1引言
隨著科技的發(fā)展和自動(dòng)化水平的提高，溫度的自動(dòng)監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為各行各業(yè)進(jìn)行安全生產(chǎn)和減少損失采取的重要措施之一[1.2.3],。特定場(chǎng)合下由于監(jiān)測(cè)分站比較分散,、偏遠(yuǎn)，采用傳統(tǒng)的溫度測(cè)量方式周期長(zhǎng),、成本高,，而且測(cè)量員必須到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，因此工作效率非常低,。且不便于管理,。本文提出了基于GSM的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用美國(guó)Dallas公司生產(chǎn)的DSl8820數(shù)字溫度傳感器,，通過(guò)現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)結(jié)果以*方式發(fā)送至相應(yīng)的*終端(如手機(jī),、PC機(jī))。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、可靠性高,、成本低等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于橋梁混凝土測(cè)溫,、油氣井嘗電力電纜火災(zāi)監(jiān)測(cè),、糧倉(cāng)及物資倉(cāng)庫(kù)溫度監(jiān)測(cè)。
2遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)分為監(jiān)測(cè)中心站和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分站兩部分：監(jiān)測(cè)中心站主要由監(jiān)測(cè)中心站服務(wù)器,、GSM無(wú)線通信模塊,、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件組成；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分站主要由 AT89C52單片機(jī)及外圍電路,、溫度傳感器和GSM無(wú)線通信模塊( TC35I )組成,。監(jiān)測(cè)中心控制GSM無(wú)線通信模塊收發(fā)短消息，接收各監(jiān)測(cè)分站采集的溫度數(shù)據(jù),，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示,、處理和打印等。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分站實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集,、處理和顯示。同時(shí)控制GSM無(wú)線通信模塊收發(fā)短消息,。監(jiān)測(cè)中心站與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分站之間通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)線遠(yuǎn)程通信,。實(shí)現(xiàn)了基于GSM網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng),。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.2單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)的MCU采用Atmel公司生產(chǎn)的 AT89C52單片機(jī),。它是一種低電壓,、低功耗、高性能的CMOS 8位單片機(jī),，片內(nèi)含8 kB可反復(fù)擦寫(xiě)的程序存儲(chǔ)器和256 B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,。單片機(jī)外圍電路除了包括單片機(jī)正常工作所必須的元件外，還包括鍵盤(pán),、LED顯示電路及看門(mén)狗電路等,，系統(tǒng)硬件電路原理圖如圖2所示。
按鍵用于對(duì)終端進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,。4位LED顯示器可以顯示現(xiàn)場(chǎng)的溫度數(shù)據(jù),。方便相關(guān)人員現(xiàn)場(chǎng)讀齲為了實(shí)現(xiàn)可靠的復(fù)位信號(hào)，并且能在計(jì)算機(jī)受到干擾,，程序不能正常運(yùn)行時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào),。設(shè)計(jì)溫度采集電路時(shí)應(yīng)選用Dallas公司生產(chǎn)的微機(jī)*電路DSl232(看門(mén)狗)。其主要功能為：產(chǎn)生上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位,；*電源電平,；*軟件運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)程序運(yùn)行出現(xiàn)飛車(chē)時(shí),，產(chǎn)生復(fù)位信號(hào),。
2.3溫度檢測(cè)電路
溫度檢測(cè)電路采用Dallas公司生產(chǎn)的1-Wire接口數(shù)字溫度傳感器DSl8820，它采用3引腳T0-92封裝：溫度測(cè)量范圍為-55℃～+125℃．編程設(shè)置9～12位分辨率?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以1-Wire的數(shù)字方式傳輸,。大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性[2，3],。多個(gè)DSl8820可并聯(lián)至3或2根總線上．CPU只需1根端口線就能與多個(gè)DSl8820通信,，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路,。溫度檢測(cè)電路原理圖如圖2所示,，主機(jī)控制DSl8820實(shí)現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)換，DSl8820采用外接電源方式,，其VDD端采用3 v～5.5 V電源供電,。

2.4 TC35I通信模塊
TC35I是西門(mén)子最新推出的無(wú)線通信模塊，功能與 TC35兼容,，設(shè)計(jì)緊湊,。 TC35I與GSM 2／2+兼容，雙頻(GSM900/GSMl800)工作,，帶有 RS232數(shù)據(jù)口,。符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)GSM0707和GSM0705,，且易于升級(jí)為GPRS模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體,，向用戶(hù)提供標(biāo)準(zhǔn)的AT命令接口,，為數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和短消息提供快速,、可靠,、安全的傳輸，方便用戶(hù)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)[4,，5],。 TC35I有40個(gè)引腳，通過(guò)ZIF連接器引出,。這些引腳可劃分為5類(lèi),，即電源、數(shù)據(jù)輸入／輸出,、SIM卡,、音頻接口和控制[3，4,，5],。 TC35I外圍電路圖如圖3所示。
1～14引腳為電源部分,，其中l(wèi)～5引腳為電源電壓輸入端VBATT+6～10引腳為電源地GND,，ll～12引腳為充電端，13引腳為對(duì)外輸出電壓(供外部電路使用),，14引腳ACCU／TEMP接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻,；24～29引腳為SIM卡連接端；33～40引腳為語(yǔ)音接口用來(lái)接電話手柄,。15,、30、31和32引腳為控制部分,，15引腳為啟動(dòng)線IGT(Ignition),。當(dāng) TC35I通電后必須給IGT一個(gè)大于100 mV的低電平，模塊才能啟動(dòng),。30引腳為RTC back up,；31引腳為掉電控制；32引腳為SYNC,，16～23引腳為數(shù)據(jù)輸入／輸出端[6],。

電源電路分為充電電池和穩(wěn)壓電源模塊兩部分。充電電池為整個(gè)系統(tǒng)提供3.6 V工作電壓．同時(shí)產(chǎn)生 MAX232所需要的高電平：三端電源模塊 LM7806將外部12 V直流電源轉(zhuǎn)換為6 v．連接至ZIF連接器的11、12引腳,。在充電模式下可為 TC35I提供6V／500,。mA的充電電源,。
啟動(dòng)電路由漏極開(kāi)路三極管和上電復(fù)位電路組成,。模塊上電10ms后(電池電壓須大于3 V)，為使之正常工作,，必須在15引腳(IGT)施加低電平信號(hào),，至少保持100 ms且該信號(hào)下降沿時(shí)間小于1ms，啟動(dòng)后15引腳應(yīng)保持高電平,。
數(shù)據(jù)通信電路主要實(shí)現(xiàn)短消息收發(fā),、與PC機(jī)通信、軟件控制等功能,。 TC35I的數(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā),，符合 RS-232接口電路標(biāo)準(zhǔn)。工作在CMOS電平(2.65 V),。數(shù)據(jù)通信電路以 MAX232為核心實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換及串口通信,。
3軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)主要的任務(wù)是監(jiān)測(cè)被控對(duì)象的溫度．然后通過(guò) TC35I發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于單片機(jī)的編程,。通過(guò)向 TC35I寫(xiě)入不同的AT指令完成多種功能,。監(jiān)測(cè)分站主程序流程如圖4所示。
監(jiān)測(cè)軟件主要包括初始化程序,、信號(hào)采集處理程序和短消息收發(fā)程序等,。初始化程序包括硬件初始化、定時(shí)器和串口初始化：信號(hào)采集和處理主要完成外部采集的溫度轉(zhuǎn)換：接收短消息采用查詢(xún)方式．一旦短消息到達(dá),，調(diào)用串口接收程序*短消息內(nèi)容并做出相應(yīng)處理：發(fā)送溫度信號(hào)采用定時(shí)方式,，將采集的溫度編碼為短消息。然后調(diào)用發(fā)送指令將短消息發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心[4,，6],。

4結(jié)束語(yǔ)
本文對(duì)GSM遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明。溫度檢測(cè)采用DSl8820．非常適用于多點(diǎn),、惡劣環(huán)境下的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng),。GSM模塊利于系統(tǒng)集成，成本較低,，運(yùn)行穩(wěn)定可靠,，適用于遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)，不受地形條件的限制,，有著廣泛的應(yīng)用前景,。