基于gsm技术的多点温度巡回检测系统毕业论文(编辑修改稿)

基于gsm技术的多点温度巡回检测系统毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

个字节。 单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，数据格式如表 1所示。 对应的温度计算：当符号位 S=0 时，直接将二进制位转换为十进制；当 S=1 时，先将补码变为原码，再计算十进制值。 表 ?2 是对应的一部分温度值。 第九个字节是冗余检验字节。 表 27 DS18B20 暂存寄存器分布 寄存器内容 字节地址 温度值低位 (LS Byte) 0 温度值高位 (MS Byte) 1 高温限值 (TH) 2 低温限值 (LH) 3 配置寄存器 4 保留 5 基于 GSM 技术的多点温度巡回检测系统 13 保留 6 保留 7 CRC 校验值 8 DS18B20 工作原理 DS18B20 的读写时序和测温原理与 DS1820 相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由 2s 减为 750ms。 DS18B20 测温原理如图 26所示。 图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器 1。 高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器 2 的脉冲输入。 计数器 1 和温度寄存器被预置在－ 55℃所对应的一个基数值。 计数器 1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1 的预置值减到 0 时，温度寄存器的值将加 1，计数器 1 的预置将重新被装入，计数器 1 重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器 2计数到 0 时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为 所测温度。 图 26中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器 1 的预置值。 图 26 DS18B20 测温原理图 DS18B20 复位、读、写时序 由于 DS18B20 是在一根 I/O 线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。 DS18B20 有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。 该低温度系数晶 振 预置 预置 =0 计数器 1 温度寄存器 =0 计数器 2 高温度系数晶 振 比较 斜率累加器 LSB 置位 /清除 加 1 停止 基于 GSM 技术的多点温度巡回检测系统 14 协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。 所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。 而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写 时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。 数据和命令的传输都是低位在先。 i. DS18B20 的复位时序 图 27 DS18B20 复位时序图 ii. DS18B20 的读时序 对于 DS18B20 的读时序分为读 0 时序和读 1 时序两个过程。 对于 DS18B20 的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在 15 秒之内就得释放单总线，以让 DS18B20 把数据传输到单总线上。 DS18B20 在完成一个读时序过程，至少需要 60us 才能完成。 基于 GSM 技术的多点温度巡回检测系统 15 图 28 DS18B20 写时序图 iii. DS18B20 的写时序 对于 DS18B20 的写时序仍然分为写 0时序和写 1 时序两个过程。 对于 DS18B20 写 0时序和写 1时序的要求不同，当要写 0时序时，单总线要被拉低至少 60us，保证 DS18B20 能够在 15us 到 45us 之间能够正确地采样 IO 总线上的 “0” 电平，当要写 1时序时，单总线被拉低之后，在 15us 之内就得释放单总线。 图 29 DS18B20 读时序图 串口通信电路设计 STC12C5410AD 有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和 GMS 模块 之间可以方便地进行串口通讯。 进行串行通讯时要满足一定的条 件， GSM 模块采用 的串口是RS232 电平的，而单片机的串口是 TTL 电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，本设计 采用了专用芯片 MAX232 进行转换，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单可靠。 具体电路如 图 210所示 ： 基于 GSM 技术的多点温度巡回检测系统 16 C 1 +1V+2C 1 3C 2 +4C 2 5V6T 2 O U T7R 2 I N8R 2 O U T9T 2 I N10T 1 I N11R 1 O U T12R 1 I N13T 1 O U T14GND15V C C16U4M A X 2 3 2C 1 81 0 5C 1 71 0 5C 1 61 0 5C 1 91 0 5V C CV C CC 2 01 0 5V C CT 1 O U T 2R 1 I N 2T 1 O U T 2R 1 I N 2R X DT X D162738495J7单片机 D B 9 图 210 MAX232 电平转换电路图 我们采用了三线制连接串口，也就是说 单片机 和 GSM 模块 的 9针串口只连接其中的 3根线：第 5脚的 GND、第 2 脚的 RXD、第 3 脚的 TXD。 这是最简单的连接方法，但是对 本设计 来说已经足够使用了，电路如 上 图所示。 通信线采用交叉接法， 即两者信号线对应成为 R— T， T— R。 具体连接电路如 图 211 所示 : T 1 O U T 2R 1 IN 2162738495J7单片机 D B 9162738495J8G M S D B 9T 1 O U T 2R 1 IN 2 图 211 串口线连接示意图 GSM 模块 TC35i短信猫 特征 TC35T/TC35iT 是西门子公司的一个便捷的即插即用解决方案。 其 技术特点 如下 ： 1 双频 GSM 外置调制解调器 2 EGSM900/1800Mhz 或 EGSM900/1900MHz 3支持电压范围： 8V30V、低功耗 4 短信息服务功能 基于 GSM 技术的多点温度巡回检测系统 17 文字及 PDU 点对点（ MT/MO） 小区广播 5 接口 标准 RS232 接口 用 AT 命令做遥控（ 及 ） 串连波特率由 300 至 115,200 bits/s 自动波特率（ 300 至 38,400 bits/s） 6 SMA 天线接口 7 滑入式 SIM 卡存储器 GSM 的 SMS 短消息服务是 GSM 系统提供给用户的一种数字业务。 它与话音传输及传真一样同为 GSM 数字蜂窝移动通信网络提供的主要电信业务。 SMS 的收发占用的是 GSM 网络的信令信道，不会占用普通话音信道，而且它是双向通信，具有一定的交互能力；SMS 具有较高的可靠性，短消息发送端的用户可 知道短消息是否已经到达接收端。 由于短消息依靠了 SMSC 短消息服务中心的存储和转发机制，当接收端用户关机或不在服务区内时， SMSC 会暂时保存该短消息；如果接收端用户在规定时间（通常为 24小时）内重新处于工作状态， SMSC 会立刻发送短消息给接收端用户，当发送成功时会返回发送端用户 1 个确认信号。 SMS 充分利用了 GSM 网络的直放站覆盖广的特点和全程全网的优势，具有极佳的移动性，使得任何一个申请了短消息服务的 GSM 无线终端用户在全网范围内获得服务。 每个短消息的信息量限制 140 个 8 位组（ 7 比特编码） 140 个英文字节或 70个中文字符。 如果超过此长度，则要分多次发送。 一共有三种方式来发送和接收 SMS 信息： Block Mode, Text Mode 和 PDU Mode。 Text Mode 是纯文本方式，可使用不同的字符集，从技术上说也可用于发送中文短消息，但国内手机基本上不支持，主要用于欧美地区。 PDU Mode 被所有手机支持，可以使用任何字符集，这也是中国境内手机默认的编码方式。 PDU 串表面上是一串 ASCII 码，由‘ 0’ ‘ 9’、 ‘ A’ ‘ F’这些数字和字母组成。 它们是 8 位字节的十六进制数，或者 BCD 码 十进制数。 PDU 串不仅包含可显示的消息本身，还包含很多其它信息，如 SMS 服务中心号码、目标号码、回复号码、编码方式和服务时间等。 发送和接收的 PDU 串，结构是不完全相同的。 ① 发送： SMSC 号码为＋ 8613800531500（济南），对方为 15064098602，短信内容为“ 温度 ”，其 Pdu 串可以为： 08 91 683108501305F0 11 00 0D 91 68 3108985258F0 基于 GSM 技术的多点温度巡回检测系统 18 00 08 00 04 6E295EA6 具体分析如表： 表 28 DS18B20 暂存寄存器分布 分段 含义 说 明 08 SMSC 地址信息的长度 共 8 个八位字节 （包括 91） 91 SMSC 地址格式 (ON/NPI) 用国际格式号码 （在前面加‘＋’） 683108501305F0 SMSC 地址 8613800531500 补 ’ F’ 凑成偶数个 11 基本参数（ TPMTI/VFP） 发送， TPVP 用相对格式 00 消息基准值（ TPMR） 0 0D 目标地址数字个数 共 13 个十进制数 （不包括 91 和 ’ F’ ） 91 目标地址格式（ TON/NPI） 用国际格式号码 （在前面加‘＋’） 685160048906F2 目标地址 (TP/DA) 8615064098602, 补 ’ F’ 凑成偶数个 00 协议标识 (TPPID) 是普通 GSM 类型， 点到点方式 08 用户信息编码方式 (TPDCS) UCS2 编码 () 00 有效期 (TPVP) 5 分钟 04 用户信息长度 (TPUDL) 实际长度 6 字节 6E295EA6 用户信息 (TPUD) 温度 ② 信发送时，所对应的完整的字符串为： AT 回车 AT+CMGS=” PDU 串长度 ” 若收到 ” ” ,则接着发送对应的 PDU 串 发送成功，返回如下内容： +CMGS: 128 基于 GSM 技术的多点温度巡回检测系统 19 OK 整体电路图 控制器 电路原理图 见附录一 手持设备电路原理图 见附录 二 第三章 各模块和主程序流程图 系统概述 整个系统的功能是由硬件电路配合软件来实现的，当硬件基本定型后，软件的功能也就基本定下来了。 从软件的功能不同可分为两大类：一是监控软件（主程序），它是整个控制系统的核心，专门用来协调各执行模块和操作者的关系。 二是执行软件（子程序），它是用来完成各种实质性的功能如测量、计算、显示、通讯等。 每一个执行软件也就是一个小的功能执行模块。 这里将各执行模块列出，并为每一个执行 模块进行功能定义和接口定义。 各执行模块规划好后，就可以规划监控程序了。 首先要根据系统的总体功能和键盘设置选择一种最合适的监控程序结构，然后根据实时性的要求，合理地安排监控软件和各执行模块之间地调度关系。 主程序方案 主程序调用了 5 个子程序，分别是 LCD 液晶 显示程序、键盘扫描以及按键处理程序、温度 巡回检测 程序、中断控制程序、单片机与 GSM 模块 串口通讯程序。 键盘扫描电路及按键处理程序：实现键盘的输入按键的识别及相关处理。 温度 巡回检测 程序： 控制温度传感器工作并且处理温度传感器 送过来的数据。 LCD 液晶 显示程序： 显示 对方号码、设定的系统温度参数、时间参数及传感器路数参数等。 中断控制程序：实现 定时控制功能。 串口通讯程序：实现 GSM 模块 与单片机通讯，将 短信 数据传送给 GSM 模块。 基于 GSM 技术的多点温度巡回检测系统 20 图 31 程序结构示意图 将各个功能程序以子程序的形式写好，当写主程序的时候，只需要调用子程序，然后在寄存器的分配上作一下调整，消除寄存器冲突和 I/O 冲突即可。 程序应该尽可能多的使用调用指令代替跳转指令。 因为跳转指令使得程序难以看懂各程序段之间的结构关系。 而调用指令则不同，调用指令使得程序结构清 晰，无论是修改还是维护都比较方便。 将功能程序段写成子程序的形式，除了方便调用之外，还有一个好处那就是以后写程序的时候如果要用到，就可以直接调用这个单元功能模块 各模块程序设计 下面对主要几个子程序 做介绍： 温度巡回检测程序 设。