《基于GSM短信息的灌区明渠测流系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于GSM短信息的灌区明渠测流系统.docx（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、基于GSM短信息的灌区明渠测流系统hesp导语：基于GSM无线通讯网络技术，提出了一种采用液位传感器、单片机、西门子TC35芯片以及单晶硅太阳能电池等元件构成的灌区明渠流量测量系统方案。1、引言随着灌区治理体制的深化，对渠道流量进展准确计量，按量收费是必由之路。由于灌区地域广、渠系复杂、测点诸多、分布稀散、通讯不便使得我国大多数灌区目前仍采用人工测量的方法。这种方法费工费时，测量精度低。近几年来，采用、光缆、超短波、无线扩频技术、卫星通讯等手段进展明渠的自动化测流有所开展，但采用该测流方法投资昂贵、设备利用率低而无法大面积推广，所以目前仅有少数大型灌区采用这种测流方法。明渠测流自动化由于受通讯
2、、电力、地理环境等因素的影响，尤其是通讯问题已成为实现整个灌区自动化测流的瓶颈。本文利用GSMGlobalSystemMobileCommunication公网，采用SMSShortMessageService效劳，实现明渠诸多流量测点上的数据收集与传输。2、系统组成本系统由数据收集仪、GSM通讯公众网络和数据控制中心组成，如图1所示，本文只对收集仪局部加以具体介绍。数据收集仪安装在渠系测流设施上，可实现对流量的瞬时收集，由于流量对实时特性要求不很严格，可把屡次收集数据打包一次传输，数据包通过GSM网络以SMS的方式传送到控制中心，由控制中心实行水费结算、报表打印、通讯效劳等，同时也可以对灌区
3、进展宏观调控，以最大可能进步灌区运行的经济效益。 b3、测流仪RTU硬件电路设计/b测流仪RTU局部由CPUATC89C2051、水位传感器、A/D转换芯片ADS7824、GSM模块西门子TC35、实时时钟DS1302、存储芯片AT24C256、看门狗监控芯片MAX813L、16键键盘、5位LED显示以及太阳能供电系统构成,其构造如图2所示。3.1西门子TC35模块TC351是Siemens公司推出的新一代无线通讯GSM模块，可以快速平安可靠地实现系统数据、语音传输、短消息效劳ShortMessageService和。TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块ASIC、闪存、
4、ZIF连接器、天线接口六局部组成见图3。作为TC35的核心，基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下，可支持FR、HR和EFR语音信道编码。通过ZIF连接器及50天线连接器，可分别连接单片机、SIM卡卡座和天线。3.2数据存储器EEPRAM由于流量收集不需要严格的实时传输，单位时间的数据量少，这就很有必要把屡次收集的数据包括时间组合打包一次传输，加之有时GSM网络阻塞，可能会导致数据传输失败，因此采用掉电记忆存储器把数据暂时存储起来很有必要，这样不但节约运行本钱而且进步系统的可靠性。本系统采用ATMEL公司的AT
5、24C256芯片，其容量为32K，以页的方式存储，采用串行的方式与CPU进展动态数据交换。3.3实时时钟对短时间计时可采用单片机CPU完成，但假如要记录长时间采用单片机CPU会使整个系统效率降低，而且一旦单片机复位必须重新设定时间，很难知足无人职守的要求，本系统采用DALLAS公司专用计时芯片DS1302，可实时输出秒、分、时、日、月和年，可最多记100年，采用正常供电源和电池供电热备，保证计时永不中断，以串行方式向CPU提供实时时间。3.4A/D转换器A/D芯片对整个系统的精度起着关键作用，由于流量大小变化速度一般不会太大，因此选择芯片时无需考虑转换速度，为了进步测流精度需采用高分辨率芯片。
6、本系统采用ADS7824芯片，为4路12位，单电源供电，具有并行串行输出接口，以串行的方式与CPU进展数据交换。b4、软件设计/b4.1程序流程本系统要求可以实现流量收集、分析、存储、通讯传输等功能，其流程图见图4。系统中采用定时收集。由于渠道水深一般变化不大，所以每1分钟收集一次就可以知足要求，每10min记录一条10次收集量的平均值。假如水位变化较大，那么需由系统自动识别并记录。收集数据容量包括时间累计超过140字节时，启动GSM模块，为了使数据包的容量小于140字节，把除去最后一个数据外的其它数据发给串口，并由GSM模块发送到控制中心，接收到发送数据成功后，进入下一周期的循环。4.2总线
7、接口设计本系统中CPU采用ATMEL公司的AT89C2051芯片，而外围设备均采用I2C总线构造，因此需要用普通的I/O接口模拟I2C接口。CLK信号用P1.0口交替置1和清0来实现，为了保证脉冲宽度，在电平跳转之间适当的加以延时。下面程序可实现时序图5所示的经过。4.3串口初始化程序设计单片机晶振频率为11.0592MHz,根据GSM模块的要求，波特率设置为9600bps,主要设置程序以C51为例如下：4.4短消息格式及其AT命令TC35GSM模块支持ETSIEuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute提出的GSM07.05标准。定义每个短消息的信
8、息量限制140个8位组7比特编码140个英文字节或者70个中文字符。假如超过此长度，那么要分屡次发送，也就是讲每个短信息数据包大小容量为1408位。本系统中前端数据不是实时上传，这就需要在记录流量大小的同时也记录时间，为了最大可能的节约空间，数据包中首个数据包括具体时间年、月、日、时、分，其他采用与首个数据时差法计时，单位为分，详见图6所示。根据GSM07.05的定义，发送和接收SMS信息有3种方式：Block形式、基于AT命令的TextMode文本形式和基于AT命令的PDUProtocolDescriptionUnit形式。使用Block形式需要模块消费厂家提供驱动支持；而用于中英文短信息传
9、送应使用PDU形式，只传送英文短信息纯文本格式使用Text形式。本系统采用CM21Text形式，通过串行接口P3.0RXD、P3.1TXD直接向GSM模块下发AT命令，就可以方便简洁地实现基于GSM的短信息SMS的收发、查寻和治理。下面列出了与SMS相关的一些常用的GSMAT指令。采用Text形式发送接收短信息的步骤分为初始化GSM模块、发送文本短信息和接收短信息。下面是以C51语言环境为例讲明AT指令用法的局部程序,具体语法见SIEMENSATCommandSet2。b5、完毕语/b本文开发出一种明渠自动水流测量系统，并以GSM公网为数据传输平台，将计算机通讯技术、网络技术、GSM技术以及自动控制技术集成起来，实现灌区测流和治理的自动化和信息化，这对于传统水利向当代水利开展、进步灌区的经营治理和经济效益、效劳社会具有重要意义。b参考文献/b1Siemensmobile.TC35/TC37HardwareInterfaceDescriptionZ.2001.2Siemensmobile.TC35/TC37moduleATCommandSetZ.2002.3徐爱钧.单片机高级语言c51应用程序设计计M.北京：电子工业出版社,2001.7.4杨火灰先,黄烣先.计算机原理及应用M.长沙：国防科技大学出版社,2003.3编辑：何世平