基于GSM的超遠程水泵控制系統電路設計

　　針對傳統遠程控制器存在控制距離短、易受障礙物干擾、無(wú)反饋信息等問(wèn)題，設計了一種基于GSM技術(shù)的超遠程水泵控制系統。該系統是基于時(shí)分多址技術(shù)的GSM短信業(yè)務(wù)，以ARM處理器和GSM通信模塊為核心，采用標準AT指令和串口通信以PDU短信的格式實(shí)現對水泵運轉、水管上水、水塔液位高度的控制和反饋。實(shí)際應用表明，該系統工作穩定，實(shí)用性強。

　　該系統的信號接收端主要由ARM處理器、TC35i通信模塊、信號采集繼電器模塊、控制繼電器模塊、靶式流量開(kāi)關(guān)、液位傳感器、液位開(kāi)關(guān)、液晶顯示組成。 ARM處理器與TC35i通信模塊通過(guò)串口通信，其結構如圖1所示。其中，信號采集繼電器模塊采用12V的繼電器采集信號，提高了采集信號的抗干擾能力；控制繼電器模塊由光電耦合器、12V繼電器、24V中間繼電器組成，控制信號經(jīng)過(guò)光電隔離和放大，有效防止了水泵的誤動(dòng)作，控制繼電器模塊 發(fā)出的控制信號為標準的DC24V和AC220V，可以控制水泵動(dòng)力箱的交流接觸器，實(shí)現水泵的啟動(dòng)和停止；液位傳感器采集的液位信號經(jīng)過(guò)ARM處理器顯示在12864液晶上，同時(shí)也可供液位查詢(xún)使用。

　　該設備的信號發(fā)送器主要由ARM處理器、TC35i通信模塊、按鍵、指示燈、12864液晶組成，其結構如圖2所示。當水泵已啟動(dòng)時(shí)，對應的電機指示燈會(huì )亮；當水管已經(jīng)抽上水時(shí)，上水指示燈會(huì )亮；當按下液位查詢(xún)按鍵時(shí)，液晶就會(huì )顯示此次液位查詢(xún)的結果。

　　STM32最小系統原理圖如圖所示。

　　STM32主電路

　　STM32外部晶振電路

　　STM32 RTC晶振電路

STM32 復位電路

　　STM32電源電路設計

　　該設備的信號接收端由蓄電池供電，供電原理圖如圖所示。蓄電池的額定輸出電壓為36V，蓄電池經(jīng)過(guò)電源轉換模塊產(chǎn)生5V、12V、24V的恒壓，分別供ARM處理器、TC35i通信模塊、信號采集繼電器模塊和控制繼電器模塊使用。電源轉換模塊采用LM2596電流輸出降壓開(kāi)關(guān)型集成穩壓芯片，寬電壓輸入，大電流輸出，自動(dòng)升降壓，為控制器各模塊的工作提供穩定的電源保證。該設備的信號發(fā)送端由4節5號干電池供電，經(jīng)過(guò)LM7805穩壓芯片產(chǎn)生5V恒壓供各個(gè)模塊和指示燈使用。

　　STM32電源電路如圖7所示。

　　圖7 STM32電源電路

　　MAX232串口通信電路

　　MAX232串口通信電路如圖8所示。

　　圖8 串口通信電路

　　12864液晶顯示電路圖

　　12864液晶顯示電路如圖9所示。

　　圖9 液晶顯示電路

　　按鍵電路

　　按鍵電路如圖10所示。

　　圖10 按鍵與處理器的連接示意圖

　　控制信號驅動(dòng)電路

　　如圖11所示，驅動(dòng)電路選用光耦芯片AQW214來(lái)進(jìn)行光電隔離路［7］，當處理器的管腳為高電平［8］時(shí)，光耦沒(méi)有輸出，繼電器不動(dòng)作；當處理器的管腳為低電平時(shí)，光耦有輸出，繼電器動(dòng)作，并且在繼電器的線(xiàn)圈兩端加了發(fā)光二極管和續流二極管，當繼電器動(dòng)作時(shí)發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，使繼電器的輸出更直觀(guān)、更穩定。

　　圖11 驅動(dòng)電路

　　針對傳統遠程控制器存在控制距離短、控制信號不穩定、易受障礙物干擾等問(wèn)題，將基于時(shí)分多址技術(shù)的GSM短信傳輸技術(shù)應用于海產(chǎn)養殖產(chǎn)業(yè)中，開(kāi)發(fā)出了一種基于GSM技術(shù)的超遠程水泵控制系統。該系統具有以下優(yōu)點(diǎn)：控制距離遠，不受障礙物干擾，傳輸信號穩定，安裝方便，操作簡(jiǎn)單。該裝置在實(shí)際應用時(shí)，控制信號和反饋信號傳輸及時(shí)準確，但在操作方便性和系統靈活性等方面還需進(jìn)一步完善。