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1、.GPRS远程无线温度采集系统设计.摘 要随着通信事业的不断发展，移动通信应用领域的不断扩大，移动终端的设计也逐渐倍受关注。如今随着无线网络的覆盖范围的不断扩大和完善，基于远程的温度采集控制系统在各行各业中大量应用。然而，处理分布在各处的数据传输问题一直是建立远程无线采集系统的难点。且现在世面上的远程控制系统，系统繁琐，费用较高，影响了设备的性价比。就此现状，我针对温度监测点分散，数据传输上进行了深入研究，提出一套电路简洁，功能完善的方案，为远程无线温度采集提供了崭新方式。本系统主要由DS18B20单总线温度传感器、GPRS传输模块EM310和AT89S52微控制器组成，具有无线传输网络的特征
2、。通过使用GPRS实现对远程温度数据的采集、模拟对远程设备的控制，实现了对远程温度的实时采集，同时可通过网络对远程设备实现可靠控制。可方便实现对各种现场温度进行远程监控和管理。具有适应性强、传输速度快、可靠性高、无局限性等特点。关键词 GPRS，无线，温度，数据采集，系统.ABSTRACTWith the continuous development of communication, mobile application domain expands unceasingly; the mobile terminal design is also gradually concerned. No
3、w days, as the wireless network coverage of expanding and perfecting, based on the wireless network of remote control in industrial application of agricultural industry etc. According to the recent GSM/GPRS networks technology matures, the paper proposes a design GPRS wireless remote temperature gat
4、hering system.This system mainly composed by the temperature sensor DS18B20, GPRS transmission module EM310 and AT89S52 micro controller. It has the characteristics of wireless transmission network. Through the use of GPRS remote temperature data collection, the simulation of the remote control of t
5、he equipment, realize the remote real-time data acquisition, and the temperature can be realized through a network of remote control device. It can realize various site for convenient for remote monitoring and management of temperature. At the same time, the adaptability, transmission speed, high re
6、liability, without limitation, etc.Key words GPRS，Wireless，Temperature，Data acquisition，System.目 录摘 要ABSTRACT1 绪论11.1 课题背景11.2 国内外研究现状21.3 本课题研究意义21.4 系统组成22 单片机概述42.1 AT89S52的主要性能42.2 AT89S52的功能特性描述42.3 AT89S52的管脚排列及引脚功能42.4 AT89S52的内部结构框图73 GPRS技术93.1 GPRS简介93.2 GPRS分组交换通信技术93.3 GPRS的特点93.3.1 应用上的
7、特点93.3.2 技术上的特点103.3.3 GPRS与GSM比较中表现出的特点103.3.4 GPRS服务特点对应的范围103.4 GPRS连接Internet的原理113.5 GPRS的发展及应用123.5.1 GPRS的发展123.5.2 GPRS的应用124 EM310 GSM/GPRS无线模块介绍144.1 EM310模块特性介绍144.1.1 EM310模块基本特性参数144.1.2 ESD特性154.2 EM310 GPRS模块功能的概述154.3 EM310 GPRS模块应用框图174.4 EM310 GPRS模块的天线接口184.4.1 天线接口ESD防护185 温度检测20
8、5.1 温度检测仪的分类205.1.1 利用物体热胀冷缩原理制成的温度计205.1.2 利用热电效应技术制成的温度检测元件205.1.3 正在研究的温度检测技术205.2 DS18B20的概述215.2.1 DS18B20一般说明及特点概述215.2.2 DSl8B20的外部管脚及特点225.2.3 DS18B20的内部结构225.2.4 DS18B20的内存结构225.3 DS18B20的测温功能225.3.1 初始化235.3.2 ROM操作品令235.3.3 存储器操作命令236 系统硬件方案设计246.1 硬件系统组成246.2 单片机控制系统256.3 温度检测模块256.4 GPR
9、S模块266.4.1 串口通讯协议266.4.2 EM310 GPRS模块与单片机的接口电路266.4.3 EM310 网络状态接口276.4.4 EM310与单片机连接总电路276.5 SIM卡接口模块286.6 串口扩展及连接模块296.6.1 串口扩展电路296.6.2 MAX232电路部分306.7 电源模块307 系统软件设计317.1 GPRS应用系统中的协议转换317.2 软件设计中涉及到的主要AT命令337.3 部分模块程序代码347.3.1其程序主函数为：347.3.2 AT命令反馈函数为：367.4 上位机程序及仿真界面367.4.1 Labview简介367.4.2 La
10、bview软件程序37结论38参 考 文 献39附录A:程序代码40附录B:硬件总体电路图47附录C：显示界面48致 谢49.1 绪论以往的温度采集大多采用A/D转化处理，传输系统都是以有线的或近距离无线为主，一旦距离比较远或是地理条件比较偏僻、环境比较恶劣的地方将无法实现数据的有效采集和传输，这些模式也无法满足迅速部署、灵活监控的现代监控管理的要求。随着数字温度传感器、数传模块和GPRS技术的日趋成熟，通讯网络的日益完善，提出一种基于5l单片机、DSI8B20单总线温度传感器、GPRS无线移动网络实现远程温度采集和传输的网络，分析系统终端软硬件的实现，为远程无线数据采集和传输提供参考。1.1
11、 课题背景近年来随着科学技术的进步，特别是冶金，化学工业的飞速发展及原子能，火箭超导等新技术的发展，对温度计量提出了越来越高的要求，各工业发达国家的计量机构，有关企业都把测量温度技术当着重要的研究课题。温度是工农业、医学、科研、国防工业等部门极为重要的一个参数。温度测量点一般占生产流程全部测量点的一半左右。故国外一些计量机构会重视流程中一般情况下的测温技术。目前测温技术的发展趋势一方面是改进探测元件的结构，另一方面是使二次仪表在的及时完善化，特别是探测元件的微型化，改进其动态特性，提高二次仪表的灵敏度及可靠性及测量值的数字化。GPRS是通用分组无线业务（General Packet Radio
12、 Service）的英文简称，是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。GPRS与现有的GSM语音系统最根本的区别是，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。这一特点正适合大多数移动互联的应用。SMS（Short Message Service）短信息服务是GSM（Global System for Mobile Communication）系统中提供的一种GSM终端（手机）之间，通过服务中心(Service Center)进行文本信息收发的应用服务，其中服务中心完成信
13、息的存储和转发功能。短信息服务作为GSM网络的一种基本业务，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视，基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来。以GSM网络作为数据无线传输网络，可以开发出多种前景极其乐观的各类应用，如无线数据的双向传送、无线远程检测和控制等。典型的应用有：变电站、电表、水塔、水库或环保监测点等监测数据的无线传输和无线自动警报；远程无线控制高压线路断电器、加热系统、防洪拦阻系统或其它机电系统的启动和关闭；车队交通管理和控制指挥系统；控制和监测香烟、食品和饮料自动售货机的运行状态和存货水平等。相对原来的GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS的分组交换技术，具有“实时在线
14、”、“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。1.2 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。
15、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、GTM900-C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。1.3 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/G
