基于GPRS的智能蒸發(fā)測量儀與計算機通信設(shè)計

1、基于GPRS的智能蒸發(fā)測量儀與計算機通信設(shè)計基于GPRS的智能蒸發(fā)測量儀與計算機通信設(shè)計前言隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的快速開展，尤其是無線通信技術(shù)的迅速開展，對遠程通信和遠程監(jiān)控發(fā)揮著重大作用，極大的進步了遠程信息的實時性和傳播的快速性。蒸發(fā)是水圈、大氣圈和生物圈水分和能量交換的主要過程，是水循環(huán)過程中的重要環(huán)節(jié)，是江河、湖泊、水庫等水體水量損失的主要局部。因此，蒸發(fā)量是水資源評價、農(nóng)田節(jié)水排灌、氣象預(yù)測的重要參考指標(biāo)，獲得實時準(zhǔn)確的蒸發(fā)數(shù)據(jù)成為水文監(jiān)測中心工作的重要內(nèi)容。然而，很多水文監(jiān)測站都是在野外，或是偏遠地區(qū)，水文工作人員不可能長時間在監(jiān)測站隨時監(jiān)測。為幫助了水文工作人員解決這一難題，能

2、本文由論文聯(lián)盟搜集整理夠隨時和準(zhǔn)確的獲得當(dāng)時當(dāng)?shù)氐恼舭l(fā)情況，本文主要介紹基于8951單片機為主控U并帶有GPRS無線通信功能的智能蒸發(fā)測量儀。一、蒸發(fā)遙測系統(tǒng)總體設(shè)計本系統(tǒng)主要由蒸發(fā)測量儀、GPRS網(wǎng)絡(luò)、計算機監(jiān)控系統(tǒng)中心等組成。蒸發(fā)測量儀測得數(shù)據(jù)，通過U對數(shù)據(jù)進展相應(yīng)的協(xié)議封裝后傳送給無線GPRS模塊，該模塊將數(shù)據(jù)傳送上GPRS公眾網(wǎng)，通過Internet傳輸方式將數(shù)據(jù)傳送到遠程計算機監(jiān)控中心。下面是蒸發(fā)遙測系統(tǒng)框圖1。蒸發(fā)測量儀是采用8951芯片作為主控U，內(nèi)置大容量FLASH存儲器，LD顯示，外設(shè)有接口連接無線GPRS模塊，具有耗能少，在線歷史數(shù)據(jù)查詢，GPRS無線通信的功能。單片主控芯

3、片U控制步進電機旋轉(zhuǎn)通過滑塊帶動傳感器上下挪動尋找水面，傳感器觸水步進電機停頓轉(zhuǎn)動，記錄、保存數(shù)據(jù)到存儲器且在LD上顯示，并通過GPRS無線通信遙傳至計算機。蒸發(fā)測量儀采用8951芯片，P0口采用總線方式控制鍵盤、顯示及時鐘電路的數(shù)據(jù)傳輸、P1口主要用來做電機的輸出控制線和上、下限開關(guān)輸入線，片外數(shù)據(jù)存儲器主要用來存放歷史測量數(shù)據(jù)。通信采用工業(yè)用RS485接口外接GPRS模塊的方式，即可以通過長線傳輸通信，又可以通過無線數(shù)據(jù)通信。蒸發(fā)測量儀構(gòu)造圖如圖2。2、GPRS模塊嵌入式GPRS無線通信模塊主要由嵌入TP/IP的單片機S1210Y5、GPRS模塊、SI卡座、外部接口和擴展數(shù)據(jù)存儲器等局部組

4、成。S1210主要用于控制GPRS模塊的信息接收和發(fā)送，并通過標(biāo)準(zhǔn)RS232串口和外部控制器比方數(shù)據(jù)采集端進展數(shù)據(jù)通信，同時用軟件實現(xiàn)中斷，以完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。本文的GPRS模塊采用德國Sieens公司消費的35模塊。35模塊主要由射頻天線，內(nèi)部Flash、SRA、GS基帶處理器、匹配電源和一個40腳的ZIF插座組成。GS基帶處理器是核心部件，其作用相當(dāng)于一個協(xié)議處理器，用來處理外部系統(tǒng)通過串口發(fā)送AT指令，射頻天線局部主要實現(xiàn)信號的調(diào)制和解調(diào)，以及外部射頻信號與內(nèi)部基帶處理器之間的信號轉(zhuǎn)換，匹配電源為處理器基射頻局部提供所需的電源。35的外圍電路如下列圖3所示：3、單片機與GPRS模塊的通信單片

5、機采用美國德州儀器公司最新推出的基于8051內(nèi)核的S1210Y5，該芯片具有很強的數(shù)據(jù)處理才能，時鐘頻率為33Hz，指令運行速度實際上與運行在99Hz時鐘頻率下的標(biāo)準(zhǔn)8051內(nèi)核相當(dāng)，32KBFlash程序存儲器，256B內(nèi)部RA和1024B片上SRA，2KB啟動R，支持串行和并行的在系統(tǒng)編程，雙數(shù)據(jù)指針DPTR0和DPTR1可加快數(shù)據(jù)塊的挪動速度，其主要實現(xiàn)過程如下：1通過AT指令初始化GPRS無線模塊，使之附著在GPRS網(wǎng)絡(luò)上，以獲得網(wǎng)絡(luò)運營商動態(tài)分配的GPRS終端IP地址，并與目的終端建立連接。2通過串口0擴展AX232標(biāo)準(zhǔn)串口和外部控制器例如數(shù)據(jù)采集端連接，外部控制器端接出標(biāo)準(zhǔn)串口，按

6、照約好的協(xié)議可很容易利用本設(shè)計的控制器進展通信。3復(fù)用P1.2和P1.3，也就是串口1分別和GPRS模塊的TXD0和RXD0連接，P1口的其他6個端口分別接到GPRS模塊對應(yīng)的剩余RS232通信口。通過軟件置位完成對35的初始化和控制GPRS模塊的收發(fā)數(shù)據(jù)。4、數(shù)據(jù)處理與傳送數(shù)據(jù)包在主機和GPRS效勞器群中傳輸使用的是基于IP的分組，即所有的數(shù)據(jù)報文都要基于IP包，但明文傳送IP包不可齲故一般使用PPP協(xié)議進展傳輸，模塊向網(wǎng)關(guān)發(fā)送PPP報文都會傳送到Internet網(wǎng)中相應(yīng)的地址。而從Internet傳送過來的應(yīng)答幀也同樣會根據(jù)IP地址傳送到GPRS模塊，從而實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)和Internet網(wǎng)絡(luò)通過GPRS模塊的透明傳輸。GPRS模塊登陸上GS網(wǎng)絡(luò)后，自動連接到數(shù)據(jù)中心，向數(shù)據(jù)中心報告其IP地址，并保持和維護數(shù)據(jù)鏈路的連接，GPRS監(jiān)測鏈路的連接情況，一旦發(fā)生異常，GPRS模塊自動重新建立鏈路，數(shù)據(jù)中心和GPRS模塊之間就可以通過IP地址通過UDP/IP協(xié)議進展雙向通信，實現(xiàn)透明的可靠數(shù)據(jù)傳輸。二、完畢語本文通過改良和研發(fā)的基于GPRS通信方式的低功耗遠程水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)，將其應(yīng)用于水文自動測報系統(tǒng)、氣象預(yù)報系統(tǒng)和節(jié)水排灌系統(tǒng)中，能準(zhǔn)確地實現(xiàn)中心站對水位的蒸發(fā)數(shù)據(jù)的遠