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【摘 要】 远程数据采集系统广泛应用于各种无人值守的工业现场，短信息通信具有开发方便、维护费用低、可靠性高等优点，使其在诸多领域中得到了广泛的应用。本文开发的数据采集系统应实际工程需要，将短信息通信技术应用到工程领域。文中详细介绍了该系统的工作流程及原理框图，同时给出了系统关键部位的软件开发流程图。目前该系统已成功应用于福耀玻璃工业集团股份有限公司JC-34连续炉设备和炉外成型钢化炉设备，取得了良好的效果。
【关键词】 GSM STC89LE54AD芯片；单片机；手机；短消息；PDU接口技术；应用
1 引言
随着计算机和通讯技术的发展，分布式测控系统的应用范围越来越广泛。针对地理位置较为分散的系统，系统内部的通讯多采用无线通讯方式。目前国内许多遥控遥测系统的远程实时监控，数据采集等功能，多是依靠电台或数传机等无线通讯方法实现，这些方式不仅容易受到外界干扰，在使用过程中还经常出现数据传输速度慢，数据易丢失，传剔准确性不高等问题，而且若系统所处位置地势较为起伏，也会较大程度的影响通讯效果。
文中介绍的短信息数据采集系统实行了对玻璃成型的现场数据的远程采集。同时该系统经过简单的修改，可以方便的应用到LNG调压站、化工、电厂等多个领域。
2 下位机系统的总体设计与硬件连接
本下位机系统主单片机采用宏晶科技生产的STC51芯片，通过单线温度传感器DS18B20和湿度传感器HM1500采集环境湿度和温度，然后用手机短信的方式把采集到的数据发送出去。下位机系统的工作原理如图1所示。
3 硬件设计
3.1 STC89LE54AD芯片
STC89LE54AD是深圳宏晶科技产的芯片，支持ISP在线编程，自带8路8位高速A/D转换，工作电压（3.6～2.4）V，可降低到（2.4～1.9）V，I/O口：P0，P2，P3，P4口可承受5V输入，P1口只能承受3.6V输入。P4口：地址在C0H，P4.0～P4.3。A/D转换在P1口：P1.0～P1.7共8路，电压输入型，可做按键扫描，电池电压检测，频谱检测等。
3.2时钟芯片DS1302
DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿功能，工作电压宽达2.5～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。
3.3电平转换芯片MAX232
MAX232芯片的转换接口MAX232是MAXIM公司生产的，包含两路驱动器和接收器的RS-232转换芯片。芯片内部有一個电压转换器，可以把输入的+5v电压转换为RS-232接口所需的±10V电压，尤其适用于没有±12V的单电源系统。
3.4温度传感器DS18B20
美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS1820，可把温度信号直接转换成串行数字信号供微机处理。由于每片DS1820含有唯一的硅串行数，所以在一条总线上可挂接任意多个DS1820芯片。从DS1820读出的信息或写入DS1820的信息，仅需要一根口线（单线接口）。读写及温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS1820供电，而无需额外电源。DS1820提供九位温度读数，构成多点温度检测系统而无需任何外围硬件。
3.5湿度传感器HM1500
湿度传感器HM1500是专门适用于需要精确可靠检测湿度的OEM用户，它的特点是有很小的易于安装的接头，可以非常节省成本的机械自动安装。由于它是线性的电压输出湿度检测模块，因此能直接与微控制器相接。
3.6单片机与手机的硬件接口
目前市场上流行的大部分手机几乎都具有数据引出口，并基本上都支持与GSM短信息相关的AT控制指令（GSM—SMS—AT指令），手机通过数据口以串行方式接收指令并向外输出数据。
手机数据线是专为连接PC机9针串口而设计的，一是信号电平为标准的RS232电平，只要单片机的串口也转换为RS232电平，就可方便连接。二是9针串口引脚定义是固定的，即2脚为TXD（手机发送），3脚为RXD（手机接收）、5脚为GNG。单片机与手机数据口连接电路如图2所示：
4 软件设计
4.1系统软件流程图
4.2主程序设计
5 结束语
本文设计GSM网络的STC51实现短信息的传送。分析了远程数据采集系统的硬件电路设计方法、利用短消息方式传输数据、以及远程采集系统的软件设计。实现了远距离采集数据与GSM无线数据传输技术相结合，摆脱有线困扰，使得系统有广泛的适用范围和较高的使用价值。如多点的温度、湿度采集系统，分布式压力检测控制系统，在工业控制、仓库环境监测和物理实验中物理量的采集等领域都有广泛的应用。
参考文献：
【1】高峰.单片微机应用技术设计及实用技术.北京：机械工业出版设，2004.
【2】杨剑华.控制工程.中国科技出版社.2005年1月.67-70
【3】夏德海.现场总线技术.北京：中国电力出版设，2004
【4】张伟成.电子技术.电子科技出版社.2004年1月.31-34
【5】张迎新等.单片微型计算机原理应用及接口技术.国防工业出版社.2001.5
【6】西门子AT指令集
【关键词】 GSM STC89LE54AD芯片；单片机；手机；短消息；PDU接口技术；应用
1 引言
随着计算机和通讯技术的发展，分布式测控系统的应用范围越来越广泛。针对地理位置较为分散的系统，系统内部的通讯多采用无线通讯方式。目前国内许多遥控遥测系统的远程实时监控，数据采集等功能，多是依靠电台或数传机等无线通讯方法实现，这些方式不仅容易受到外界干扰，在使用过程中还经常出现数据传输速度慢，数据易丢失，传剔准确性不高等问题，而且若系统所处位置地势较为起伏，也会较大程度的影响通讯效果。
文中介绍的短信息数据采集系统实行了对玻璃成型的现场数据的远程采集。同时该系统经过简单的修改，可以方便的应用到LNG调压站、化工、电厂等多个领域。
2 下位机系统的总体设计与硬件连接
本下位机系统主单片机采用宏晶科技生产的STC51芯片，通过单线温度传感器DS18B20和湿度传感器HM1500采集环境湿度和温度，然后用手机短信的方式把采集到的数据发送出去。下位机系统的工作原理如图1所示。
3 硬件设计
3.1 STC89LE54AD芯片
STC89LE54AD是深圳宏晶科技产的芯片，支持ISP在线编程，自带8路8位高速A/D转换，工作电压（3.6～2.4）V，可降低到（2.4～1.9）V，I/O口：P0，P2，P3，P4口可承受5V输入，P1口只能承受3.6V输入。P4口：地址在C0H，P4.0～P4.3。A/D转换在P1口：P1.0～P1.7共8路，电压输入型，可做按键扫描，电池电压检测，频谱检测等。
3.2时钟芯片DS1302
DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿功能，工作电压宽达2.5～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。
3.3电平转换芯片MAX232
MAX232芯片的转换接口MAX232是MAXIM公司生产的，包含两路驱动器和接收器的RS-232转换芯片。芯片内部有一個电压转换器，可以把输入的+5v电压转换为RS-232接口所需的±10V电压，尤其适用于没有±12V的单电源系统。
3.4温度传感器DS18B20
美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS1820，可把温度信号直接转换成串行数字信号供微机处理。由于每片DS1820含有唯一的硅串行数，所以在一条总线上可挂接任意多个DS1820芯片。从DS1820读出的信息或写入DS1820的信息，仅需要一根口线（单线接口）。读写及温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS1820供电，而无需额外电源。DS1820提供九位温度读数，构成多点温度检测系统而无需任何外围硬件。
3.5湿度传感器HM1500
湿度传感器HM1500是专门适用于需要精确可靠检测湿度的OEM用户，它的特点是有很小的易于安装的接头，可以非常节省成本的机械自动安装。由于它是线性的电压输出湿度检测模块，因此能直接与微控制器相接。
3.6单片机与手机的硬件接口
目前市场上流行的大部分手机几乎都具有数据引出口，并基本上都支持与GSM短信息相关的AT控制指令（GSM—SMS—AT指令），手机通过数据口以串行方式接收指令并向外输出数据。
手机数据线是专为连接PC机9针串口而设计的，一是信号电平为标准的RS232电平，只要单片机的串口也转换为RS232电平，就可方便连接。二是9针串口引脚定义是固定的，即2脚为TXD（手机发送），3脚为RXD（手机接收）、5脚为GNG。单片机与手机数据口连接电路如图2所示：
4 软件设计
4.1系统软件流程图
4.2主程序设计
5 结束语
本文设计GSM网络的STC51实现短信息的传送。分析了远程数据采集系统的硬件电路设计方法、利用短消息方式传输数据、以及远程采集系统的软件设计。实现了远距离采集数据与GSM无线数据传输技术相结合，摆脱有线困扰，使得系统有广泛的适用范围和较高的使用价值。如多点的温度、湿度采集系统，分布式压力检测控制系统，在工业控制、仓库环境监测和物理实验中物理量的采集等领域都有广泛的应用。
参考文献：
【1】高峰.单片微机应用技术设计及实用技术.北京：机械工业出版设，2004.
【2】杨剑华.控制工程.中国科技出版社.2005年1月.67-70
【3】夏德海.现场总线技术.北京：中国电力出版设，2004
【4】张伟成.电子技术.电子科技出版社.2004年1月.31-34
【5】张迎新等.单片微型计算机原理应用及接口技术.国防工业出版社.2001.5
【6】西门子AT指令集