基于GSM模块的远程监测系统

刘红娟，徐菲，沈大伟，李新娥

（中北大学电子测试技术重点实验室，山西，太原030051）

0 引言

随着检测技术的飞速发展，环境数据采集与监测技术得到了广泛的应用并占据了工农业生产控制的重要环节。本系统采用了80C51单片机是整个系统的核心控制元件；TC35i模块则负责上位机与下位机之间的远程通信。该系统原理简单，具有很高的实验与应用价值。

1 系统的基本组成

系统分为监测中心站和远程监测分站两部分：监测中心站主要由监测中心站服务器、GSM无线通信模块、数据库系统及其应用软件组成；远程监测分站主要由单片机及外围电路、传感器和GSM无线通信模块(TC35i)组成。

总设计方案如图1所示。

图1 基于GSM模块TC35i的远程监测系统图

2 TC35i模块的硬件设计

发射端的模块TC35i模块有40个引脚，第1～5引脚是正电源输入脚采用+4.2V，第6～10引脚是电源地。15脚是启动脚IGT，它与89C51的P1.3口相接，给IGT加一个大于100ms的低脉冲，使TC35i进入工作状态。本模块32脚与单片机的P1.2脚连接，指示TC35i的工作状态。其与单片机的连接电路图如图2所示。

图2 发射端的模块TC35i模块与单片机接口电路

接收端采用工业集成GSM模块，接收短信。

3 89C51单片机系统

在该系统中，我们对于89C51主要引脚功能的使用如下：

⑴XTAL1和XTAL2：接11.05926MHZ的晶振，构成为单片机的时钟电路。

⑵ ALE/P：ALE端输出脉冲信号，信号经分频后作为AD0809转换器时钟。

⑶P0口:作为单片机扩展系统（6264）及A/D 转换器（ADC0809）的地址/数据线使用。

⑷ P1口:

P1.0和P1.1端口采用下拉方式驱动两路LED指示灯，可以用于指示多种GSM状态。P1.5采用下拉驱动的方式通过光藕驱动一路继电器，可以控制交流负载，实现短信遥控继电器开关的功能。 单片机的P1.2和TC35i的的第32脚SYNC引脚连接，便于单片机读取TC35i的状态。

⑸ P2口：高8位地址线中P2.0-P2.4作为RAM6264的高位地址（A12-A8），P2.7连接RAM6264的片选信号CS1，P2.0启动A/D转换。

其中，A/D转换器（ADC0809）与微机接口的接口电路如图3所示。

图3 ADC0809与微机接口的接口电路图

4 监控中心

监控中心接收到数据采集子系统发送的数据后，由监控计算机进行存储等处理,系统中的无线通信子系统是以GSM手机模块TC35i为核心，依靠GSM网络平台，完成SMS信息的发送与接收。

5 软件设计

本设计通过对单片机的编程达到对8路数据的循环采集和显示对采集的数据有越线报警功能，实现对监控中心命令的执行。

循环采集流程图如图4所示。

图4 循环采集流程图

6 测试方法与测试结果

⑴测试条件 ：环境温度20℃，电源电压正4.2V。

⑵测试仪器：DT830数字万用表、 SS—7820示波器、 KENTAC—2202数字可调稳压电源、 函数信号发生器、WAVE仿真器。

⑶采集测试

在第一路电压测试点与测试公共地之间接上数字电压表，调节数字可调稳压电源的旋钮，改变其输出电压，读出采集系统的显示值和电压表实测值，如表1所示。

表1

用上面方法对第二、三、四、五、六、七、八路测试结果，如下表2所示。

表2

误差分析：由于采用的A/D转换器0809只有8位，当其满量程为4.2V时，其分辨率为0.016V。由以上两表可以看出，测量的误差在系统的允许范围之内，而且，其误差是由A/D转换器0809的分辨率决定的。其精度满足大部分工业控制和智能测量仪器的要求，并且，其存储功能也达到我们设计预期的要求。

7 总结

本系统完成了对环境信号的采集、处理，在此基础上还可开发一系列以单片机为核心，依靠GSM网络平台远程传输的各种测试系统，用途广泛。

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