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基于GPRS的环境温度监测系统设计

摘要:本文根据远程温度监测的需要,提出了基于GPRS的环境温

度监测系统的设计方案。采集器以单片机作为核心控制器件,通过

DS18B20数字温度传感器采集环境温度数据,后经由GPRS无线传输

模块将采集的数据传输到服务器,监控中心计算机通过监测软件对数

据实时显示和存储。

关键词:温度监测数字温度传感器GPRSDTU

我们的日常生活、生产常常和环境的温度息息相关,在某些生产

领域对温度的实时监测和控制已成为生产过程中非常重要的技术,比

如:能源,化工等行业。近年来,随着计算机技术和通信技术的不断发展,

数据的传输从有线发展到采用无线方式进行实时传输。GPRS通信技

术就以其不需要架设通信线路、组网灵活方便、资源利用率高等独特

的优势使其在无线数据传输系统中越来越被重视。

本文根据远程温度监测的需要,提出了一种基于GPRS的环境温

度监测系统,采用单片机作为核心控制器件对数据进行采集,利用

GPRSDTU无线通信模块远程无线数据传输,控制中心服务器接收

GPRS传输过来的数据,客户端计算机利用监测软件实现温度数据的

显示、查询。

1监测系统总体结构

监测系统由数据采集终端和控制中心两部分构成。数据采集终端

负责温度数据的采集,通过GPRS模块发送数据到控制中心服务器,客

户端计算机通过软件分析处理,实现采集数据的实时显示、曲线显示、

数据存储等功能。

采集终端由温度传感器和单片机构成,温度传感器采集温度,由单

片机对温度数据进行处理并通过RS232串口发送至GPRS模块,GPRS

模块将数据无线传输到控制中心服务器上,客户端计算机通过Internet

利用监测软件对数据进行显示,处理和保存。

2系统采集终端硬件设计

数据采集终端的硬件组成以51系列单片机为核心,包括一个数字

温度传感器DS18B20,电源模块,串口模块,GPRSDTU通信模块

PTD5000等。51系列单片机由I／O口采集数字温度传感器DS18B20

的信号,经分析处理,再通过RS-232串口将温度数据发送给PTD5000

无线模块由其通过GPRS网络发送至监控中心服务器。

2.1电源模块

由于温度传感器DS18B20供电电压为5V,51系列单片机和GPRS

无线模块PTD5000的工作电压都为5V,因此本系统只需要通过变压器

与市电连接提供电源,具体电路图如图3所示。

2.2温度传感器

温度传感器采用美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器

DS18B20,DS18B20采用导热性高的密封胶灌封,保证了温度传感器的

高灵敏性,极小的温度延迟。该温度传感器支持“一线总线”接口

(1-Wire),测量温度范围为-55°C～+125°C,在-10°C～+85°C范围内,精

度为±0.5°C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了

系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量。

2.3GPRS无线传输模块

本系统采用的PTD5000GPRSDTU无线数据传输终端是广州市

谱泰通信科技有限公司开发的GPRS/CDMA系列产品之一,它是即插

即用,实现RS232/485与TCP/UDP协议透明转换的专用产品,主要满足

客户对无线数据业务的需求,为远程数据通讯提供无线接口。用户只

需设置一些参数就可以实现将嵌入式系统直接与Internet相连,实现网

络的互连互通。极大地简化了用户开发过程,使得远程终端与服务器

之间的通讯就像普通串口设备通讯一样简单。

3系统软件设计

系统软件由采集终端软件和控制中心客户端软件两部分组成,采

集终端软件采用C语言编写,写入单片机对温度进行采集和处理后由

GPRS模块进行发送。控制中心软件实现采集数据的实时显示、曲线

显示、数据存储等功能。

3.1数据采集终端软件设计

终端通过RS-232串口与PTD5000