gprs远程无线温度采集系统设计(编辑修改稿)

gprs远程无线温度采集系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

路交换数据传送方式， GPRS的分组交换技术，具有 “ 实时在线 ”、“ 按量计费 ” 、 “ 快捷登录 ” 、 “ 高速传输 ” 、 “ 自如切换 ” 的优点。 故本设计将使用 GPRS 实现远程设备的采集和监 控。 国内外研究现状 就 GPRS/GSM 的应用而言 ， 其实我们应用最广的是在我们离不开的手机上。 现在手机上网已经再普通不过的事情了 3G业务更是发展的如火如荼。 但仅仅在商业上的应用是不能够展现他的优势的。 在工业上随着工业技术的不断发展在GPRS/GSM 的技术可靠性得到了不断的提升。 这为远程控制的可靠性提供了保证。 目前从 GSM 到 GPRS 技术发展最好的 国外公司是 西门子公司的产品。 从最开始的TC35i、 MC35i、 MC39i 到现在的 MC37i、 MC52i、 MC55 技术和功能都不断的得到提升。 但就价格而言还是 相对比较贵。 此外 国内的华为 公司的一些产品比如 EM310模块 、 EM770W 模块、 EM200、 GTM900C等销量 也 比较的大。 由于大多数的 GPRS/GSM 产品都支持 AT 标准指令 ， 所以大多产品都可以很好的兼容。 但由于生产技术的不同 ， 各厂家的产品的性能各不相同。 且 GSM网络是一种电路交换系统，而 GPRS 网络是一种分组交换系统。 因此， GPRS 特别适用于间断的、突发性的或频繁的数据传输。 介于 以上理由及系统的可靠性， 本设计主要使用 GPRS 网络 来 实现远程 无线温度的 采集和对其控制。 本课题研究意义 采用有线 温度 采集 ，不但在组建 采集 系统时布线比较麻烦， 而 且数据传输距离比较近，组建系统的成本相对较高。 而无线 温度采集 系统的组建 省去了数据传输时的布线， 而 且数据传输距离可以很远，可靠性高。 所以无线 温度采集 系统与有线 温度采集 系统相比，具有很大的优势。 由于目前基于 GPRS/GSM 的远程数据的控制有很多 是 用在条件不方便的场所，比如说用于气象监测的偏远场所， 用于远距离的数据采集传输， 所以需要对整个设计的功耗进行控制。 通过对这个项目的研究，我将在电子产品的功耗控制上 和GPRS 技术 有所学习。 同时在程序的系统学习上有更深刻的理解。 同时 由于本设计的设计场所为工厂应用故采用了工业标准协议 MODBUS。 对工业组态控制过程有了比较深刻的学习。 在本设计的完成过程中我不仅仅为以后的此类设计打下了一个良好的基础更是在过程中学习到了不少的相关知识。 系统组成 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 绪论 3 本设计的 整个系统通过数字温度传感器采集工作现场温度，将数字信号传给单片机，并由 LED 现场显示温度，单片机将处理过的数据信息通过 GPRS 模块操作，连接到 GPRS网络，将数据由 GPRS网络上传到 Inter网络， 在服务器端由 Labview编写的 上位机程序通过使用 RunTime Engine 控件来对数据进行处理 ，显示。 实现数据的双向传输。 并具有超温报警功能。 其系统框图如图。 图 系统组成框图 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 单片机概述 4 2 单片机概述 AT89S52 作为普通 51 单片机已与广泛应用于各种产品中，其接口简单，方便使用，且功能强大，因此本系统采用 AT89S52 单片机作为主控制芯片。 AT89S52 的主要性能 ① 8K字节在系统可编程 Flash存储器 ② 1000次擦写周期 ③ 三级加密程序存储器 ④ 32个可编程 I/O口线 ⑤ 三个 16位定时器 /计数器 ⑥ 八个中断源 ⑦ 全双工 UART串行通道 ⑧ 掉电后中断可唤醒 ⑨ 看门狗定时器 ⑩ 双数据指针 ， 掉电标识符 AT89S52 的功能特性描述 AT89S52是一种低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K在系统可编程 Flash存储器。 使用 Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51产品指令和引脚完全兼容。 片上 Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。 在单芯片上，拥有灵巧的 8位 CPU和在系统可编程 Flash，使得 AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节 Flash， 256字节 RAM， 32位 I/O口线，看门狗定时器， 2个数据指针，三个 16位定时器 /计数器，一个 6向量 2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。 另外， AT89S52可降至 0Hz静态逻辑操作，支持 2种软件可选择节电模式。 空闲模式下， CPU停止工作，允许 RAM、定时器 /计数器、串口、中断继续工作。 掉电保护方式下， RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 AT89S52 的管脚排列及引脚功能 ① VCC： 供电电压 ② GND： 接地 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 单片机概述 5 ③ P0口 ： P0口是一个 8位漏极开路的双向 I/O口。 作为输出口，每位能驱动 8个 TTL逻辑电平。 对 P0端口写“ 1”时，引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据存储器时， P0口也被作为低 8位地址 /数据复用。 在这种模式下， P0具有内部上拉电阻。 在 flash编程时， P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。 程序校验时，需要外部上拉电阻。 ④ P1口： P1口是一个具有内部上拉电阻的 8位双向 I/O口， p1输出缓冲器能驱动 4个 TTL逻辑电平。 对 P1端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 此外， /计数器 2的外部计数输入（ ）和时器 /计数器 2的触发输入 （ ），具体如 表。 在 flash编程和校验时， P1口接收低 8位地址字节。 表 P1口特殊功能表 引脚号 第二功能 T2（定时器 /计数器 T2 的外部计数输入），时钟输出 T2EX（定时器 /计数器 T2 的捕捉 /重载触发信号和方向控制） MOSI（在系统编程用 ） MISO（在系统编程用） SCK（在系统编程用） ⑤ P2口： P2口是一个具有内部上拉电阻的 8位双向 I/O口， P2输出缓冲器能驱动 4个 TTL逻辑电平。 对 P2端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 在访问外部程序存储器或用 16位地址读取外部数据存储器时， P2口送出高八位地址。 在这种应用中， P2口使用很强的内部上拉发送 1。 在使用 8位地址访问外部数据存储器时， P2口输出 P2锁存器的内容。 在 flash编程和校验时，P2口也接收高 8位地址字节和一些控制信号。 ⑥ P3口： P3口是一个具有内部上拉电阻的 8位双向 I/O口， p2输出缓冲器能驱动 4个 TTL逻辑电平。 对 P3端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 P3口亦作为 AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 在 flash编程和校验时， P3口也接收一些控制信号。 P3口也可作为 AT89S52的一些特殊功能口，如表。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 单片机概述 6 表 P3口特殊功能表 引脚号 第二功能 RXD(串行输入口 ) TXD(串行输出口 ) 0INT (外部中断 0) 1INT (外部中断 1) T0(记时器 0外部输入 ) T1(记时器 1外部输入 ) WR (外部数据存储器写选通 ) RD (外部数据存储器读选通 ) P3口同时 为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 ⑦ RST： 复位输入。 晶振工作时， RST脚持续 2个机器周期高电平将使单片机复位。 看门狗计时完成后， RST脚输出 96个晶振周期的高电平。 特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)的 DISRTO位可以使此功能无效。 DISRTO默认状态下，复位高电平有效。 ⑧ PROGALE / ： 地址锁存控制信号（ ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低 8位地址的输出脉冲。 在 flash编程时，此引脚（ PROG）也用作编程输入脉冲。 在一般情况下， ALE以晶振六分之一的固定频率 输出脉冲， 也可 作为 外部定时器或时钟使用。 然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时， ALE脉冲将会跳过。 如果需要，通过将地址为 8EH的 SFR的第 0位置“ 1”， ALE操作将无效。 这一位置“ 1”，ALE仅在执行 MOVX或 MOVC指令时有效。 否则， ALE将被微弱拉高。 这个 ALE使能标志位（地址为 8EH的 SFR的第 0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 ⑨ PSEN ： 外部程序存储器选通信号（ PSEN）是外部程序存储器选通信号。 当 AT89S52从外部程序存储器执行外部代码 时， PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时， PSEN将不被激活。 ⑩ VPPEA/ ： 访问外部程序存储器控制信号。 为使能从 0000H到 FFFFH的外部程序存储器读取指令， EA必须接 GND。 为了执行内部程序指令， EA应该接 VCC。 在flash编程期间， EA也接收 12伏 VPP电压。 ⑪ XTAL1： 振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 ⑫ XTAL2： 振荡器反相放大器的输出端。 具体引脚功能图如图。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 单片机概述 7 图 AT89S52的引脚功能图 AT89S52 的 内部结构框图 ① AT89S52单片机由运算器和控制器组成的微处理器、片内存储器 RAM/ROM、P0— P3组成的 I/O 端口以及各种存储器组成的特殊功能寄存器 SFR 和串行接口、定时 /计数器、中断系统、振荡器构成。 如图 所示。 图 AT89S52的内部结构框图 ② 本系统设计所涉及到的 AT89S52最小系统，仅有芯片，晶振，和复位键组成。 外接 5V的电源电路。 如图。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 单片机概述 8 图 89S52最小应用系统 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 GPRS 技术 9 3 GPRS 技术 GPRS 简 介 GPRS是分组无线服务技术（ General Packet Radio Service)的简称，它是 GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。 GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是封包交换数据的标准技术，它能够充分利用现有的 GSM网，可以使运营商在全国范围内推出此项业务。 采用信道捆绑 (目前 GPRS的设计可以在一个载频或 8个信道中实现捆绑 )和增强数据速率实现高速接入，理论上可提供高达 ll5kbps的空中接口传输速率，下一代 GPRS业务的速度可以达到 84kbps。 若干移动用户能够同时共享一个无线信道，一个 移动用户也可以使用多个无线信道。 实际上发送或接收数据包的用户仅占很小一部分网络资源，并且网络容量只有在实际传输时才被占用。 为了实现 GPRS，需要在现有的 GSM 网络中引入 3种新的逻辑网络实体：服务 GPRS支持节点 (SGSN)、网关 GPRS支持节点 (GGSN)和分组控制单元 (PCU)。 GSM是一种电路交换系统，而 GPRS是一种分组交换系统。 因此， GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。 所以我们选择使用 GPRS业务来实现远程温度传输。 GPRS 分组交换通 信技术 GPRS突破了 GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。 而且，因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接及传输都会更方便容易。 如此，使用者既可联机上网，参加视讯会议等互动传播，而且在同一个视讯网络上(VRN)的使用者，甚至可以无需通过拨号上网，而持续与网络连接。 GPRS 分组交换的通信方式在分组交换的通信方式中，数据被分成一定长度的包 (分组 )，每个包的前面有一个分组头 (其中的地址标志指明该分组发往何。