电子与信息工程毕业论文:基于GPRS的远程信息采集系统.doc
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1、 本 科 毕 业 设 计 基于 GPRS 的远程信息采集系统 所在学院 专业班级 电子与信息工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I 摘要 在工农业生产中,在许多场合往往需要对一些异地的物理量进行监视。如深水网箱在远离海岸的海上养鱼,需对网箱的环境的水质参数和水 温参数等进行检测。 GPRS 是目前解决移动通信信息服务的一种较完美的业务,它是以数据流量计费,或大数据的包月包年计费。覆盖范围广泛,数据传输速度更快。故采用 GPRS 通信方式可以实现远程数据的传输。 本设计利用单片机 STC89C52 控制 F2313 GPRS DTU,温度芯片 DS18B20, OCM1286
2、4LCD 显示芯片构成一个 GPRS 远程信息采集系统,实现远程温度信息的无线传输。 F2313 GPRS DTU 是GPRS 的一个传输模块,它支持 PPP,TCP,UDP,DNS 等多种复杂网络协议和 SOCKET 插口标准,并支持全透明数据收发模式,发送的数据和接收的数据完全一样。该模块通信主要是通过 AT 指令来完成, AT 指令集是从终端设备或数据终端设备向终端适配器发送的。本设计中以单片机与 DTU 设备通过串口相连来写入 AT 命令和传输有效数据,并在接收端用 OCM12864LCD 显示芯片设计一个 LCD 显示模块,以便于观察。对于单片机编程方面,传统的方式需要使用仿真器和程
3、序烧录器进行程序的开发和烧录,这对于实物调试非常不方便。本设计中加入了在线编程模块,用 MAX232 来进行电平转化,使单片机与 PC 机通过串口方式相连,实物调试的时候就不需 要从电路板上取下单片机,可以直接对它用 ISP 的方式进行擦除或再编程。 本文着重讨论 GPRS 远程信息采集系统 的工作机理,硬件电路,及程序编程。整个电路设计的思路简单明确,程序功能完全,硬件电路简洁,消耗成本较小,有利于应用到各种实际的场合中。 关键词 : DTU; STC89C52; GPRS;在线编程II Abstract In the industrial and agricultural producti
4、on, in many cases often require the physical quantities of some off-site monitoring. Such as cage fish in the sea off the coast, the need for water quality parameters in cage environment and temperature parameters for testing. GPRS is the mobile information services to solve a more perfect business,
5、 it is based on data flow accounting, or large data packets on the monthly billing. Cover a wide range of data transfer faster. Therefore, communication can be achieved using GPRS remote data transmission. This design uses SCM STC89C52 control F2313 GPRS DTU, temperature chip DS18B20, OCM12864LCD di
6、splay chip to form a GPRS remote data acquisition systems, remote temperature information of the wireless transmission. F2313 GPRS DTU is a GPRS transmit module, which supports PPP, TCP, UDP, DNS and other network protocols and complex SOCKET socket standards, and support for transparent data transc
7、eiver mode, data sent and received data exactly the same. The module communication is mainly done through the AT command, AT command set is from the terminal equipment or data terminal equipment sent to the terminal adapter. The design of a microcontroller and the DTU is connected through the serial
8、 port device to write the AT commands and transmit valid data, and at the receiving end of a chip design with OCM12864LCD Display LCD display module in order to facilitate observation. For the microcontroller programming, the traditional way to use burner emulator and procedures for program developm
9、ent and burn, which is very convenient for debugging in kind. Added to the design of online programming module, with the MAX232 for level conversion, the microcontroller and the PC, connected through the serial port mode, you do not need real time debugging remove the microcontroller from the circui
10、t board, can direct it with the way ISP erase or re-programming. This article focuses on GPRS remote data acquisition system working mechanism, hardware circuits, and programming. The idea of the circuit design simple and clear, the program fully functional, the hardware circuit is simple and consum
11、es less cost, benefit applied to various practical occasions. Keyword: DTU; STC89C52; GPRS; ISPIII 目录 引言 . 1 第 1 章 设计要求及方案论证 . 2 1.1 设计要求 . 2 1.2 系统基本方案选择和论证 . 2 1.2.1 主控芯片的选择方案和论证 . 2 1.2.2 无线传输模块的选择 . 2 1.2.3 温度传感器的选择方案与论证 . 3 1.3 电路设计最终方案决定 . 3 第 2 章 系统的设计概述 . 4 2.1 系统设计框图 . 4 2.2 系统硬件概述 . 4 2.3
12、主要芯片原理及概述 . 4 2.3.1 STC89C52RC 单片机 . 4 2.3.2 MAX232 芯片简介 . 5 2.3.3 数字温度传感器 DS18B20 . 6 2.3.4 OCM12864 液晶显示模块 . 7 2.3.5 F2313 GPRS DTU . 8 第 3 章 主要电路设计及其实现 . 9 3.1 STC89C52 单片机最小系统以及在线编程电路 . 10 3.2 温度采集模块 . 12 3.2.1 DS18B20 初始化 . 13 3.2.2 DS18B20 的读写操作 . 13 3.2.3 温度采集模块主程序 . 15 3.3 显示芯片 OCM12864 . 17
13、 3.3.1 硬件电路连接与基本指令描述 . 17 3.3.2 显示模块软件设计 . 20 3.4 GPRS 模块 F2313_GPRS DTU . 22 3.4.1 F2313 GPRS DTU 的初始化 . 22 3.4.2 GPRS 模块软件部分设计 . 24 IV 第 4 章 开发环境、制作调试过程 . 27 4.1 软件开发平台 Keil uVision2 . 27 4.1.1 外围接口 . 27 4.1.2 性能分析 . 27 4.1.3 变量来源浏览 . 27 4.1.4 代码作用范围分析 . 28 4.2 制作调试过程 . 28 4.2.1 PCB 板制作 . 28 4.2.2
14、 元器件焊接 . 28 4.2.3 电路调试 . 28 小结 . 29 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 30 附录 1:设计 PCB 图 . 31 附录 2:设计 实物 . 32 1 引言 在工农业生产中,在许多场合往往需要对异地的一些物理量进行检测和监视。目前在远程数据采集系统中,多是采用电台数传、电话网、自组网等方式作数据通信,这几种方式在实时性、稳定性、抗干扰性、可靠性等方面存在明显的不足,而且监控的距离也有一定的限制。而将 GSM/GPRS/CDMA技术应用于远程监控系统中,能发挥其数据传输稳定,数据流量大,接入方便等的优点,实现对远端现场数据的集中监控和管理,提高系统的
15、抗干扰性,增强监控系统的可靠性和稳定 性。 GPRS( General Packet Radio Service GPRS)简单地讲就是“通用分组无线业务”。具体来说, GPRS网络是叠加在数字公用陆地移动通信网 GSM网络之上,为 GSM网络用户提供高速的分组数据业务的一种新的网络。它充分利用现有的无线网络资源,为 GSM用户提供诸如Internet等数据通信网络一种无线接入的方案。它是 GSM阶段 2加( Phase2+)定义的新业务。由于目前 GSM移动电话用户占到了全球 4.5亿移动电话用户的四成以上,因此 GPRS在未来的移动数据市场中占有一定的天然优势 。 目前全世界已有近百个运营
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