較少,但在某些市場中，不同的用戶群卻正在快速進(jìn)展，其推動(dòng)力氣主要是在移動(dòng)領(lǐng)域中采納數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的商業(yè)市場。不論是愛立信、諾基亞還是阿爾卡特，幾乎全部宣揚(yáng)GPＲS的廠商都以商業(yè)用戶市場的快速成長來游說運(yùn)營商.GSＭ系統(tǒng)的分組移動(dòng)數(shù)據(jù)通信(即ＧＰRS)是基本分組無線業(yè)務(wù),采納分組交換的方式,數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)164kb/s、它可以給GSＭ用戶供應(yīng)移動(dòng)環(huán)境下的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，還可以供應(yīng)收發(fā)Emaｉ1、Iｎｔernet掃瞄等功能。④GPＲS功能對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用GPＲS是一種新的GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它可以給移動(dòng)用戶供應(yīng)無線分組數(shù)據(jù)接入服務(wù).GＰＲS主要是在移動(dòng)用戶和遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(如支持TCＰ/IＰ、X。2５等網(wǎng)絡(luò)）之間供應(yīng)一種連接，從而給移動(dòng)用戶供應(yīng)高速無線ＩP和無線X．2５業(yè)務(wù)。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4EM310模塊介紹4ＥM31０ＧSM／GＰＲS無線模塊介紹4。1EＭ３10模塊特性介紹EＭ310是深圳華為技術(shù)有限公司開發(fā)的一款GSM/GPRＳ無線通訊模塊。如圖4.１所示。圖4。1EM310GPRS模塊實(shí)物圖４.１.1ＥM310模塊基本特性參數(shù)其基本特性參數(shù)如表4．1、4．２、4．3、4。4、4．5、4。6所示。表4.1模塊頻段等性能參數(shù)表參數(shù)描述工作頻段EＧSM900/ＧSＭ１8０0雙頻最大放射功率EGSM900Cｌaｓs4(2W）GSM1８00Clａsｓ1(1Ｗ)接收靈敏度<-10６dＢｍ表4.2ＥＭ3１0GSM模塊工作及存儲(chǔ)溫度表參數(shù)最小值最大值單位正常工作溫度-20７0℃擴(kuò)展工作溫度－３0７５℃存儲(chǔ)溫度－４0９0℃表4．３EＭ3１０GSＭ模塊極限應(yīng)用條件表參數(shù)最小值最大值單位ＶＢAT（模塊主電源輸入電壓）-0.36ＶVＤD－RTC（實(shí)時(shí)時(shí)鐘備用電源輸入電壓)—0。36VVBUＳ（USＢ電源測試點(diǎn)）－0.３6VEM310GPＲS模塊的極限應(yīng)用條件如表４。3所示，超過這些條件使用將照成EM３１0模塊的永久性損壞。表4。４ＥM３10模塊輸入電源要求參數(shù)最小值典型值最大值單位ＶBAＴ３．４3.84．7V表４。5模塊工作電流特性表工作模式最大值單位關(guān)機(jī)模式４0ｕA待機(jī)模式＠DRＸ=２３．５mＡ＠ＤRX＝52.5mA@DRX＝92。0mA通話模式（最大值)２40mAGＰＲ模式（最大值)４０0mA表４.6模塊其它設(shè)計(jì)相關(guān)特性表特性描述協(xié)議支持GＳＭ／ＧPRSPｈase２/2+GPRＳGPRSClaｓｓ１0編碼方式CＳ1，CＳ2,ＣＳ3，ＣS4最大下行傳輸速率:85．6kｂps最大上行傳輸速率：4２.８kｂps支持ＰＢＣCH內(nèi)嵌TCP/IＰ協(xié)議;支持多連接,供應(yīng)ＡＣK應(yīng)答，供應(yīng)大容量緩存電路域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支持CＳD數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，最高速率可達(dá)1４．4Kbｉt/s支持USＳD4．１．2EＳD特性ＥM310模塊在使用時(shí)需要注意對(duì)ＥSD（靜電放電）進(jìn)行防護(hù)，依據(jù)ＥN6１00０—4—２標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)對(duì)ＥM３10模塊EＳD性能進(jìn)行了測試，測試結(jié)果見表4。7所示：表4.7ＥSD性能表空氣放電±8kＶ接觸放電±４kV４。2EM310GＰRＳ模塊功能的概述其端口功能如表4.8所示.表4。8ＥM3１0GPＲS模塊信號(hào)連接器接口功能表管腳號(hào)信號(hào)名稱Ｉ/O功能備注1ＳIM－CLKＯSＩM卡時(shí)鐘2ＳIM-VＣCPSIM卡電源最大輸出電流1５Ma3SIM-IOI／OSIM卡數(shù)據(jù)４ＳＩＭ-RＳＴO(shè)SIM卡復(fù)位5ＮC此管腳必須懸空6ＳIM－GＮDＰＳIＭ卡地此腳直接與卡座的ＧNＤ相連。7NC此管腳必須懸空8GNDＰ地9UＳＢ_D—Ｉ/ＯＵSB數(shù)據(jù)線D—10USB＿D+I/OUSＢ數(shù)據(jù)線Ｄ+１１VBＵＳPＵSＢ電源1２ＮC此管腳必須懸空13LPGO網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示燈簡略設(shè)計(jì)參見ＬＰＧ管腳電路14ＮC此管腳必須懸空1５／RXＤOＵART口，對(duì)應(yīng)DＴE的ＲXD口16ＮC此管腳必須懸空1７/TＸDIUART口,對(duì)應(yīng)ＤTE的TXＤ口１8ＶＤＤ－ＲTＣP實(shí)時(shí)時(shí)鐘（ＲＴＣ）備用電源輸入接鈕扣電池或大電容１9ＮC此管腳必須懸空2０ＮＣ此管腳必須懸空２１～25ＧND—地2６ＶＢＡＴP電源３。４V～4。７V，當(dāng)模塊以最大功率放射時(shí),電源供電電流將達(dá)到瞬時(shí)1。6A左右,ＶBAT電壓將會(huì)有跌落，但必須保證供電電壓最小值不能低于3.４V.２７VBAＴP２8VBATP29VＢAＴP30ＶBAＴＰ3１ＶDD—IＯPI/O口電源管腳VDD－IO在使用時(shí)需要注意:VDD-IO輸入電壓Ｕ與／ＤTR、/RTS、／TＸD外加串聯(lián)電阻R的關(guān)系計(jì)算公式：R=3.5＊U－１１。3Ｋ如:VＤD-IO輸入電壓為3V,R＝０歐姆；輸入電壓為5V，R＝6.２K32/RIＮＧOUARＴ口，對(duì)應(yīng)DTE的RINＧ口33/DSROUART口，對(duì)應(yīng)DＴE的DSR口3４／ＲTSIUART口,對(duì)應(yīng)DTE的ＲＴS口３５/ＤＴRIUＡRT口,對(duì)應(yīng)DTE的ＤTR口3６NC此管腳必須懸空37/CTSOＵART口，對(duì)應(yīng)DTＥ的CTS口３8NC此管腳必須懸空３９／DＣDOＵARＴ口,對(duì)應(yīng)DTＥ的DＣD口40／ＲSTＩ復(fù)位管腳低電平有效,建議此管腳在靠近50ＰINＢ２B連接器處并聯(lián)１０0nF的電容到GＮD，用于ESD防護(hù)41TERM＿OＮI開關(guān)機(jī)管腳４2ＧNDＰ地４3MＩＣ2AI其次路MＩC單端輸入44MＩCBIＡSＰ其次路MIＣ的偏置電壓4５ＭＩC1—ＰAI第一路音頻輸入正端差分輸入４6MIＣ１-NＡＩ第一路音頻輸入負(fù)端47SPK-ＮAO其次路音頻輸出負(fù)端差分輸出４8SPK—ＰAＯ其次路音頻輸出正端49EＡR－PAＯ第一路音頻輸出正端差分輸出５0EAＲ－NＡO第一路音頻輸出負(fù)端4.3EM31０GＰRＳ模塊應(yīng)用框圖EM310ＧPRS模塊使用50—ＰIＮ連接器接口方式，外圍設(shè)備供應(yīng)應(yīng)用接口信號(hào)為：①ＵＡRT接口②SＩM卡接口③音頻接口④電源接口⑤UＳＢ總線接口⑥網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示接口其模塊應(yīng)用框圖如圖4．2所示。圖4。２EM3１0GPＲＳ模塊應(yīng)用框圖EM31０模塊供應(yīng)一路串行接口,支持８線串行總線接口或4線串行總線接口或２線串行接口。EM31０GSＭ模塊通過ＵＡＲT接口與外界進(jìn)行串行通信,和AT指令的輸入。ＵＡＲT支持可編程的數(shù)據(jù)寬度、可編程的數(shù)據(jù)停止位、可編程的奇／偶校驗(yàn)或者沒有校驗(yàn)，該UAＲT口最高支持11５．2kbiｔ/ｓ的波特率最低支持3０0bｉt/ｓ的波特率,默認(rèn)支持9600ｂｉｔ／ｓ的速率,支持波特率掉電保存.在本系統(tǒng)中有單片機(jī)向EM310GPRS模塊通訊，為使其簡便采納模塊的UARＴ接口發(fā)送數(shù)據(jù)。EＭ310模塊可以通過使用２線制串口ＭAX3232芯片與標(biāo)準(zhǔn)RS—２32—C的接口連接.模塊的/RXD通過MAX323２芯片轉(zhuǎn)換后接ＤTE設(shè)備的RＸＤ管腳；DTＥ設(shè)備的ＴXD通過ＭAＸ３232芯片轉(zhuǎn)換后接模塊的/TＸD管腳。其連接示意圖如圖4.3所示。圖4.３EM31０模塊串口與單片機(jī)連接示意圖４。４EM３10GPＲS模塊的天線接口EＭ3１0GPＲＳ模塊天線采納ＲF連接器連接方式，天線使用5０ohm特征阻抗的線纜和天線.4。4.1天線接口ESD防護(hù)ＥM３10模塊天線接口對(duì)EＳD敏感，如果防護(hù)不好，可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部射頻器件永久性損壞，所以本設(shè)計(jì)的EＳＤ防護(hù)電路如圖4．４所示。圖4．4天線接口的EDS防護(hù)電路攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5溫度檢測5溫度檢測５．１溫度檢測儀的分類隨著國內(nèi)外工業(yè)的日益進(jìn)展，溫度檢測技術(shù)也不斷地進(jìn)步，目前的溫度檢測使用的溫度計(jì)種類繁多、應(yīng)用范圍也較廣泛，大致包括以下幾種方法。5．１。１利用物體熱脹冷縮原理制成的溫度計(jì)利用此原理制成的溫度計(jì)大致分成三大類：①玻璃溫度計(jì):它是利用玻璃感溫包內(nèi)的測溫物質(zhì)(水銀、酒精、甲苯、煤油等)受熱膨脹、遇冷收縮的原理進(jìn)行溫度測量的;②雙金屬溫度計(jì)：它是采納膨脹系數(shù)不同的兩種金屬堅(jiān)固粘合在一起制成的雙金屬片作為感溫元件，當(dāng)溫度變化時(shí)，一端固定的雙金屬片，由于兩種金屬膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生彎曲,自由端的位移通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)指針指示出相應(yīng)溫度；③壓力式溫度計(jì)：它是由感溫物質(zhì)（氮?dú)?、水銀、二甲苯、甲苯、甘油和低沸點(diǎn)液體如氯甲烷、氯乙烷等)隨溫度變化,壓力發(fā)生相應(yīng)變化,用彈簧管壓力表測出它的壓力值,經(jīng)換算得出被測物質(zhì)的溫度值.5.１.2利用熱電效應(yīng)技術(shù)制成的溫度檢測元件利用此技術(shù)制成的溫度檢測元件主要是熱電偶。熱電偶進(jìn)展較早,比較成熟，至今仍為應(yīng)用最廣泛的檢測元件.熱電偶具有結(jié)構(gòu)簡潔、制作便利、測量范圍寬、精度高、熱慣性小等特點(diǎn)。常用的熱電偶有以下幾種:①鎳鉻-鎳硅,型號(hào)為WRN，分度號(hào)為Ｋ,測溫范圍0~９0０oC。②鎳鉻-康銅，型號(hào)為WRK，分度號(hào)為Ｆ,測溫范圍０~600oC.③鉑鍺—鉑,型號(hào)為WRＰ,分度號(hào)為S，在１3０0oC以下的溫度可長期使用。④鉑－鉑,型號(hào)為Ｗ7７，分度號(hào)為Ｂ，測溫范圍３００～1600oＣ。5.1。３正在討論的溫度檢測技術(shù)近年來，在溫度檢測技術(shù)領(lǐng)域，多種新的檢測原理與技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，己取得了重大進(jìn)展.新一代溫度檢測元件正在不斷消滅和完善化.①晶體管溫度檢測元件半導(dǎo)體溫度檢測元件是具有代表性的溫度檢測元件。半導(dǎo)體的電阻溫度系數(shù)比金屬大12個(gè)數(shù)量級(jí)，二級(jí)管和三極管的PN結(jié)電壓、電容對(duì)溫度靈敏度很高?；谏鲜鰷y溫原理已研制了各種溫度檢測元件。②集成電路溫度檢測元件利用硅晶體管基極一放射極間電壓與溫度關(guān)系（即半導(dǎo)體PN結(jié)的溫度特性)進(jìn)行溫度檢測，并把測溫、激勵(lì)、信號(hào)處理電路和放大電路集成一體，封裝于小型管殼內(nèi),即構(gòu)成了集成電路溫度檢測元件.③核磁共振溫度檢測器所謂核磁共振現(xiàn)象是指具有核自旋的物質(zhì)置于靜磁場中時(shí)，當(dāng)與靜磁場垂直方向加以電磁波，會(huì)發(fā)生對(duì)某頻率電磁的汲取現(xiàn)象。利用共振汲取頻率隨溫度上升而削減的原理研制成的溫度檢測器，稱為核磁共振溫度檢測器。這種檢測器精度極高,可以測量出千分之一開爾文,而且輸出的頻率信號(hào)適于數(shù)字化運(yùn)算處理故是一種性能十分良好的溫度檢測器。在常溫下,可作抱負(fù)的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)之用。④熱噪聲溫度檢測器其優(yōu)點(diǎn)在于１）輸出噪聲電壓大小與溫度是比例關(guān)系；2）不受壓力影響;3)感溫元件的阻值幾乎不影響測量精確度；所以它可以直接讀出肯定溫度值而不受材料和環(huán)境條件限制的溫度檢測器.5．２ＤS1８Ｂ2０的概述DS１8B2０溫度芯片是一種集成芯片，能夠有效的減小外界的干擾，提高測量的精度,簡化電路的結(jié)構(gòu)。使用集成芯片，已經(jīng)漸漸的成為設(shè)計(jì)電路的一種趨勢。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用溫度芯片DＳ１8Ｂ2０，也正是順應(yīng)了這一趨勢。５.2.１DＳ1８B2０一般說明及特點(diǎn)概述ＤS1８B２０是ＤＡLLＡS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，其測溫分辨率可達(dá)0．06２５oC，其供應(yīng)９位溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。信息經(jīng)過單線接口送入DＳ１820或從DS182０送出.因此從中央處理器到DS1820僅需連接一條線(和地），讀寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身供應(yīng)而不需要外部電源.由于每一個(gè)ＤＳ1８2０有唯一的系列號(hào)，因此多個(gè)ＤS1820可以存在于同一條單線總線上，這樣占用微處理器的端口較少,可節(jié)省大量的引線和規(guī)律電路.這就允許在很多不同的地方放置溫度靈敏器件.此特性的應(yīng)用范圍包括ＨVＡC環(huán)境掌握、建筑物設(shè)備或機(jī)械內(nèi)的溫度檢測，以及過程監(jiān)視和掌握中的溫度檢測。DS18B２0支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為－55～+１２5oC，在—1０~＋85oC范圍內(nèi),精度為±0.５oC?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸,大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性.適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量。溫度芯片ＤS18B20轉(zhuǎn)換速度快,轉(zhuǎn)換精度高,與微處理器的接口簡潔,給硬件設(shè)計(jì)工作帶來了極大的便利,能有效地降低成本,縮短開發(fā)周期。在本檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采納外部電源供電測溫的工作方式，其中電阻Ｒ是上拉電阻，使得單線總線的空閑狀態(tài)是高電平。5．2.2DＳl８B2０的外部管腳及特點(diǎn)SHAPE\*MEＲＧEFＯRMＡＴDS１8B2０有三個(gè)管腳。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。VＤD為電源接口，既可由數(shù)據(jù)線供應(yīng)電源，又可由外部供應(yīng)電源,范圍３.０V～５.5V.本文使用外部電源供電。引腳排列如圖5。１所示。圖5.1ＤS18B20引腳排列圖５。2。3ＤＳ１8B２0的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ＤＳ1８Ｂ20主要由４部分組成:６4位光刻R０M、溫度傳感器、非易失性的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和ＴL、配置寄存器。Ｒ0M中的6４位序列號(hào)是出廠前被光刻好的,他可以看作是該DSＩSB20的地址序列碼，每個(gè)DSＩ8B20的64位序列號(hào)均不相同。凹凸溫報(bào)警觸發(fā)器TH和TL，配置寄存器均由一個(gè)字節(jié)的Ｅ２PＲOM組成,使用一個(gè)存儲(chǔ)器功能命令可對(duì)ＴH，TL或配置寄存器寫入。配置寄存器中R1，R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)。表5.1ＤS１8Ｂ2０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93。7５ｍsＲ1R０＝‘01’１0位精度18７.5msＲ1R０＝‘10’1１位精度375ｍｓR1R0＝‘11’12位精度７5０ms注:未編程時(shí)默認(rèn)為1２位精度.本系統(tǒng)采納的也是1２位的精度。5.２．4DS1８B20的內(nèi)存結(jié)構(gòu)DS18Ｂ20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAＭ(便簽式的內(nèi)部存儲(chǔ)器)和一個(gè)非易失性的可電擦除的EＥＰＲOＭ,后者存放高溫和低溫觸發(fā)器TＨ，ＴL和結(jié)構(gòu)寄存器。便簽存儲(chǔ)器包含了９個(gè)連續(xù)字節(jié)(０~８)，前兩個(gè)字節(jié)是測得的溫度信息,字節(jié)０的內(nèi)容是溫度的低8位,字節(jié)1是溫度的高8位,字節(jié)２是TH(溫度上限報(bào)警)，字節(jié)3是TL（溫度下限報(bào)警)，字節(jié)4是配置寄存器，用于確定輸出分辨率９到12位.第5、６、７個(gè)字節(jié)是預(yù)留寄存器,用于內(nèi)部計(jì)算.字節(jié)8是冗余檢驗(yàn)字節(jié)，校驗(yàn)前面全部8個(gè)字節(jié)的ＣＲC碼，可用來保證通信正確。5.3DＳ１８B2０的測溫功能當(dāng)DＳI８B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開頭啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以1６位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的０，1字節(jié)。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù),讀取時(shí)低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625oC/LＳB形式表示.經(jīng)過單線接口訪問DSl820的協(xié)議處理挨次,如圖５.2所示。圖５。2處理挨次圖5.3.1初始化單總線上的全部處理均從初始化開頭.初始化序列包括總線主機(jī)發(fā)出一復(fù)位脈沖，接著由從屬器件送出存在脈沖。5。３．2ＲOM操作品令總線主機(jī)檢測到ＤSｌ８20的存在便可以發(fā)出RＯＭ操作命令之一。這些命令如表5．2所示。表５．2ROM操作命令表指令代碼ＲeaｄRＯM(讀ROM)[3３Ｈ］MatｃｈRＯM（匹配ROM）[55H］ＳkｉｐROＭ（跳過ROＭ][CCＨ］ＳeａrchＲOM（搜尋RＯM)［F0H]Ａlaｒｍｓearcｈ（告警搜尋）[ECH］5。3.3存儲(chǔ)器操作命令表5.３存儲(chǔ)器操作命令代碼指令代碼寫暫存存儲(chǔ)器［4EH]讀暫存存儲(chǔ)器［ＢEH］復(fù)制暫存存儲(chǔ)器［48H］溫度變換[4４H］重新調(diào)出[Ｂ8Ｈ]讀電源[B4Ｈ］攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)６HYPERLINK”file://／C：＼＼Ｄocumｅｎtｓ%2０ａｎｄ%20Ｓettings＼\Admiｎistratｏr\\桌面\\2０0８02268864７４\\２008０22688６４７4．doｃ＂＼l”＿Ｔｏc137３657８９＃_Toｃ１373657８9”系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)６.1硬件系統(tǒng)組成本系統(tǒng)硬件主要有數(shù)字溫度傳感器、單片機(jī)、ＧＰRS模塊、SIＭ卡及卡座、電源等組成。其硬件組成框圖如圖6.1所示。圖６。1硬件系統(tǒng)組成框圖系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上可以分為以下三層:最底層為溫度信息獵取、處理與放射子系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)）。DＳ18Ｂ20傳感器從現(xiàn)場采集溫度信息，對(duì)獵取的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和加工處理,并且依據(jù)監(jiān)控平臺(tái)的要求上傳網(wǎng)絡(luò);其次層為信息相互傳遞（移動(dòng)通信網(wǎng)GSM/GPＲＳ),利用移動(dòng)通信網(wǎng)的大范圍掩蓋性與傳輸牢靠性，實(shí)現(xiàn)掌握溫度數(shù)據(jù)的傳輸；第三層為信息接收與反饋(監(jiān)控中心或移動(dòng)臺(tái)如PDA、手機(jī)），監(jiān)控中心或移動(dòng)臺(tái)接收到溫度信息后發(fā)出掌握命令,進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋,從而完成系統(tǒng)的監(jiān)控。數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)依據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)的要求將數(shù)據(jù)上傳匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)中樞處理,然后將數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)接收反饋平臺(tái)。系統(tǒng)主要以GSM／ＧPRS網(wǎng)作為通信子系統(tǒng)，再通過IＮTERＮEＴ網(wǎng)絡(luò)或ＧPＲＳ模塊直接將數(shù)據(jù)傳到用戶接受處。工作人員可以很便利的將系統(tǒng)安裝到GSＭ／GPＲS網(wǎng)絡(luò)掩蓋的地區(qū)。系統(tǒng)層次圖如圖6．2所示。圖６.2基于GＰRS遠(yuǎn)程溫度采集網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)層次圖6。2單片機(jī)掌握系統(tǒng)本硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)所用到的單片機(jī)最小系統(tǒng),主要由AＴ8９S52芯片構(gòu)成。單片機(jī)在電路中充當(dāng)中央處理器的作用，用以產(chǎn)生各個(gè)部分所需的掌握指令。將掌握程序預(yù)先載入單片機(jī)內(nèi),單片機(jī)通過調(diào)用相應(yīng)的掌握指令,送到相應(yīng)電路,讓整個(gè)系統(tǒng)得以正確運(yùn)轉(zhuǎn).最小系統(tǒng)電路圖如圖6．3所示。圖６．3單片機(jī)最小系統(tǒng)組成圖6。３溫度檢測模塊本硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的溫度檢測部分，基于通信便利,電路簡潔,測量精準(zhǔn)等多方面因素，傳感器選用DALLAS公司的數(shù)字溫度傳感器DS1８Ｂ20作為系統(tǒng)的溫度檢測主芯片.它與MＣU（AT８9S５２)的接法電路如圖6．４所示。圖6。4ＤＳ18B20連接電路圖溫度顯示部分,主要由數(shù)碼管，MC7４HＣ57３鎖存器等組成。其中,MC74HC573是八進(jìn)制三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器，其為高電平鎖存。即當(dāng)鎖存使能端為高時(shí),輸出同步；當(dāng)鎖存使能變低時(shí)，符合建立時(shí)間和保持時(shí)間的數(shù)據(jù)會(huì)被鎖存。溫度顯示的電路圖如圖6．5所示。(連線用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽代替。）圖6。5LＥＤ溫度顯示電路圖6.４GPＲS模塊6.4。１串口通訊協(xié)議EM3１０GPRＳ模塊與外圍設(shè)備所應(yīng)用接口有UＡRT接口、SIＭ卡接口、音頻接口、電源接口、USＢ總線接口、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示接口，本作品采納的是ＥM3１0與單片機(jī)通訊,便于簡便考慮單片機(jī)的通訊接口，我們選取了UAＲT與EM310接口。EＭ3１０模塊通過UAＲＴ接口與外界進(jìn)行串行通信,和ＡT指令的輸入。該ＵATR口最高支持115。2Kbit/s的波特率,最低支持3００bit/ｓ的波特率,默認(rèn)支持9６０0bｉｔ/s的速率,支持波特率掉電保存。UART所選用的串口通訊協(xié)議如表6.1所示.表6．1ＵＡＲＴ串口通訊協(xié)議表通訊端口ＣＯＭ1波特率96００ｂiｔ／s數(shù)據(jù)位8停止位1奇偶校驗(yàn)ＮONＥ６.４.２EＭ3１0GＰRS模塊與單片機(jī)的接口電路ＥＭ3１0模塊供應(yīng)一路串行接口，其支持8線或4線串行總線接口或２線串行接口。如下圖６．6、6。7、6．８所示。本硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)采納8線串行接口電路。圖6．6UＡＲＴ8線串行總線接口電路圖６．7ＵAＲＴ4線串行總線接口電路圖６。8UART2線串行總線接口電路６.4。３ＥM3１０網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)接口EM３１０模塊供應(yīng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)接口（LPG），LPＧ管腳輸出脈沖信號(hào)管腳用于掌握LＥＤ燈,作為指示網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。通過狀態(tài)指示燈閃爍的模式不同，表示不同的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài).如表６.2所示．表６．２LPG管腳狀態(tài)指示表工作或網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)LPG管腳輸出狀態(tài)模塊啟動(dòng)輸出高電平深度睡眠持續(xù)低電平無SIM卡，未輸入PIＮ碼，或正在搜尋網(wǎng)絡(luò)周期1s，高電平輸出0．１ｓ已注冊到網(wǎng)絡(luò)，IDLE狀態(tài)周期３s，高電平輸出0。1ｓＧPRＳ數(shù)據(jù)傳輸中周期0。125s,高電平輸出0.1s呼叫中持續(xù)高電平LPG管腳不能直接驅(qū)動(dòng)LＥD，需要協(xié)作三極管使用，其電路連接圖如圖６。9所示。表6．9LＰＧ管腳狀態(tài)指示表6。4．４ＥＭ３１0與單片機(jī)連接總電路圖６．１0ＥM310與單片機(jī)接口及外圍電路圖6．５ＳIM卡接口模塊EＭ310模塊基帶處理器集成了符合ＩSO7816—３標(biāo)準(zhǔn)的SIM卡接口,為外部ＳIM卡座供應(yīng)SIM卡接口信號(hào).EM３１0模塊支持并能夠自動(dòng)檢測3.0Ｖ和1.８VＳＩＭ卡，SＩＭ卡接口定義如表6．3所示。表6.3SIＭ卡接口定義表信號(hào)名描述SIM—CLKSIM卡時(shí)鐘SIM—ＶCCSIM卡電源SＩM—IOＳIM卡數(shù)據(jù)SIM－ＲSTSIM卡復(fù)位ＳIM—GNDＳIM卡地ＥＭ3１0與ＳIM卡座連接電路如圖6.１1所示。圖6。11SＩM卡座連接電路６.6串口擴(kuò)展及連接模塊6.6．１串口擴(kuò)展電路本系統(tǒng)硬件上,需要單片機(jī)具有兩串口。一個(gè)用于與EM３10連接通信，另一個(gè)用于連接ＰC機(jī),但選用的單片機(jī)只具備一個(gè)串口.所以,要選用一種串口擴(kuò)展芯片作一擴(kuò)二的串口擴(kuò)展電路。ＧＭ8１23為一擴(kuò)三的通用異步串口擴(kuò)展芯片，并能通過外部掌握串口擴(kuò)展模式：單通道工作模式和多通道工作模式,即可以指定一個(gè)子串口和母串口以相同的波特率單一的工作，也可以讓全部子串口在母串口波特率基礎(chǔ)上分頻同時(shí)工作.該芯片工作在多通道模式下時(shí),子串口能主動(dòng)響應(yīng)從機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù),并有母串口發(fā)送給主機(jī),同時(shí)返回子串口地址，該模式使每個(gè)從機(jī)的發(fā)送要求都能被準(zhǔn)時(shí)地響應(yīng),即使全部從機(jī)同時(shí)發(fā)送要求，數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失，基本實(shí)現(xiàn)了主控單元和外設(shè)通訊的實(shí)時(shí)性.該芯片母串口和子串口的工作波特率可由軟件調(diào)節(jié)，而不需要修改外部電路和晶振頻率。該芯片的外部掌握少，應(yīng)用靈敏，編程使用簡潔.其一擴(kuò)二串口擴(kuò)展電路如圖6。12所示。圖6.12串口擴(kuò)展連接電路６.6．2MAX232電路部分圖6．１3為MＡX232接口電路圖.在從ＰＣ機(jī)下載程序到單片機(jī)上時(shí)要用到該電路。圖6.13ＭAＸ23２接口電路圖6。7電源模塊由于GPＲＳ模塊在通訊是模塊的瞬間電流可以達(dá)到2A,所以需要牢靠的電源支持。同時(shí)由于ＧPＲＳ的用電不是橫流，而是脈沖式的需要,尤其是在模塊啟動(dòng)的瞬間大電流需要會(huì)使電源瞬間有一個(gè)很大的壓降。過大的壓降會(huì)導(dǎo)致模塊重啟而不能進(jìn)入工作模式。所以在設(shè)計(jì)中不但要有牢靠的電源供電,同時(shí)還要在模塊電源端盡可能近的地方連接一個(gè)大的電容.電源模塊電路圖如圖6。１4所示.圖6.14電源模塊電路圖2２０V的溝通電經(jīng)過變壓器后輸出18V的溝通電。而后經(jīng)過ＬM7805Z轉(zhuǎn)換出5Ｖ電壓給MＡX232供電、經(jīng)過LM31７轉(zhuǎn)換出3.8V的電壓供單片機(jī)部分用電、最重要的GPRＳ供電由ＬM２５76-ＡDJ轉(zhuǎn)換出3．8Ｖ的電壓供應(yīng).攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7系統(tǒng)軟件方案設(shè)計(jì)7系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件部分時(shí),首先要先明確軟件程序所要實(shí)現(xiàn)的功能，然后確定方案，執(zhí)行命令的挨次及所達(dá)到的效果.本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主流程圖如圖7.１所示.圖７。1系統(tǒng)軟件流程圖７.１GPＲS應(yīng)用系統(tǒng)中的協(xié)議轉(zhuǎn)換協(xié)議轉(zhuǎn)化模塊的任務(wù)主要是,將用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為TCP/ＩP協(xié)議的數(shù)據(jù)包,從而能夠通過ＧＰRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)出。其中在系統(tǒng)初始化過程中，首先使ＧPＲS模塊撥號(hào)上網(wǎng)。當(dāng)ＧＰRS模塊已經(jīng)附在Inｔerｎet時(shí),也獲得了一個(gè)動(dòng)態(tài)的IＰ地址,數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程也就開頭了。在GPRＳ網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸就是ＩP數(shù)據(jù)報(bào)通信過程,模塊向網(wǎng)關(guān)發(fā)送的ＰＰP報(bào)文都會(huì)傳送到Ｉｎｔｅrｎeｔ網(wǎng)中相應(yīng)的地址;而從Ｉｎteｒnｅt傳過來的應(yīng)答幀也同樣會(huì)依據(jù)IP地址傳到GPRS模塊.從而實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)和Inteｒｎet網(wǎng)絡(luò)通過ＧＰRＳ模塊的透明傳送.從外部來的數(shù)據(jù)經(jīng)歷三個(gè)過程：裝入TＣＰ包、裝入IＰ包、裝入PＰＰ幀。經(jīng)歷這三個(gè)過程后就成為了符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)包，能夠在網(wǎng)絡(luò)中傳送了。數(shù)據(jù)傳輸過程可分為以下幾個(gè)過程，如圖7.2所示。圖7．2GPRS通信程序結(jié)構(gòu)圖實(shí)現(xiàn)此數(shù)據(jù)傳輸過程的軟件部分代碼為：ｖｏidIＰＩｎｉｔ（ＴＣPDａt(yī)aＴCPＯｐtioｎ)｛//TCP包裝入IＰ包IＰOpｔiｏｎ.ｄaｔa＝TCPＯption;IＰＯpｔｉon。１ocaladdr=Ｓyｓsoｃｋ．１ocaｌaddr；ＩPＯpｔioｎ.ｒeｍoｔeadｄr=Ｓyｓsoｃｋ．reｍoteipaddr;}voidPPＰInit(TCＰDataTCPOpｔiｏｎ）{PPPOpｔｉoｎ。fｌａg=0x73;ＰPPＯｐtｉon。ｐrotocol=0ｘ0０2１PPPＯptiｏn．ａdｄreｓｓ=０ＸｆｆＰＰPOpｔion．conｔｒol=ｏx０3;PPPOptｉoｎ。datａ=IPOｐtion；｝7。2軟件設(shè)計(jì)中涉及到的主要AT命令A(yù)Ｔ命令及返回狀態(tài)狀態(tài)說明ＡT%TSIM％ＴSＩM１測試ＳIM卡是否存在１表示卡在位，０表示未讀到卡AＴ+CＳＱ+CＳＱ:２7，９9OK檢查當(dāng)?shù)氐木W(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度，3１最大，該命令空閑時(shí)，循/環(huán)發(fā)送，了解網(wǎng)絡(luò)信號(hào)狀態(tài)ＡT＋ＣRＥG=1OＫ啟用網(wǎng)絡(luò)注冊非懇求結(jié)果碼ＡT＋COPＳ?＋COＰＳ：０，０,＂ＣHＩＮAMOBILEＯＫ網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商注冊查詢已注冊上中國移動(dòng)AＴ+CGATＴ?+CＧAＴＴ：1OＫ查詢GPＲS附著狀態(tài)ＧPＲＳ已附著AT+ＣＯPS?+COＰＳ:0,0，＂CHINAMOＢILEOK查詢是否有網(wǎng)絡(luò)AT＋CGREG?＋CGREG：1，1查詢GPRＳ網(wǎng)絡(luò)注冊狀態(tài)AT+CSQ?＋CSＱ：３1，99OK查詢信號(hào)強(qiáng)度建議做網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，信號(hào)值在15以上AＴ％ＩOMODE＝1，1,０第一個(gè)參數(shù)=1模塊對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這個(gè)時(shí)候用戶也要對(duì)輸入和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換。其次個(gè)參數(shù)=1當(dāng)前使用單鏈接AＴ命令；第三個(gè)參數(shù)＝０使用接收緩存ＡＴ＋ＣＧDCONT=1，“IP”,“CＭNET”O(jiān)K注冊移動(dòng)的CMNET網(wǎng)關(guān)AT%ETＣＰIＰ＝“ｕser”，“ｇprs”ＯK注冊用戶名密碼,并等安排IP收到ｏk后表示安排IP完成,這個(gè)時(shí)間依據(jù)網(wǎng)絡(luò)有所不同，建議等待時(shí)間可以設(shè)定為10ｓ，注冊過程中做其它ＡT操作會(huì)注冊不到IＰＡＴ％ＥＴCＰＩP?％ＥＴＣPＩP：1，”1０．6０.126.１＂,，"２１1。13６。１12。５０"，"21１.１３６。20．2０３＂ＯＫ查詢GPRS初始化是否成功ＡＴ％ＩＰOPEN=”TCP”,＂61。１４4．176。175”，３００0CＯＮNEＣT設(shè)置接收服務(wù)器的協(xié)議類型,ＩＰ,和端口號(hào)連接成功AＴ％IPＳEND="31323334354142"％ＩＰSＥNＤ:15ＯK%ＩＰＤAＴA：1,１，7發(fā)送數(shù)據(jù)1２３4５ＡB收到數(shù)據(jù)AＴ％IPDＲ％IＰDR：1,1，7，"３1３２33３4354１42"ＯＫ讀取數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)為１２３45ABAT%IＰCLOSE=1％IPＣＬOSE：１O(jiān)Ｋ關(guān)閉一條TＣP鏈接,最長需要等待１５秒鐘左右才會(huì)有ＯK返回。AT%ＩPCLOSE=5OK退出TCＰ/IP功能，模塊從ＧＰＲS網(wǎng)絡(luò)注銷.7。3部分模塊程序代碼7．3。1其程序主函數(shù)為:＊*＊＊*＊*＊＊＊*＊***＊＊＊＊*****＊＊＊**＊＊*voiｄmain（ｖoiｄ){ CLＩ(）;Pｏrｔ＿Ｉnit()；Ｕｓarｔ_Init(）； tｉmｅr1_ｉnｉt(）;?ｔimer3＿ｉnit（);?EＴIMSK=0x04;//eｘtｅｎdedtｉmerinｔerｒuptsｏuｒces ／/watｃhｄog＿iniｔ();?SEI（)；?Lcm＿ｃlear（)；／/清除顯示??Ｗriｔe_Sｔｒinｇ（0，0，”GPRS初始化．．.。。。"，0）；?Delaｙ_ms（１00０);/／Ｕｓａｒt＿PutString（"ＡT+ＣIPCＬOSE\ｒ＂）;／/軟關(guān)機(jī)Ｄelａｙ＿mｓ(１000);／/Ｕsarｔ＿PutSｔｒｉｎg（＂ＡＴ＋CＩＰSHＵT\r”)；//軟關(guān)機(jī)?do｛?Ｃｏｎｎｅcｔ_ｔo_ip（)； ?}while（Conｎeｃｔｅd_fｌａg==０);//直到連接到網(wǎng)絡(luò)?Cｌeａr_Ｒxbuf