基于GPRS遠(yuǎn)程無(wú)線通信的水溫水位采集和控制卡的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與社會(huì)的發(fā)展,無(wú)線通信技術(shù)也取得了快速的發(fā)展,發(fā)展的同時(shí)其應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣,例如測(cè)控領(lǐng)域,智能家居領(lǐng)域等。在測(cè)控領(lǐng)域中,設(shè)計(jì)了一套水溫水位采集和控制卡,它采用無(wú)線通信技術(shù),能夠很好的解決當(dāng)前太陽(yáng)能熱水工程中存在的缺陷與不足。而當(dāng)前太陽(yáng)能熱水工程中存在的缺陷與不足主要有:系統(tǒng)是單機(jī)獨(dú)立工作或者系統(tǒng)采用RS485、CAN總線等傳輸方式工作,這幾種工作方式都需要現(xiàn)場(chǎng)操作,不能滿足當(dāng)前人們對(duì)熱水遠(yuǎn)程采集與控制的新需求。因此遠(yuǎn)程數(shù)

2、據(jù)采集與控制成為太陽(yáng)能領(lǐng)域發(fā)展的新方向,而基于GPRS的無(wú)線通信是發(fā)展中的重點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)了一套水溫水位采集控制卡,它基于無(wú)線通信技術(shù),能夠很好地解決當(dāng)前太陽(yáng)能熱水工程存在的缺陷與不足,達(dá)到遠(yuǎn)程采集數(shù)據(jù)和控制熱水的目的。
　　(1)本文的緒論部分首先闡述了該論文設(shè)計(jì)的選題背景,然后分析了太陽(yáng)能熱水工程中水溫和水位采集與控制系統(tǒng)的發(fā)展階段,主要經(jīng)歷了三個(gè)階段:單機(jī)控制階段、RS485總線控制階段、CAN總線控制階段;通過(guò)比較這三個(gè)階段

3、的優(yōu)缺點(diǎn),得出了基于GPRS遠(yuǎn)程無(wú)線通信來(lái)實(shí)現(xiàn)水溫水位采集與控制將是未來(lái)發(fā)展方向的結(jié)論。
　　(2)第二部分是系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。首先對(duì)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述,系統(tǒng)主要由采集控制卡、一個(gè)無(wú)線通信模塊、遠(yuǎn)程PC機(jī)和GPRS網(wǎng)絡(luò)組成;然后重點(diǎn)介紹了GPRS無(wú)線通信模塊。從無(wú)線通信模塊的定義、分類、功能、特點(diǎn)以及在數(shù)據(jù)傳輸方面的優(yōu)點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)等方面出發(fā)選取了一款適合于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的無(wú)線通信模塊—ATK-SIM900A模塊。第二部分還單獨(dú)對(duì)系

4、統(tǒng)中的采集控制卡進(jìn)行了闡述,畫出了采集控制卡的整體框圖,簡(jiǎn)單介紹了采集控制卡的各部分結(jié)構(gòu)。
　　(3)第三部分是本文的核心部分,即采集控制卡的硬件設(shè)計(jì)。將采集控制卡的硬件設(shè)計(jì)分為兩部分:一部分是下位機(jī)的硬件設(shè)計(jì);另一部分是無(wú)線通信模塊SIM900A的硬件設(shè)計(jì)。在下位機(jī)的硬件設(shè)計(jì)中,主要包括了PIC18F458微控制器及外圍電路、按鍵輸入電路、液晶顯示電路、水溫測(cè)量電路、水位測(cè)量電路、繼電控制電路和實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路。每個(gè)電路都列出了詳細(xì)

5、電路圖,特別是水溫測(cè)量電路和水位測(cè)量電路,我們做了詳細(xì)的闡述。在無(wú)線通信模塊 SIM900A的硬件設(shè)計(jì)中,主要包括了電源電路設(shè)計(jì)、開關(guān)電路設(shè)計(jì)、指示燈(電源指示燈和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示燈)電路設(shè)計(jì)、天線接口電路設(shè)計(jì)、RS232串口電路設(shè)計(jì);在這一部分中,主要對(duì)源電路設(shè)計(jì)、開關(guān)電路設(shè)計(jì)、天線接口電路設(shè)計(jì)和RS232串口電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述,其他的沒(méi)有做詳細(xì)介紹。
　　(4)第四部分也是本文的核心部分,即采集控制卡的軟件設(shè)計(jì)。首先列出了適合該系

6、統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境,然后通過(guò)比較幾種在線仿真器,選出了適合該系統(tǒng)的仿真器—MAPLAB ICD2在線調(diào)試器。在軟件設(shè)計(jì)這一部分中,主要闡述了采集控制卡的初始化程序、采集控制卡的發(fā)送程序和無(wú)線通信模塊SIM900A的接收程序這三方面。在采集控制卡的初始化中,包括下位機(jī)的初始化和無(wú)線通信模塊SIM900A的初始化。而下位機(jī)的初始化包括了繼電控制輸出端口的設(shè)定、PCF8563實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片內(nèi)地址的設(shè)定、PCF8563實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片內(nèi)地址的設(shè)定、A/D模

7、塊初始化水溫?cái)?shù)據(jù)的采集、水溫水位的限定、LCD模塊的初始化及數(shù)據(jù)顯示、I2C總線的設(shè)定、PCF8563的設(shè)定。無(wú)線通信模塊SIM900A的初始化包括線通信模塊有是否插入SIM卡,SIM卡信號(hào)質(zhì)量如何,當(dāng)前SIM卡運(yùn)營(yíng)商,正常工作指示燈是否點(diǎn)亮,SIM900A網(wǎng)絡(luò)是否正常,網(wǎng)絡(luò)指示燈是否閃爍,存儲(chǔ)器讀寫是否正常。在無(wú)線通信模塊的初始化中我們還用到了串口調(diào)試助手作為系統(tǒng)調(diào)試的重要工具。
　　(5)第五部分是本文的總結(jié)和以后工作的展望。