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实战教程:系统结构原理解析

【摘要】:图19-1为果园环境信息远程监测系统原理图,整个系统由底层的远程监测采集感知端、中间层移动GSM网络和上层移动客户端三部分构成。单片机将采集的数据通过串行通信口P3.0和P3.1,经电平转换电路与GSM模块TC35i相连,控制TC35i对数据进行收发处理。启动电路需给ZIF连接器15脚加时长至少为100ms的低电平信号,且该信号下降沿时间小于1ms,系统启动后ZIF连接器15脚的信号应保持高电平。

果园环境信息远程监测系统主要是对果苗生长参数(空气温湿度和土壤温湿度)进行远程监测。图19-1为果园环境信息远程监测系统原理图,整个系统由底层的远程监测采集感知端、中间层移动GSM网络和上层移动客户端三部分构成。采集感知端通过对果苗生长参数进行数据采集,利用控制器对采集数据进行处理,利用串口与GSM模块进行通信,通过SMS AT指令将数据信息依靠移动网络发送到用户终端,用户端对短信进行PDU解码,使用户随时掌握果苗生长参数信息。

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图19-1 系统整体结构原理图

图19-2为现场端数据采集电路框图,其中果苗生长所需要空气温度和湿度数据被传感器DHT11感知,土壤温度和湿度数据被SLHT5-1感知,通过单片机P1口和P3口读入感知数据并计算空气和土壤的温湿度值。其中串行时钟输入SCK用于单片机与传感器之间的通信同步,DATA用于数据的读取。单片机P2口将感知的空气温湿度和土壤温湿度信息通过液晶LCD在现场端实时显示,依据果苗正常生长信息,系统预先设定监测数据合理的门限值范围,若传感器感知的参数信息超过或者低于门限值,则单片机通过P3口控制报警电路,发出警情提示。

单片机将采集的数据通过串行通信口P3.0和P3.1,经电平转换电路与GSM模块TC35i相连,控制TC35i对数据进行收发处理。

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图19-2 现场端数据采集电路框图

其中,GSM模块负责将采集的信息通过GSM网络发送到远程用户端。区别于单片机的供电电压5V,GSM模块的供电电压为4.2V。GSM模块有AT命令集接口,支持文本和PDU模式的短消息,通过40脚ZIF连接器,实现指令、数据及控制信号的双向传输。图19-3为单片机与GSM模块接口电路图,通过ZIF连接器和GSM模块分别外接SIM卡存储电路、模块启动电路和同步指示电路。

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图19-3 单片机与GSM模块接口电路图

SIM卡卡座中的引脚分别与TC35i模块上的ZIF连接器25~30脚相连,引脚将SIM卡中的数据读出供TC35i模块使用。启动电路需给ZIF连接器15脚加时长至少为100ms的低电平信号,且该信号下降沿时间小于1ms,系统启动后ZIF连接器15脚的信号应保持高电平。同步指示电路为ZIF的32脚,当LED熄灭时,模块处于关闭或睡眠状态;当LED为600 ms亮/600ms灭时,表明未插入SIM卡或正在搜索网络;当LED为75ms亮/75s灭时,表明模块已登录进网络,处于待机状态;闪烁,表明数据传输中。