1、 1 毕业论文文献综述 电子信息工程 基于 GSM 的温度检测 设计综述 摘要： 随着无线移动通信技术日新月异的发展，新技术层出不穷。 GSM 系统是目前基于时分多址技术的移动通信体制中最成熟完善、覆盖面最广、功能最强、用户最多的移动通信系统。 而 采用传统的温度测量方式测量员必须到现场进行测量，工作效率非常低。 所以，为了提高工作效率，需要采用一种远程的温度检测系统。 基于 GSM 网络的远程温度 检测 系统具有结构简单、可靠性高、成本低等特点 。本文介绍 GSM 以及 GSM 与其他传输方式的比较，还介绍温度检测可能需要的温度传感器的比较。 关键 词： 无线局域网； GSM 技术 ;DS1
2、8B20 一 GSM 简介 全球移动通信 GSM（ Global System For Mobile Communication）是 1992 年欧洲标准化委员会统一推出的标准，它采用数字通信技术、统一的网络标准，使通信质量得以保证，并可以开发出更多的新业务供用户使用。 GSM 移动通信网的传输速度为 9.6K/s。目前，全球的 GSM 移动用户已经超过 5 亿，覆盖了 1/12 的人口， GSM 技术在世界数字移动电话领域所占的比例已经超过 70%。由于 GSM相对模拟移动通讯技术是第二代移动通信技术，所以 简称 2G。 中国于 20 世纪 90 年代 初引进采用 GSM 技术标准，此前一直
3、是采用 蜂窝模拟移动技术 。目前，中国移动 、 中国联通 各拥有一个 GSM 网。 GSM 系统包括 GSM 900： 900MHz、 GSM1800： 1800MHz 及 GSM-1900： 1900MHz 等几个 频段 2。 随着 2.5G 的逐渐成熟，世界各国 3G 网络的投入研究，基于无线数据应用的各项服务展现出其独特的魅力。短消息业务 (SMS)作为 GSM(Global System for Mobile communication)网络的 -jfoe 基本业务，以其连接简单、费用低廉、覆盖范围广、实现方便等优点得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视，基于短消息业务的各种应用也
4、蓬勃发展起来。短消息业务与语音及传真是 GSM 网络提供的主要电信业务，它通过无线控制信道进行传输，经短消息中，C、完成存储和转发功能，每条短消息的信息量为 140bit。在短消息的可靠传递基础上， GSM 专业调制解调器的出现给 GSM 的发展注入了新的活力，它改变了传统的以语音为主要 的通信手段，使GSM 网络数据通信得到广泛的应用 3-5。 二 传输技术的比较 由 于本课题所定位距离较远的对象监测，只能在远距离的地方进行数据采集及传输。远程数据采集和传输的实现使得技术人员不需要到达生产现场就能获得重要的数据，进行远程控制。其中，2 数据传输的技术是其实现的前提。因此，选择合适的数据传输方
5、式也是本课题的重要部分。 在文献6中发 ,作者总结了 网络 根据数据传输方式的不同可以分为有线网络和无线网络。其中有线网络 网络 又主要可以分为： 基于 LAN 的 网络、 基于 Internet 的 网络、 基于 PSTN 的 网络 等等。 无线 网络 又主要可以分为：基于集群通信系统的无线 网络、 基于 GSM 短消息的无线 网络、 基于 GPRS 的无线 网络等等。 有线监控方式虽然具有稳定可靠、数据传输速率高等特点，但是对于监测点数目众多、分布广、地形复杂的区域，有线监控的组网成本高、施工难度大、维护工作量大。 而在文献 7中 ,作者对 有线和无线传输方式的优缺点做一下简要的对比 ，其
6、中无线网络的优点有：成本廉价、适应性好、扩展性好、设备上更容易实现等特点。 相对于这么多种无线网络传输方式， 集群移动通信系统是专用移动通信网，建设资金投入量大、建设周期长、维护不方便， 最致命的缺点是系统的有效覆盖范围有限。 GPRS 由于分组交换连接比电路交换连接要差一些，因此，使用 GPRS 会发生一些包丢失现象。 另外文献 8的作者提出 GPRS分组通过不同的方向发送数据，最终达到相同的目的地，那么数据在通过无线链路传输的过程中就可能发生一个或几个分组丢失或出错的情况。 而且 GPRS需要很大的投资成本 ,不适合本次试验。 GSM短消息通信方式利用移动公网的资源，投资少、维护成本低 .
7、。 GSM 短消息一次 可以 传送 160 个字符，完全可以符合本次设计的要求。另外 GSM 传输时延小、系统性能稳定。 通过比较，结合本 课题的实际要求，选择 GPRS 无线传输方式。 GPRS 无线移动通信网络具有稳定可靠、覆盖面广、网络能力强、通信费用低、不受地域限制的优点，其最大的好处是设备体积小，方便移动 。所以，最后我选择了GSM 网络。 三、 温度检测 温度传感器的种类很多，选择的空间就很广阔，可以使用热电偶，热电阻等测温元件，也可以选用集成温度传感器 9。 方案一：采用 AD590 作为传感器。 AD590 是 AD 公司利用 PN 结正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温
8、度传感器。这种器件在被测温度一定时，相当于一个恒流源。该器件具有良好的线性和 互换性，测量精度高，并具有消除电源波动的特性。即使电源在 5-15V 之间变化，其电流只是在 l A 以下作微小变化。但是 AD590 是集成模拟传感器，需要进行 A D 转换才能与控制器连接。 方案二：选用单线数字温度传感器 DSl8B20，它与其他传感器相比有以下几个优点： (1)单总线，节省 I O 口线； (2)数字化，内部自带 A D，编程方便； (3)集成度高，外围硬件电路简单； (4)精度高，测温分辨率可达 0.0625 。本次设计 ,我选用的是 DS18B20。 通常由 位式或时间比例式温度控制系统，
9、其主要回路接触器控制时不能快速反应，所以控制精度都比较低，大多在几度以上。随着电力电子技术及元器件的发展，出现了以下几种解决方案 10： 1、主回路用无触点的可控硅和固态继电器代替接触器，配以 PID 或模糊逻辑控制的调节仪构成的温3 度控制系统， 其控温精度大大提高，常在 2以内，优势是采用模糊控制与 PID 控制相结合，对控制范围宽、响应快且连续可调系统有巨大的优越性 11。 2、采用单片机温度控制系统。用单线数字温度传感器采集温度数据 ,打破了传统的热电阻、热电偶再通过 A/D 转换采集温度的思路。 用单片机对数字进行处理和控制 ,通过 RS - 232 串口传到PC 机对温度进行监视与
10、报警 ,设置温度的上限和下限。其优势是结构简单，编程不需要用专用的编程器 ,只需点击电脑鼠标就可以把编好的程序写到单片机中 ,很方便且调试、修改和升级很容易。 3、 ARM(Advanced RISC Machine)嵌入式系统模糊温度控制。利用 ARM 处理器的强大功能，通过读取温度传感器数据，并与设定值进行比较，然后对温度进行控制。通过内嵌的操作系统 CLinux 获得极好的实时性，并且通过 TCP/IP 协议能与 PC 机很快的通讯。其优势不只是温度控制精度高，而且能够通过现场跟远程两种方式来设定控制温度 12。 四、 存在的问题分析 单片机温度控制系统在多点测量的时候扩展性不强，可靠性
11、低 ,易受外界干扰 ,同时对超过 100米距离的传输不足，开发成本高，控制响应频繁对系统其他部件如加热器等不利。 ARM 嵌入式温度控制系统对软件要求比较高，与网络技术结合紧密，适合远程控制，但是开发复杂 ,并且对工程人员要求很高。 参考文献 1 李亚杰 ,何群 .基于 GSM 的远程温度监控系统设计与实现 D.南京工业大学，信息科学与工程学院 ,2009. 2 李海生 .基于 GSM 短消息的远程检测系统 D.燕山大学， 2005,03,01. 3 莫雷，帕特 GSM 数字移动通信系统北京 M电子工业出版社 ,1996： 2024. 4 John Scourias Overview of t
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