基于GTM900C温度检测装置设计说明书.doc

1、沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文） i 摘要 本文用华为生产的 GTM900C 模块，借用无线发送和接收、基带处理等功能，来实现无线数据传输和短信收发任务。为了对温室大棚室温实施监测，避免局部温度过高，利用 DS18B20 单总线型数字温度传感器，采用外部供电方式，结合 AT89C51 单片机，外加串口电路，报警电路以及显示模块，设计了温度检测并报警的硬件系统。依据 DS18B20型温度传感器操作指令，首先读取各传感器的序列号，并确定传感器对应的各点位置关系，定时循环读出各个传感器的温度值并循环显示，单片机依据设定的报警温度上下限做出报警处理；同时 ，也可利用串口把各点的温度值传给上位机

2、作进一步的处理。实例表明，该系统工作稳定，操作方便，成本低廉，实现了温室大棚中的多点温度检测以及越限报警功能。该设计主要是温度传感器相关技术的工作原理，分析实现功能要求电路的工作过程及设计，软件编程来实现温度报警系统的发送及接收。 关键字 ： GTM900C 模块；单片机；温度传感器 沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文） ii Abstract In this paper, the production of GTM900C Huawei module, to borrow the wireless sending and receiving, baseband processing an

3、d other functions, to achieve wireless data transmission and text messaging tasks. In order to monitor the implementation of greenhouses at room temperature, to avoid local temperature is too high, the use of DS18B20 single-bus digital temperature sensor, external power supply, combined with AT89S52

4、 microcontroller, plus a serial circuit, alarm circuit and display module, designed to detect and alarm temperature Hardware system. DS18B20 temperature sensor according to operating instructions, first read the serial number of each sensor and determine the location of the sensor between the corres

5、ponding points, timing cycle to read out the temperature of each sensor values and cycle through the microcontroller based temperature alarm set to do upper and lower limits The alarm processing; the same time, the serial port can also be used to pass each point temperature value PC for further proc

6、essing. Examples show that the system is stable, easy operation, low cost, to achieve a greenhouse in the multi-point temperature measurement and the more limited the alarm.The design is mainly related to the temperature sensor technology works, to achieve the functional requirements of the work pro

7、cess and circuit design, software programming to achieve the temperature alarm system to send and receive. Keywords: GTM900C module ； Microcontroller ； Temperature sensor 沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文） iii 目录 第一章 前言 . 1 1.1 课题背景 . 2 1.2 温度采集技术现状 . 2 1.3 预期目标 . 2 第二章 GTM900C 无线模块 . 3 2.1 选择 GTM900C 模块理由 . 3 2.

8、1.1 GTM900C 模块产品定位 . 3 2.1.2 GTM900C 模块产品特性 . 3 2.1.3 GTM900C 模块产品的应用 . 5 2.1.4 GTM900C 模块的业务演示框图 . 5 2.2 GTM900C 无线模块 AT 命令 . 6 2.2.1 AT 命令类型 . 6 2.2.2 消息发送和写入命令 . 7 2.3 GTM900C 信号连接器和天线接口 . 10 2.3.1 信号连接器 . 10 2.3.2 天线接口 .11 2.3.3 接口信号 . 12 2.4 接口的使用 . 14 2.4.1 UART 接口的功能特性 . 15 2.4.2 UART 接口信号定义

9、. 15 2.4.3 UART 接口 DCE-DTE 配线 . 16 第三章 硬件选择及理由 . 17 3.1 温度传感器的选型 . 17 3.2 元器件的选择 . 18 3.2.1 核心芯片的选择 . 18 3.2.2 模数转换芯片的选择 . 18 3.2.3 温度传感器的选择 . 18 3.3 DS18B20 的功能介绍 . 18 3.3.1 DS18B20 特性 . 18 3.3.2DS18B20 工作原理及应用 5 . 21 3.3.3DS28B20 芯片 ROM 指令表 . 22 3.3.4DS28B20 芯片存储器操作指令表 . 22 3.4 系统设计框图 . 23 第四章 系统设

10、计 . 24 4.1 温度检测系统设计 . 24 4.1.1 单片机的选择 . 24 4.1.2 时钟电路的设计 . 24 4.1.3 复位电路的设计 . 25 4.2 温度采集电路设计 . 26 4.3 显示电路的设计 . 26 沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文） iv 4.3.1 显示器电路的设计 . 26 第五章 软件设计 . 28 5.1 程序框图设计 . 28 5.2 按键扫描子程序流程图 . 29 5.3 温度程序流程图 . 30 5.4 温度显示模块程序流程图 . 31 第六章 技术经济分析 . 32 第七章 结论 . 34 参考文献 . 35 致谢 . 36 沈阳建筑大学

11、城市建设学院毕业设计（论文） 基于 GTM900C 温度检测装置设计 第一章 前言 温度对工、农业生产和日常生活有着重大的影响，如空调系统温度检测，电力、电讯设备之间过热故障预知检测，消防电气的非破坏性温度检测等等，可见温度监测系统的应用领域十分广泛，因此对温度的检测有着重要的现实意义。 我国人多地少，人均占有耕地面积更少。因此，要改变这种局面，只靠增加耕地面积是不可能实现的，因此我们要另辟蹊径，想办法来提高单位亩产量。温室大棚技术 就是其中一个好的方法。 温室大棚就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件，创造一个人工气象环境，来消除温度对生物生长的约束。而且，温室大棚能克服环境对生物生长的限制

12、，能使不同的农作物在不适合生长的季节产出，使季节对农作物的生长影响不大，部分或完全摆脱了农作物对自然条件的依赖。由于温室大棚能带来可观的经济效益，所以温室大棚技术越来越普及，并且已成为农民增收的主要手段。 随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，温室大棚的温度控制便成为一个十分重要的课题。传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计， 通过读取温度值来知道大棚内的实际温度，然后根据现有温度与额定温度进行比较，看温度是否过高或过低。如果过高，就对大棚进行降温处理；如果过低，就对大棚进行升温处理。这些操作都是在人工情况下进行的，耗费了大量的人力物力。现在，随着国家经济的快速发展，农业产业规模的不断提

13、高，农产品在大棚中培育的品种越来越多，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局限性。大型温室大棚的建设对温度检测技术也提出了越来越高的要求。 本设计由单片机、数字温度传感器、显示电路构成的多点温度数据采集系统，可以方便的实现多 点的温度测量，并容易实现数据的远距离传送，系统的抗干扰性好、设计灵活方便。本系统可以应用在工业及民用常温温度多点检测场合。 沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文） 1.1课题背景 温度是衡量温室大棚的重要指标 ,它直接影响到栽培作物的的生长和产量 ,为了能给作物提供一个合适的生长环境 ,首要问题是加强温室内的温度的检测 , 但传统的方法是用与温度表等测试

14、器材，通过人工进行检测，对不符合温度要求的库房进行通风、降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度误差大，随机性大。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温度测量仪。该设 计即是针对这一问题 ,设计出了能够实现温度自动检测 ,显示 ,上下限报警等多功能的温度监测控制系统。 1.2温度采集技术现状 在传统的温度测量系统设计中 ,往往采用模拟技术进行设计。传感器一般采用热电阻、热电偶等模拟器件，需要额外加补偿电路，安装复杂，成本较高。而且必须经过A/D 转换后才可以被微处理器识别和处理。这样就不可避免地遇到诸如引线误差补偿、多点测量中的切换误差和信号调理电路的误差等问题 ;

15、而其中某一环节处理不当 ,就可能造成整个系统性能的下降。而 DS1820 新型单总线数字温度传感器，采用 3 脚 (或 8 脚 )封装，从 DS1820 读出或写入数据仅需要一根 I O 口线，而且测量精度达到 12 位，最低精确到小数点后 4 位有效数字 1。用这种智能化数字式传感器的优胜显而易见。 1.3预期目标 系统完成后可以通过温度传感器 DB18B20 对大棚温室内的温度进行测量，结合AT89C51 对采集到的数据进行处理，外加串口电路，报警电路以及显示模块，设计了温度检测并报警的硬件系统。依据 DS18B20 型温度传感器操作指令，首先读取各传感器的序列号，并确定传感器对应的各点位

16、置关系，定时循环读出各个传感器的温度值并循环显示，单片机依 据设定的报警温度上下限做出报警处理；同时，也可利用串口把各点的温度值传给上位机作进一步的处理。通过 GTM900-C 模块无线传输，经远距离检测，对大棚温度进行检测并报警。 沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文） 第二章 GTM900C 无线模块 2.1 选择 GTM900C 模块 理由 GTM900C 模块是华为公司最新推出的一款两频 GSM/GPR 无线模块。它支持标准的 AT命令及增强 AT 命令，提供丰富的语音和数据业务等功能，是高速数据传输等各种应用的理想解决方案。内嵌 TCP/IP 协议模块，使用简单，易于集成 ,GTM

17、900C 软件、硬件兼容 GTM900B、 TC35i、 MC39i，使用 TC35i 或 MC39i 的用户不用作任何更改就可以使用。 华为 GTM900C 是一款双频 900/1800MHZ 高度集成的 GSM/GPRS 模块，是 GTM900B 的升级模块。内嵌 TCP/IP 协议模块，使用简单，易于集成，使用它您可以在较短的时间内花费较少的成本开发出新颖的产品。在远程监控和无线公话以及无线 POS 终端等领域您都能看到 GTM900C 无线模块在发挥作用， GTM900C 软件、硬件兼容 GTM900B、 TC35i、MC39i，使用 TC35i 或 MC39i 的用户不用作任何 更改

18、就可以使用，以降低产品成本。 10 主要功能 : GSM/GPRS Phase 2/2+ ； GSM 03.40 短信业务 ； GPRS CLASS 10 数据业务 ； 支持 Group3，Class2 传真业务 ； 电路交换业务 (9.6kbps， 14.4kbps)； 分组交换数据业务 (85.6kbps) ；FR/HR/EFR/AMR 语音编码 ； 呼叫转移、等待、保持、呼叫前转 ； 多方通话、来电显示、可选铃声 40pin zip 连接器 ； 红外串口接口 ； SIM 3.0V 和 1.8V 接口 ； 2 路模拟音频输入输出接口 ； 电 源输入接口和充电管理 ； ADC 输入 ； 全双

19、工串行接口， TTL 电平 ； 支持 GSM07.05，GSM07.07； TCP/IP 扩展 AT 指令集 。 2.1.1 GTM900C 模块产品定位 华为 GTM900-C 无线模块是一款两频段 GSM/GPRS 无线模块。它支持标准的 AT 命令及增强 AT 命令，提供丰富的语音和数据业务等功能，是高速数据传输等各种应用的理想解决方案。 2.1.2 GTM900C 模块产品特性 表 2-1 GTM900-C 的产品特性表 沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文） 工作频段 EGSM900/GSM1800 双频 最大发射功率 EGSM900 Class4(2W) GSM1800 Class1(1W) 接收灵敏度 结尾 一般来讲， AT命令包括四种类型，如表 2-2所示 ： 表 2-2 AT 命令类型 类型 说明 实例 设置命令 该命令用于设置用户自定义的参数值。 AT+CXXX= 测试命令 该命令用于查询设置命令或内部程序设置的参数及其取值范围。 AT+CXXX=? 查询命令 该命令用于返回参数的当前值。 AT+CXXX? 执行命令 该命令用于读出受 GSM模块内部程序控制的不可变参数。 AT+CXXX