基于GPRS的分布式灌區監控系統設計與實(shí)現
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隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、控制技術(shù)和通訊技術(shù)的高速發(fā)展，灌區的現代化動(dòng)態(tài)管理也隨之更新發(fā)展。以網(wǎng)絡(luò )技術(shù)為核心的信息技術(shù)迅速滲入，為分布式灌區報警監控網(wǎng)絡(luò )系統的建立拓展了發(fā)展空間。針對以水位計、流速計和流量計實(shí)現灌區信息自動(dòng)測量所出現的問(wèn)題。這里提出了一種基于GPRS的分布式灌區監控系統設計方案。
2 系統組成原理
分布式灌區監控系統是由信息采集終端，GPRS網(wǎng)絡(luò )和監控中心3部分組成，圖1所示為其總體結構。信息采集終端將采集流量和時(shí)間信息上傳到GPRS網(wǎng)絡(luò )，然后再傳到數據監控中心，從而實(shí)現數據存儲，匯總，打印報表和查
詢(xún)等功能。
3 采集終端硬件設計
采集終端以CPU為核心，實(shí)現采集渠道水流量、環(huán)境溫度和用水時(shí)間等參數，然后通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到監控中心，其硬件組成結構圖如圖2所示。CPU選用C8051F02l，GPRS模塊選用工業(yè)級模塊MC39i，實(shí)時(shí)時(shí)鐘選用PDF8563，采集溫度用PT100鉑電阻，流量傳感器用超聲波流量傳感器，蓄電池用12 V/12 AH鉛酸蓄電池，預留和計算機連接的RS232串口，現場(chǎng)調試時(shí)可連接筆記本電腦設置采集終端。
3．1 CPU及其最小系統設計
CPU采用C8051F021，其內置高速8051微控制器，流水線(xiàn)指令結構，70％指令的執行時(shí)間為1個(gè)或2個(gè)系統時(shí)鐘周期。內部還集成有8個(gè)12位A／D轉換器，用于采集流量和溫度信號而無(wú)需外擴A／D轉換器；I2C總線(xiàn)和雙串口分別連接時(shí)鐘器件、MC39i和預留的計算機接口；片內JTAG接口為電路提供全速、非侵入式的系統調試(無(wú)需仿真器)，支持斷點(diǎn)、單步、觀(guān)察點(diǎn)、堆棧監視器；觀(guān)察／修改存儲器和寄存器，比使用仿真器、目標仿真頭和仿真插座的仿真系統性能更好。圖3是單片機最小系統及JTAG接口電路圖。
3．2 MC39i接口電路
GPRS模塊選用MC39i，該器件支持雙頻EGSM900／GSMl800，符合ETSI GSM Phase 2+標準，支持SIM卡接口，支持RS232異步串行通信接口，支持語(yǔ)音和數據業(yè)務(wù)。MC39i主要由電源、基帶控制、射頻及放大等部分組成，該模塊和外部應用器件的接口為40針的ZIF連接器，主要有電源接口、串行口接口(數據)、語(yǔ)音接口和SIM卡接口。圖4是該模塊和外部器件的連線(xiàn)圖，其中1～5端為電源正端，6～10端為電源負端，15端為啟動(dòng)端，18~19端接單片機串口，24～29端連接SIM卡。
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