基于gsm的实时温度数据传输系统

基于gsm的实时温度数据传输系统内容摘要：

A，另一根是时钟线 SCL。 所有接到 I2C 总线设备上的串行数据 SDA 都接到总线的 SDA 上，各设备的时钟线 SCL接到总线的 SCL上。 典型的 I2C 总线结构如图 4 所示。 图 4 典型的 I2C 总线结构 为了避免总线信号的混乱，要求各设备连接到总线的输出端时必须是开漏输出或集电 11 极开路输出。 设备上的串行数据线 SDA 接口电路应该是双向的，输出电路用于向总线上发送数据，输入电路用于接收总线上的数据。 而串行时钟线也应 是双向的，作为控制总线数据传送的主机，一方面要通过 SCL输出电路发送时钟信号，另一方面还要检测总线上的 SCL电平，以决定什么时候发送下一个时钟脉冲电平；作为接受主机命令的从机，要按总线上的 SCL信号发出或接收 SDA 上的信号，也可以向 SCL 线发出低电平信号以延长总线时钟信号周期。 总线空闲时，因各设备都是开漏输出，上拉电阻 Rp 使 SDA 和 SCL线都保持高电平。 任一设备输出的低电平都将使相应的总线信号线变低，也就是说：各设备的 SDA 是 “与 ”关系， SCL也是 “与 ”关系。 总线对设备接口电路的制造工艺和电平都没有特殊 的要求（ NMOS、 CMOS 都可以兼容）。 在 I2C 总线上的数据传送率可高达每秒十万位，高速方式时在每秒四十万位以上。 另外，总线上允许连接的设备数以其电容量不超过 400pF 为限。 总线的运行（数据传输）由主机控制。 所谓主机是指启动数据的传送（发出启动信号）、发出时钟信号以及传送结束时发出停止信号的设备，通常主机都是微处理器。 被主机寻访的设备称为从机。 为了进行通讯，每个接到 I2C 总线的设备都有一个唯一的地址，以便于主机寻访。 主机和从机的数据传送，可以由主机发送数据到从机，也可以由从机发到主机。 凡是发送数据到总线 的设备称为发送器，从总线上接收数据的设备被称为接受器。 I2C 总线上允许连接多个微处理器以及各种外围设备，如存储器、 LED 及 LCD 驱动器、A/D 及 D/A 转换器等。 为了保证数据可靠地传送，任一时刻总线只能由某一台主机控制，各微处理器应该在总线空闲时发送启动数据，为了妥善解决多台微处理器同时发送启动数据的传送（总线控制权）冲突，以及决定由哪一台微处理器控制总线的问题， I2C 总线允许连接不同传送速率的设备。 多台设备之间时钟信号的同步过程称为同步化。 二、 I2C 数据传输 在 I2C 总线传输过程中，将两种特定的情 况定义为开始和停止条件。 当 SCL保持 “高 ”时， SDA 由 “高 ”变为 “低 ”为开始条件；当 SCL 保持 “高 ”且 SDA 由 “低 ”变为 “高 ”时为停止条件。 开始和停止条件均由主控制器产生。 使用硬件接口可以很容易地检测到开始和停止条件，没有这种接口的微机必须以每时钟周期至少两次对 SDA 取样，以检测这种变化。 SDA 线上的数据在时钟 “高 ”期间必须是稳定的，只有当 SCL线上的时钟信号为低时，数据线上的 “高 ”或 “低 ”状态才可以改变。 输出到 SDA 线上的每个字节必须是 8 位，每次传输的字节不受限制，但每个字节必须要有一个应答 ACK。 如果一 接收器件在完成其他功能（如一内部中断）前不能接收另一数据的完整字节时，它可以保持时钟线 SCL为低，以促使发送器进入等待状态；当接收器准备好接受数据的其它字节并释放时钟 SCL后，数据传输继续进行。 12 数据传送具有应答是必须的。 与应答对应的时钟脉冲由主控制器产生，发送器在应答期间必须下拉 SDA 线。 当寻址的被控器件不能应答时，数据保持为高并使主控器产生停止条件而终止传输。 在传输的过程中，在用到主控接收器的情况下，主控接收器必须发出一数据结束信号给被控发送器，从而使被控发送器释放数据线，以允许主控器产生停止条件。 合 法的数据传输格式如下： I2C 总线在开始条件后的首字节决定哪个被控器将被主控器选择，例外的是 “通用访问 ”地址，它可以在所有期间寻址。 当主控器输出一地址时，系统中的每一器件都将开始条件后的前 7 位地址和自己的地址进行比较。 如果相同，该器件即认为自己被主控器寻址，而作为被控接收器或被控发送器则取决于 R/W 位。 数据传送模块 设计与实现 数据发送模块硬件概述 ： 温度数据发送部分，由 STC89S52 微处理器来实现对采集的温度进行处理，同时将处理过的数据经由单片机的串口传送给 GSM MORDEN，在由 GSM MORDEN[5]将传送来的数据通过现有 GSM 网络传送出去。 数据发送模块硬件电路图 如图5 所示。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 23 M a y 2 01 1 S h e e t o f F il e : F :\ pr ot e l \ M yD e s i g n. dd b D r a w n B y:R S T9R X D / P 3. 010I N T 0/ P 3. 212I N T 1/ P 3. 313T 0/ P 3. 414T 1/ P 3. 515E A / V P P31X T A L 119VSS20P 0. 0 / A D 039P 0. 1 / A D 138P 0. 2 / A D 237P 0. 3 A D 336P 0. 4 / A D 435P 0. 5 / A D 534P 0. 6 / A D 633P 0. 7 / A D 732P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 2. 0 / A 821P 2. 1 / A 922P 2. 2 / A 1023P 2. 3 / A 1124P 2. 4 / A 1225P 2. 5 / A 1326P 2. 6 / A 1427P 2. 7 / A 1528A L E30T X D / P 3. 111W R /P 3 .616R D / P 3 .717P S E N29X T A L 218VCC40S T C 89 S 52C1C211 .0 59 2MX T 1X T 2V C CR1K E YC3R S T162738495C O M 1D B 9C 1 +C 1 C 2 +C 2 T 1 I NR 1 O U TT 2 I NR 2 0 U TV+VG N DT 1 O U TR 1 I NT 2 O U TR 2 I NV C CM A X 2 32C X 1C X 2C X 3C X 4+5C4C A PT X DRXDRXDT X DR S TX T 1 X T 2RXDT X D+5 图 5 数据发送模块硬件电路图 TC35I TC35 是 Siemeils 公司推出的新 代无线通信 GSM 模块。 自带 RS232 通讯接口 ,可以方便地与 PC 机、单片机连机通讯。 可以快速、安全、可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务 (Short Message Service)和传真。 TC35 模块的工作电压为 — ,可以工作在 900MHz 和 1800MHz 两个频段 ,所在频段功耗分别为 2w(900M)和 1w(1800M)。 13 模块有 AT 命令集接口 ,支持文本和 PDU 模式的短消息、第三组的二类传真、以及, 的非透明模式。 此外 ,该模块还具有电话簿功能、多方通话 ,漫游检测功能 ,常用工作模式有省电模式、 IDLE、 TALK 等模式。 通过独特的 40 引脚的 ZIF 连接器 ,实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。 通过 ZIF 连接器及 50Ω天线连接器 ,可分别连接 SIM 卡支架和天线。 TC35 模块主要由 GSM 基带处理器、 GSM 射频模块、供电模块 (ASIC)、闪存、 ZIF 连接器、天线接口六部分组成。 作为 TC35 的核心 ,基带处理器主要处理 GSM 终端内的语音、数据信号 ,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。 在不需要额外硬件电路的前提下 ,可支持 FR、 HR 和 EFR 语音信道编码。 其它功能介绍可参见有关资料 ! 一、关于 LED 灯显示的状态 SYNC 引脚可以用来输出一个同步信号（ synchronization signal），也可以在应用使来控制一个 LED 灯的输出状态。 ： SYNC 端通过一个三极管或门电路来控制 LED。 一 个简单的电路接法是： SYNC 端通过一电阻接到 NPN 三极管（如 9013）的基极，射极直接接地，集电极通过一个接限流电阻接到 LED 的负端， LED 的正端接 VCC。 LED 的工作模式完全类同于同步信号，显示的是 TC35 的工作状态。 （ 1） LED 灯灭，表示 TC35 电源关闭，处于休眠、报警或单纯的充电模式。 （ 2） 600 ms 亮 / 600ms 灭，表示未插入 SIM 卡，或者个人身份未登记 /已注销，或者网络正在搜寻中，或者正在进行用户身份鉴定，或者网络注册正在进行中。 （ 3） 75ms 亮 / 3s 灭，表示网络注册成功 （控制通道和用户交换信息完成），无来电。 （ 4） LED 灯亮，依据不同的呼叫类型：声音呼叫，数据呼叫，在建立或者完毕时的状态。 二、关于 VDD 端 TC35 正常工作时， VDD 引脚输出信号的幅度（大约在开机后 60ms 产生）： ，可作为外部应用。 空闲或者通话模式 : VDDout = ?% @ 70mA Imax = 70mA；电源关闭模式 : VDDout = 0V。 三、关于 VBATT+端 TC35 的工作电压输入端 VBATT+，电压幅度为 ， Vtyp = ， 最大电流 Imax ≤ 2 A @ GSM 天线回波损耗（ return loss）≥ 6 dB。 必须注意：最低工作电压不能低于，否则电压将会跌落，从而导致 TC35 停止工作。 由于 VBATT+引脚的峰值电流为 2A ，一个 GSM 发射脉冲（ transmission burst）可能引起相当大的电压跌落，此外由于外部电源的扁平柔性连线的内在固有阻抗也可能损失一部分。 因此，在任何时候，必须保证 VBATT+ 14 的电压不能低于 ，而且电压跌落差值不能超过 400 mV。 另外，为了保证 TC35 在发射脉冲区间的电压跌 落值处于最低值，采用尽可能短的连接模块和 ZIF 座的扁平柔性 FFC电缆，长度不得超过 200mm，和低输出阻抗（ lowimpedance）的电源。 四、关于 POWER 端 TC35 的充电电压正端 POWER，如果通过外部的电源（如充电器）供电，应保证 Imax = 500 mA， Vin=。 五、关于 /IGT(Ignition)端 TC35 的触发点火信号端 /IGT, 用 OC 门或者一个简单的开关拉低该端电平来开启模块，低电平有效。 在空闲 /通话 /关机模式： Vout = ， Vlow,max = @ Iout = 10 礎，tlow ≥ 100ms。 对于点火信号 IGT 的处理，需要首先拉低该脚电平到地，并至少维持100ms。 注意，如果通过充电器回路（接到 POWER 引脚）供电，或者通过电池供电（接到 VBATT+引脚），那么 IGT 信号必须维持至少 1 秒。 六、关于 PD（ Power down） TC35 的关闭电源端 /PD,关机信号脉冲，信号波形为 ~~~|______|~~~ ,拉低到低电平，至少维持 秒方为有效。 Vin,low,max = @ I = ，可用 OC 门或者一 个简单的开关实现，通过关机信号端可以关闭 TC35。 而在 IGT 引脚施加一个低电平脉冲信号可以重新开启模块及系统。 另外，关机信号端 /PD 也可用来实现看门狗信号输出： Vout,low = @ ， Vout,high = @ ， fout =。 七、系统中涉及到的 AT 指令 ATE0 关闭回显 AT+CSMS 选择短信息服务 AT+CMGF 选择短信息格式 AT+CSCA 短信息中心地址 AT+CNMI 显示新收到的短信息 AT+CMGR 读短信息 AT+CMGS 发送短信息 RS232C 串口通信协议 RS232C 是 EIA（美国电子工业协会） 1969 年修订 RS232C 标准，它定义数据终端设备（ DTE）与数据通信设备（ DCE）之间的物理接口标准如 图 6 下 所示。 15 图 6 数据终端设备（ DTE）与数据通信设备（ DCE）之间的物理接口标准 RS232C 适合于数据传输速率在 0～ 20200b/s 范围内的通信 ，。