最终版_基于GSM_短消息的温度报警系统研究

陕西理工学院毕业设计1基于GSM的温度监测与报警系统的设计李海龙（陕西理工大学电气工程学院自控081班，陕西汉中723000）指导教师：张一波【摘要】针对生产生活中温度测量的需要，以GSM网络作为远程信号的传输平台，在可行性和实用性的原则指导下，以STC89C52单片机为控制核心，利用DALLAS（达拉斯）公司生产的DS18B20温度传感器、数据通信模块（GSM模块TC35，通过标准AT指令控制）和驱动模块等外围电路元件实现温度的采集和数据的传输的功能。【关键词】GSM；温度测量；远程检测；STC89C52；DS18B20；TC35；AT指令陕西理工学院毕业设计2BasedonGSMtemperaturedatecollectionHaibaoLi(Grade10,Class1,MajorDianqi,JikongDept,UniversityofTechnology,Hanzhong723000Shanxi)Tutor:BoHuAbstract：AimingATtheproductionandlivingwiththeneedsmeasurementtemperature,GSMnetworkasremotesignaltransmissionplatform,thefeasibilandpracticability,guidedbyprinciplesofSTC89C52microcontrollerascontrolcore,DALLASusingthetemperaturesensorDS18B20productioncompany,datacommunicationmodule(GSMmoduleMZ28,throughstandardATcommandcontrol)andmotdrivermoduleperipheralcircuitcomponentstorealizecollectionoftemperatureanddatatransmissionfunction.Keywords:GSM；Temperaturemeasurement；Remotedetection；STC89C52；DS18B20；TC35.陕西理工学院毕业设计I目录1绪论..................................................................11.1课题背景及现实意义..............................11.2温度监测与报警系统的研究现状....................21.3本设计任务与功能实现............................22整体方案设计.......................................................32.1系统方案设计与论证..............................32.2.1主处理模块论证...............................52.2.2传感器方案论证...............................52.2.3通讯模块论证...............................63系统硬件设计.........................................................83.1硬件总体设计框图................................83.2硬件各部分设计..................................83.2.1GSM系统简介...............................83.2.2GSM网络的协议模型........................93.2.3通讯模块TC35i的原理......................103.2.4单片机STC89C52...........................103.2.5温度传感器DS1820.........................113.3数据处理模块...................................123.3.1数据采集系统的基本概念....................123.3.2键盘和报警电路............................123.3.3显示接口电路..............................143.3.4接口通讯单元..............................153.3.5电源输入部分..............................174系统软件设计.....................................................174.1软件设计思想...................................174.2软件各部分编写.................................184.2.1传感器DS1820.............................184.2.2通信模块TC35的发送与接收程序.............204.2.3显示模块的程序设计........................214.3完整的程序.....................................21陕西理工学院毕业设计II5编译与调试.......................................................225.1TC35模块调试软件...............................225.2STC芯片烧写软件................................236总结与展望........................................................25致谢....................................................26参考文献................................................27附录A中英文翻译......................................27附录BDS18B20程序清单.................................35附录C显示程序清单....................................37附录D总程序清单......................................39附录E实物图..........................................40附录F元器件清单......................................41陕西理工学院毕业设计第1页共41页1绪论当前，在许多工业领域里，调速系统都有着广泛地应用，而电动机是调速系统主要的部分之一。决定电动机寿命的因素很多，最主要的是绝缘老化速度，导致绝缘老化的原因主要是由机械或热作用引起的疲劳损坏，特别是热作用对绝缘老化与电动机寿命关系重大。随着现代电力电子技术和网络技术的迅猛发展，温度防护在调速系统中的作用越来越重要。本文涉及到一种基于GSM网络技术的调速系统温度报警的新技术。近年来，移动通信发展如火如荼，从模拟的AMPS网到数字蜂窝GSM网，到CDMA移动通信网，现在日本一些国家又提出了第四代移动通信网(即4G)的概念，并开始开发和研制。目前，随着手机性能增强、价格下降、通信费用降低，移动通信用户比较普及，如依托移动通信网的SMS(短消息业务)建设智能监控防盗报警系统将有很大的发展潜力和实用价值。SMS(短消息业务)是GSM网的一项增值业务，他通过控制信道传输数据，支持点到点消息业务及消息广播业务等多种方式。通过SMS传输数据具有以下优点：（1）信道建立时间短，数据传输速率快；（2）不占用话音信道，通话时不影响数据传输；（3）由于不占用话音通道，通信费用低廉；（4）通过短消息广播业务，可提供点对多点的数据传送；（5）系统扩容方便；另一方面，SMS还受信息长度的限制，点点信息长度为140B，消息广播业务信息长度为82B，这就决定了传输的数据不能太长。依托移动通信网的SMS（短消息业务)建设智能温度报警系统由于发送到用户手机或监控中心的是警情信息，内容较少，因此在充分利用SMS传输数据优点的基础上SMS传输信息长度也完全能满足要求。使用GSM网建设温度报警系统，以其特有的防火、防潮、防化学物质腐蚀、防剪、防破坏，无需布线、工程简单、费用低廉、易于管理、易维护和移动性好成为理想的温度报警系统。实现对系统内部状况的实时远程监测监控，从而可以实现对系统温度的实时检测和远程智能控制等功能。1.1课题背景及现实意义近年来无线通信成为热门，包括移动电话、无线寻呼、卫星通信等在内的无线通信技术得到了迅速的发展和广泛的应用。GSM(GlobalsystemforMobileCommunication)全球移动通信系统是当前发展最成熟、国内覆盖最广、系统可靠性最高、话机持有量最大的数字移动通信系统。它是在蜂窝系统的基础上发展而成的，属于第二代数字移动通信系统。它是目前基于时分多址技术的移动通信中比较成熟、完善且应用广泛的一种系统。GSM模块是继GSM手机外又一种非常重要的GSM移动通信系统的终端设备。它是传统调制解调器与GSM无线移动通信系统相结合的一种数据终端设备。它的出现给GSM的发展注入了新的活力，改变了传统的以话音为主的通信手段，打开了GSM网络数据通信及其应用的大门。由于调制解调器必须通过专用通信网进行通信，因而受地域、线路等影响，在应用上有很大的局限性。而GSM模块则无此限制，所以基于这种模块，以GSM网络作为无线传输网络，可以开发出各种前景极其乐观的各类应用。温度是工业生产过程中测控的重要参数之一，在国防、军事、科学试验及工农业生产过程中，温度的测量和控制具有十分重要的作用。尤其在航天、材料、能源、冶金、化工等领域中，温度测量占有极重要的地位。在材料学领域里，由于温度是影响材料的组织结构和性能的一个十分重要的工艺参数，精确有效地检测和控制温度，特别是在材料研究中，实现高精度测量，是十分有意义的。近年来温度计量方面的发展大致集中于在温度计量及仪表中采用高新技术，尤其是信息技术以及在有特殊要求、传统技术难以解决的测温场合进行重点应用研究和探索。陕西理工学院毕业设计第2页共41页随着手机应用资费的不断下调及其通信网络的不断完善，应用手机短消息来进行远程监控具有很广阔的应用前景，使用GSM短消息来传递数据信息也是近年来遥测遥控发展领域中的热门技术。某些测温设备位于环境恶劣的野外或是在无人值守的条件下，如果在数据的传输部分加装GSM短消息模块，便可利用GSM公用网组成的传输系统，使系统的可靠性、抗干扰性、稳定性、可维护性、功能扩展性等方面具有明显的优越性，并可降低运营成本和劳动强度。1.2温度监测与报警系统的研究现状温度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用温度计来采集温度，通过人工操作加热、通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。即使有些用户采用半导体二极管作温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。在某些行业中对温度的要求较高，由于工作环境温度不合理而引发的事故时有发生。对工业生产可靠进行造成影响，甚至操作人员的安全。为了避免这些缺点，需要在某些特定的环境里安装数字温度测量及控制设备。传统设计采用单片机对温度进行控制，以其测量精度高，操作简单。可运行性强，价格低廉等优点，特别适用于生活，医疗，工业生产等方面的温度测量及控制。传统设计是一个数字温度测量及控制系统，