本文提出了基于GSM的远程温度监测系统,采用美国Dallas公司生产的DSl8820数字温度传感器,通过现有的GSM网络将监测结果以短信方式发送至相应的监控终端(如手机、PC机)。系统具有结构简单、可靠性高、成本低等特点,可广泛应用于桥梁混凝土测温、油气井场、电力电缆火灾监测、粮仓及物资仓库温度监测。
2 远程温度监测系统硬件设计
2.1系统构成
系统分为监测中心站和远程监测分站两部分:监测中心站主要由监测中心站服务器、GSM无线通信模块、数据库系统及其应用软件组成;远程监测分站主要由AT89C52单片机及外围电路、温度传感器和GSM无线通信模块(TC35i)组成。
监测中心控制GSM无线通信模块收发短消息,接收各监测分站采集的温度数据,然后对数据进行显示、处理和打印等。远程监测分站实现温度数据的采集、处理和显示。同时控制GSM无线通信模块收发短消息。监测中心站与远程监测分站之间通过GSM网络实现无线远程通信。实现了基于GSM网络的远程监测系统。系统总体结构如图1所示。
2.2单片机外围电路设计
该系统的MCU采用Atmel公司生产的AT89C52单片机。它是一种低电压、低功耗、高性能的CMOS 8位单片机,片内含8 kB可反复擦写的程序存储器和256 B的数据存储器。单片机外围电路除了包括单片机正常工作所必须的元件外,还包括键盘、LED显示电路及看门狗电路等,电路板克隆系统硬件电路原理图如图2所示。按键用于对终端进行参数设置。
4位LED显示器可以显示现场的温度数据。方便相关人员现场读取。为了实现可靠的复位信号,并且能在计算机受到干扰,程序不能正常运行时自动产生复位信号。设计温度采集电路时应选用Dallas公司生产的微机监控电路DSl232(看门狗)。其主要功能为:产生上电复位和手动复位;监视电源电平;监视软件运行状态;当程序运行出现飞车时,产生复位信号。
2.3温度检测电路
温度检测电路采用Dallas公司生产的1-Wire接口数字温度传感器DSl8820,它采用3引脚T0-92封装:温度测量范围为-55℃~+125℃。编程设置9~12位分辨率。现场温度直接以1-Wire的数字方式传输。大大提高了系统的抗干扰性。
多个DSl8820可并联至3或2根总线上。CPU只需1根端口线就能与多个DSl8820通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。温度检测电路原理图如图2所示,主机控制DSl8820实现温度转换,DSl8820采用外接电源方式,其VDD端采用3 v~5.5 V电源供电。
2.4 TC35i通信模块
TC35i是西门子最新推出的无线通信模块,功能与TC35兼容,设计紧凑。TC35i与GSM 2/2+兼容,双频(GSM900/GSMl800)工作,带有RS232数据口。pcb抄板符合ETSI标准GSM0707和GSM0705,且易于升级为GPRS模块。该模块集射频电路和基带于一体,向用户提供标准的AT命令接口,为数据、语音和短消息提供快速、可靠、安全的传输,方便用户的应用开发及设计。TC35i有40个引脚,通过ZIF连接器引出。这些引脚可划分为5类,即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。
TC35i外围电路图如图3所示。1~14引脚为电源部分,其中l~5引脚为电源电压输入端VBATT+6~10引脚为电源地GND,ll~12引脚为充电端,13引脚为对外输出电压(供外部电路使用),14引脚ACCU/TEMP接负温度系数的热敏电阻;24~29引脚为SIM卡连接端;33~40引脚为语音接口用来接电话手柄。15、30、31和32引脚为控制部分,15引脚为启动线IGT(Ignition)。当TC35i通电后必须给IGT一个大于100 mV的低电平,模块才能启动。30引脚为RTC back up;31引脚为掉电控制;32引脚为SYNC,16~23引脚为数据输入/输出端。
电源电路分为充电电池和稳压电源模块两部分。充电电池为整个系统提供3.6 V 工作电压。同时产生MAX232所需要的高电平:三端电源模块LM7806将外部12 V直流电源转换为6 v.连接至ZIF连接器的11、12引脚。在充电模式下可为TC35i提供6V/500。mA的充电电源。
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