基于GSM的水电表采集器

1、基于GSM远程通讯网关采集器设计【摘要】为了使家居生活变得更加方便轻松，为了满足现代工业现场或学校等大型场所对控制设备的集成化、小型化的要求，本文设计一款以STM32F103VE为主控芯片基于GSM远程通讯的无线网关。该无线网关将智能水电表采集回来的数据进行处理和协议转换，再通过GSM模块的GPRS无线传输技术将数据发送到远端监控中心。无线网关、数据采集终端主要实现485总线数据的收发和GPRS无线传输；远端监控中心主要通过PC机连接到Internet网络，进行数据的接收、监控分析和保存。该方案解决了人们对大型场所控制设备实时数据的监控、采集以及异常报警等问题。经过实验测试，该网关具备轻巧、控

2、制精准、数据吞吐量大、速度快等特点。非常适合工厂、学校等场所使用。（摘要内容不用加粗）【关键词】STM32F103VE；GSM；GPRS无线传输；485总线1.绪论1.1引言GPRS是在GSM基础上发展而来的数据传输网络， 与无线集群方式相比，GPRS的数据传输充分利用了公共移动通信网络和互联网，不需要为监测设备而专门改造已有的运行环境，省去了建设无线专网的成本。其按流量计费的方式也更为经济，更适合频繁突发的小流量数据传输。同时，GPRS网络具有覆盖范围广、数据传输快、实时性好、通信质量高、持续在线和费用低等优点，并可直接与Internet互通，能很好地满足工业控制的需要。目前，基于GPRS网

3、络的数据传输在许多领域得到了较好的应用，特别是在工作环境恶劣、 地理位置偏僻、无人值守场所等领域。本文实现的系统以GPRS网络为基本数据通道，在每个需要数据采集的分散业务单元安装远程测控终端。同时在控制中心通过配有GPRS无线通讯模块管理的计算机，进行各种设备的远程数据采集，采集的数据自动进人控制中心实现远程控制，方便快捷。正文内容，首行缩进2字符，五号、宋体/Times New Roman、行距固定值20磅以下类似修改1.2选题背景及意义随着计算机技术、通信技术和网络技术的发展，以及人们对物质生活水平的不断提高，人们的工作、生活与通讯、信息的关系日益密切，智能控制设备越来越多，如智能水表、智

4、能电表等。这些设备在大型工厂、学校安装数量多、位置复杂，给人们的后期管理带来诸多麻烦。人们越来越注重方便、快捷的集成化管理。如何将这些设备结合成为一个有机的整体，解决分散控制带来的麻烦，对他们进行统一的管理和控制，是人们一直追求的，也是智能时代未来的发展方向。近年来越来越多的设备需要进行远程数据传输，而现有的有线传输不能满足人们的需求。无线传输以方便快捷和廉价的特点弥补了有线传输的不足。通用分组无线技术GPRS（General Packet Radio Service）是现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务。GPRS允许用户在端到端和端到中心分组转移模式下发送和接收数据，从而提供一种高效

5、、低成本的无线分组数据业务，特别适用于间断的、突发性的频繁的数据传输。目前在控制领域实现485-RS232的技术已相当成熟，产品也比较多，许多智能设备都有485通讯接口，在通讯领域随着GSM网络覆盖范围的广阔化、无缝化，以及手机的日益普及为基于GSM网络的智能系统提供了巨大的应用空间，GPRS无线收发设备也日益成熟。但直接将485与GPRS融合到一起，开发出一种嵌入式无线网关尚无定性产品，所以开发出混合网络的无线网关势在必行。本文采用移远公司的Quectel_M35为GSM模块设计远程无线通讯网关。通关单片机串口对GSM模块发送AT指令实现数据无线传输。采用GPRS无线传输数据时不用使用传统的

6、工业路由器，节省生产成本。2.系统设计2.1产品需求分析本设计中的网关采用GPRS方式通过Internet与服务器之间进行数据传输，与数据采集器之间采用单总线方式通讯，支持点对点传输、一点对多点（32台设备）传输，采用单总线型传输距离为1000m，自由拓扑500m。根据GSM远程通讯网关的定位和运用上的需求，本产品特点如下：u 数据传输距离远，能够接收到手机信号的地方均能实现数据传输；u 无线通讯方式，弥补有线通讯方式上的不足，减少布线；u 能够一对多，即一台网关可以与多台数据采集器通信；u 产品体积小，方便安装；u 数据传输性能稳定，功耗低。2.2远程通讯网关的总体设计网关采用两路RS485

7、总线接口与终端数据采集器通讯？（为啥需要两路，简要说明），对于采集回来的数据经过主控STM32F103VE单片机的打包处理、协议转换后，主控通过串口发送AT指令控制GSM模块采用GPRS无线传输技术将这些数据上传到Internet网络指定的IP地址和端口，远端的监控中心通过PC机连接到Internet网络进行获取数据，然后对这些数据分类处理、监控分析、异常报警等处理。最终以表格统计、走势图、柱状图等多种形式展示在人们面前。 图号 图名 有图的地方都得标明，同时文中要有引用，比如 如图1所示等最终本网关实现以下功能：u 采集电表数据。遵循（中华人民共和国电力行业标准DL/T6452007）的协议

8、；主要采集的数据有：电压、电流、频率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、正反向有功总电能、四个限无功总电能、7个运行状态字。u 采集水表数据。参照（CJ/T188-2004 中华人民共和国城镇建设行业标准）的协议；主要采集的数据有：当前的累计流量、运行状态字。u 与服务器对时。跟服务器同步时间，避免时间不一致的情况。u 上传数据到服务器。定时上传数据给服务器。u 从服务器配置信息。可以从服务器下发配置信息，可以配置：水表ID、电表ID、数据上报的间隔时间。3.硬件设计本设计中的硬件总体分为五个部分：主控部分、GSM/GPRS部分、RS485部分、以太网部分、电源部分。这些不同模块之间的关

9、系如图：TF卡USART4SDIO 主控模块 STM32F103VEGSM/GPRSNAND FlashFSMC以太网FSMCUSART2RS485-1USART1串口下载调试RS485-2USART3图3-1 系统硬件结构图3.1 主控部分STM32系列控制器是ST（意法）公司推出的高性能、低成本、低功耗ARM控制器，它是基于ARM公司设计的Cortex-M3内核而设计，分为STM32F101基本型、STM32F103增强型系列和STM32F107互联网型三种系列。由于采用高性能、低功耗和高效实时性上午Cortex-M3内核，且采用Thumb-2指令集，使得STM32具有更高的指令效率和更强

10、的性能，此外通过使用紧耦合的嵌套向量中断控制器（NVIC）使中断响应速度大大提高。本设计中的主控芯片选用STM32F103VE型号，该款单片机是意法半导体公司STM32系列控制器中的高端产品。具有72MHz工作频率，512K闪存和64KRAM，保证了这款设备的高速稳定运行。网关的调试、两路RS485、GSM/GPRS各占用一个USART，而该款单片机具有多达5个USART，满足该款设备的需求。另外，STM32F103VE提供了更多的外设，如TF卡所用到的SDIO接口，以及NAND Flash和网卡DM9000用到FMSC接口等。表3-1 STM32F103VE器件功能和配置闪存（K字节）512

11、SRAM（K字节）64FSMC（静态储存器控制器）有定时器通用4个（TIM2、TIM3、TIM4、TIM5）高级控制2个（TIM1、TIM8）基本2个（TIM6、TIM7）通信接口SPI3个（SPI1、SPI2、SPI3）I2C2个（I2C1、I2C2）USART5个（USART1、USART2、USART3、USART4、USART5）USB1个（USB2.0全速）CAN1个（2.0B主动）SWDIO1个GPIO端口51个12位ADC模块 （通道数）3（16）12位DAC转换器（通道数）2（2）CPU频率72MHz工作电压2.03.6V工作温度环境温度：-40+85结温度：-40+125封装

12、形式LQFP100 表名须在表格的上面3.1.1 FSMC（可配置的静态储存器控制器）STM32F103VE增强型系列集成了FSMC模块。它具有4个片选输出，支持PC卡/CF卡、SRAM、PSRAM、NOR和NAND。功能介绍：l 三个FSMC中断源，经过逻辑或连接到NVIC单元；l 写入FIFO；l 代码可以在除NAND闪存和PC卡外的片外储存器运行；l 目标频率fCLK为HCLK/2，即当系统时钟为72MHz时，外部访问是基于36MHz时钟；系统时钟为48MHz时，外部访问是基于24MHz时钟。主控部分除了基本的复位电路、8MHz的晶振电路以外，我们用TF卡对单片机的存储空间进行扩展，同时

13、使用NAND Flash对闪存进行扩展。运用单片机的4路ADC来检测当前版本号，为后续设备版本的更新做准备。运用三种不同颜色的LED灯来指示网络的运行状态。网关的NAND Flash和DM9000都用到FSMC的片选，因此我们采用地址译码器进行处理。图3-2 地址译码器电路3.1.2 主控外围电路（1）复位电路本设计中的复位电路采用上电复位方式，无手动复位，电路图如下：图3-3 上电复位电路复位电路是ARM最小系统必不可少的一部分，图中R119和C112构成上电复位电路，系统瞬间，由于电容C112两端电压不能突变，则NRST由低电平逐渐上升为高电平，产生复位信号。（2）振荡电路ARM的振荡电路

14、分为系统主时钟振荡电路和低频振荡电路。主时钟产生8M振荡信号，补偿电容C114、C115采用20pF，低频时钟产生32.768K振荡信号供RTC（系统实时时钟）使用，补偿电容采用10pF。图3-4 晶体振荡电路（3）串口电平转换/下载电路RS-232是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。RS-232是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端TTL元件连接，必须进行电平和逻辑关系的变换。本系统中采用SP232芯片实现将RS232电平转换成TTL电平。图3-5

15、 RS-232电平转换电路一般的9针串口接口只使用其中的3引脚，即：第2脚RS232-TX、第3脚RS232-RX、第5脚GND，本设计中除了这3根固定引脚外，其他引脚用电阻隔开重新定义，从而实现主控芯片串口自动下载，SWDIO方式下载、单片机I/O口运行状态的测试。（4）TF卡数据吞吐量大是本设备的一大特点，然而大量的数据需要足够的空间进行存储。针对于此，设计中我们在主控芯片的外围电路中加入TF卡部分，实现对数据的有效存储、读写等等。TF卡与主控芯片的SDIO外设接口进行连接，对每个数据接口用4.7K电阻上拉。图3-6 TF卡电路（5）其他本设备中未使用AD采集功能，所以不需要基准电压，ST

16、M32的VREF+引脚跟电源脚相连接入3.3V。VBAT脚接入纽扣电池，BOOT0、BOOT1通过10K电阻接地。3.2 数据储存Nand Flash模块设计网关设计中需要考虑的一个问题是：作为主机的网关需要同时与多个从机（如数据采集器）进行通讯，系统需要处理的数据量会比较大。然而一般的主控芯片内部MEMORY都是比较小的，本设计中采用的STM32F103VE单片机也是如此。因此在设计中对单片机的添加Flash进行储存数据。目前市面的Flash分为串行和并行两种。采用串行方式的Flash储存器具有通讯线路简单、成本低、占用I/O口少等特点，但由于数据是按照一位一位的进行顺序传输，所以传输速度不

17、快。采用并行方式的Flash储存器传输速度快，但由于数据是并行传输的，要占用单片机的I/O口资源较多。综合本设计考虑，为了达到数据的高速传输，我们采用一款128M的并行Flash芯片NAND FLASH作为系统主控芯片的外部储存器。系统选用的STM32F103VE单片机内部具有专用的FSMC（可配置的静态储存器控制器）模块可供使用。图3-7 NAND FLSH电路通过对相应的特殊功能寄存器进行配置，FMSC可以根据不同类型的外部储存器，发出相对应的匹配其信号速度的数据、地址和控制信号，以使得主控芯片能够适应各种类型的外部静态储存器，而且还可以在不断增加外部设备的前提下对多种类型的静态储存器同时

18、进行扩展。FSMC所兼容的静态储存器和存取方式较为广泛，而且能够同时对多个储存器进行操作。FSMC中的代码在外部储存器中还能够直接使用。3.3 GSM/GPRS部分网关的GSM/GPRS采用移远公司Quectel_M35模块进行设计。M35模块具有诸多优点：体积小，容易嵌入网关设备中；低功耗，M35模块采用了省电技术，电流功耗在省电模式DRX = 5下，低至1.3mA；运用简单，通过单片机的串口对M35模块发送AT指令即可完成短信的发送、GPRS等功能；兼容性强，M35内嵌TCP、UDP、FTP、PPP等协议，已内嵌的扩展AT命令可以使用户更容易地使用这些互联网协议。M35采用4V供电，具有S

19、IM卡接口，GPRS数据上行传输：最大85.6kbps；下行传输：最大85.6kbps。网关主要运用M35模块的GPRS功能，模块的其他未使用功能引脚悬空，如：差分音频输入、输出，载波检测等。M35模块设计包括以下几个部分：3.3.1串口连接M35与单片机之间串口通讯采用三线制的串口连接方式： STM32TXDRXDGND M35 TXD RXD GND RTS0R图3-8 串口接线方式串口的特点：8个数据位，无奇偶校验，一个停止位。模块默认设置为自适应波特率，自适应波特率同步之后，发送字符串命令“AT”，模块会回复“OK”。3.3.2 PWRKEY管脚开机VBAT上电后，PWRKEY管脚可以

20、启动模块，并且是低电平开机，在STATUS管脚输出高电平之后开机成功，PWRKEY管脚可以释放。通过检测STATUS管脚电平来判别模块是否开机。图3-9 GSM开机电路3.3.3 睡眠唤醒模块可通过AT指令进入睡眠模式，睡眠模式下M35模块仍然可以接受GPRS下行数据，但是串口不可以访问，所以当使用时需要对该模块进行唤醒。DTR管脚拉低可以唤醒模块，将该管脚接入单片机，需要启用模块是DTR管脚拉低20ms。3.3.4 SIM卡接口SIM卡接口支持GSM Phase1规范的功能，同时也支持GSM Phase 2+规范的功能和FAST 64kbps SIM卡。SIM卡通过模块内部供电，在SIM卡接

21、口的电路设计中，为了确保SIM卡的良好功能性能和不被破坏，对SIM_CLK、SIM_DATA、SIM_RST进行ESD保护，同时在模块和SIM卡之间串联22欧姆的电阻用以抑制杂散EMI，增强ESD保护。名称管脚号作用SIM_VDD27SIM卡供电电源。自动侦测SIM卡工作电压。精度3.0V±10%和1.8V±10%。最大供电电流10mA。SIM_RST28SIM卡复位脚SIM_DATA29SIM卡数据线SIM_CLK30SIM卡时钟线SIM_GND31SIM卡地脚表3-2 SIM卡接口管脚定义图3-10 6Pin SIM卡座电路3.3.5 天线接口M35提供了一个RF天线焊

22、盘作为天线连接接口。连接到模块RF天线焊盘的RF走线必须使用微带走线或者其他类型的RF走线，阻抗必须控制在50欧姆左右。为了获得更好的射频性能，RF输入端口两侧各有接地焊盘。为了最小化RF走线或者RF线缆上的损耗，设计时需谨慎。满足以下条件：l GSM850/EGSM900<1dB；l DCS1800/PCS1900<1.5dB；频率传导功率最大传导功率最小接收灵敏度接收频率发射频率GSM85033dBm±2dB5dBm±5dB<-108.5dBm869894MHz824849MHzEGSM90033dBm±2dB5dBm±5dB<

23、;-108.5dBm925960MHz880915MHzDCS180030dBm±2dB0dBm±5dB<-108.5dBm18051880MHz17101785MHzPCS190030dBm±2dB0dBm±5dB<-108.5dBm19301990MHz18501910MHz表3-3 RF相关参数3.4 RS485部分网关与数据采集器之间采用RS-485总线通讯。RS485通讯距离远，最大可达1200米；支持节点数量多，一般可达32个，特制RS485可达128或者256个！接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪

24、声干扰性好。RS485接口组成的半双工网络，两线制多采用屏蔽双绞线传输。这种接线方式为总线式拓扑结构在同一总线上最多可以挂接32个节点。在RS485通信网络中采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。本设计为啥需要两路RS485，能否简要说明，一路挂总线不就可以了？在远距离数据传输过程中，信号很容易受到个方面的干扰，比如：附近有大的动力设备运行甚至频繁启动，传输过程中自身产生的共模干扰、差模干扰等。工作过程中，当一个挂载的从机设备出现故障很容易影响到主机网关甚至烧毁。因此，在设网关计中对RS485部分进行电源隔离与信号隔离。电源隔离采用DC-DC电源隔离器将RS485部分供电与其他部分隔离开

25、来，单独供电。信号隔离采用6N137高速光耦，该款光耦转换速率达到10MBit/S，保证设备之间数据的高速传输。在每一路RS-485的发送、接收端与单片机的串口RXD、TXD之间都加上6N137光耦。为保证设备的安全稳定运行，在网关的RS485接口处A、B端加有PSM712防雷防静电二极管。图3-11 光耦隔离的RS485电路3.5 电源部分本系统采用直流12V电源适配器作为电源输入，具体电源方案如下图：图3-12 系统电源供给方案 所有图按顺序编号 在GSM/GPRS模块的应用设计中，电源设计是很重要的一部分。由于GSM发射时每隔4.615ms会有一个持续577us的突发脉冲，对于M35模块

26、，在最大发射功率等级下模块的峰值电流会达到1.6A。在突发脉冲阶段内，电源必须能够提供高的峰值电流，保证电压不会跌落到模块的最低工作电压。根据本设计中需求参数，我们采用LM2576降压型稳压器对电压进行转换。LM2576具有非常小的电压调整率和电流调整率，具有3A的负载驱动能力，应用比较简单且外围元件比较少，开关频率为52KHz，所以应用时可以使用小尺寸的滤波元件，芯片内置过流保护电路和过热保护电路。LM2576分为固定电压和电压可调节的可调电压输出方式。在12V到5V的降压电路中，我们选用固定电压输出方式的LM2576-5.0V芯片：图3-13 12V-5V降压电路由于LM2576的固定电压

27、输出方式中没有4.0V型号芯片，所以我们采用LM2576-ADJ可调压输出方式的芯片。图3-14 12V-4V降压电路输出电压VOUT=1.23×（1+R201/R202）,R201、R202为FB端的两个电阻，精度为1%。按照一定比例将输出电压12V调至M35模块所需供电电压的4V。主控芯片、DM9000芯片、NAND FLASH等模块的供电电压均为3.3V。在电路设计中采用线性稳压方式将5.0V电压转至3.3V，采用ASM1117-3.3作为LDO电源转换线芯片。图3-15 5V-3.3V降压电路 4.软件设计对于本文所设计的GSM远程通讯网关软件设计是基于STM32的嵌入式系统

28、开发。系统采用的型号为STM32F103VE，是一款基于ARM的32位微控制器，拥有自己的固件库函数。使用此固件库可以对任意STM32连接的外部设备进行驱动和控制。对于系统外围设备而言，固件库已有了一组该设备应用的函数。每个设备的使用，都是由一个通用的设备结构和函数进行驱动。使用固件库时，即使没有具体了解细节问题，也能够轻易的对每个外设进行配置。这大大简化了编程工作，缩短研发时间。软件的主体设计流程图如下：4-1 系统总体流程图4.1 基于STM32的嵌入式系统软件设计目前STM32的开发环境使用较广的是MDK和IAR两种。本设计软件部分使用的是MDK进行的开发。完成水电表数据的采集、定时向服

29、务器上报数据等任务。4.1.1 水电表数据采集4-2 水电表数据采集流程图4.1.2 数据上报服务器4-3 数据上报服务器流程图4.3 GSM通讯STM32与M35模块之间采用串口通讯方式，主控STM32通过串口向GSM模块发送AT指令实现数据上报功能。AT 即Attention，AT 命令集是从终端设备（Terminal Equipment，TE）或数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE）向终端适配器（Terminal Adapter，TA）或数据电路终端设备（Data Circuit Terminating Equipment，DCE）发送的，通过TATE 发

30、送AT 命令来控制MS Mobile Station 的功能与GSM 网络业务迚行交互。每个AT命令行中只能包含一条AT指令；对于由终端设备主动向PC端报告的URC指示或者response响应，也要求一行最多有一个，不允许上报的一行中有多条指示或者响应。AT指令以回车作为结尾，响应或上报以回车换行为结尾。本设计中根据M35模块提供的指令集，主要运用了TCPIP相关命令，对GSM模块操作步骤为：（1）AT 通讯正常：模块开机后，发送指令 AT，返回 OK 表示模块通讯正常。4-4 GSM开机流程（2）自适应波特率情况下， AT 通讯需要进行同步串口波特率。4-5 同步串口波特率（3）TCP/IP

31、准备。完成GSM模块初始化后进行TCP连接前准备。对应AT指令如下：指令功能AT+CPIN?查询SIM卡是否正常AT+CSQ查询模块的信号值AT+CREG?检查模块是否注册上GSM网络AT+CGREG?检查模块是否注册上GPRS网络AT+QIFGCNT=0设置当前场景AT+QICSGP=1,”CMNET”设置GPRS的APNAT+QIMODE=0设置数据传输模式为非透传模式AT+QIDEACT进行激活，确保建立连接前状态正常AT+QIREGAPP启动任务并设置接入点APN、用户名和密码AT+QIACT激活移动场景AT+QILOCIP查询本地IP地址表4-1 GSM模块TCP连接参数（4）建立模

32、块单路连接：指令功能AT+QIMUX=0设置为单路连接AT+QINDI=1设置Buffer接收方式AT+QIOPEN=”TCP”,”12”,2020连接服务器表4-2 建立模块连接（5）TCP/IP发送数据：指令功能AT+QISEND=5>Hello准备发送数据，编写内容后发送Ctrl+Z。每次最多发送1460个字节数据。返回SEND OK 表示数据成功交给TCP协议层AT+QISACK检查数据是否发送成功。返回值如：+QISACK：5,5,0其中5表示发送数据长度，5确认发送成功数据长度，0尚未确认发送成功的数据长度表4-3 发送数据（6）TCP/IP接收数据。B

33、uffer接收数据及读取数据（模块接收到数据后返回：+QIRDI:0,1,0）：指令功能AT+QIRD=0,1,0,1024从模块的socket缓存区提取数据表4-4 接收数据4.2 通讯协议在实现数据传输之前，我们需要制定相关的通讯协议。网关与服务端平台的通讯都必须按照通讯协议规约传输数据。本协议的通信链路基于以太网通信链路，采用UDP网络通信方式，通信数据格式为字符串类型。网络字节顺序采用大端(big endian)排序方式通信协议定义了嵌入式主机（网络中继器）与服务终端间的通信规则。规定了研发人员在系统编程实现过程中的接口，使得终端研发小组之间可并行独立地进行研发工作，不相互影响。协议实

34、现了嵌入式主机与服务终端间的互连，实现移动终端、PC端监控软件通过发送UDP数据报文对嵌入式服务器对下端主控器进行管理与查询。4.2.1通讯协议格式图4-6 通讯格式4.2.2UDP协议数据包文件格式使用规约名称值类型功能说明head#字符型通信协议数据包头，占2个字节，包头为#。len01200+7(0x00x04b3)二进制数据包总长度，占2个字节，总长度=ptlver长度1字节+time长度4字节+devid长度4字节+cmd长度1字节+payload长度+crc16长度2字节。ptlver0255 (0x00xff)二进制协议版本号，占1个字节。time04294967295(0x00

35、xffffffff)二进制时间戳参数，占4个字节。数据传输中继转发终端设备数据的时间。采用UTC时间表示，是从1970年01月01日开始至今秒数。devid10xffff二进制设备ID如10002(设备id最低两个字节02为设备类型)10000以内的为内部测试idcmd00xff二进制操作命令字payload.字符型数据载荷区，约定最大长度01200，不得超过最大长度。crc16065535(0x00xffff)二进制crc16校验采用二进制，对除包头以外的所有字节进行CRC16 (RTU标准)校验，变换成2字节，高八位在前，低八位在后。表4-5 UDP协议数据包报文格式使用规约5 系统调试与

36、测试本系统的调试阶段分为硬件调试和软件调试，下面我们将介绍它们相应的调试过程与结果。5.1 硬件调试本设计通过采用Altium公司推出的一体化电子产品开发系统Altium Designer09完成了原理图设计和PCB板的绘制。PCB板绘制为双层板，经工厂加工完成后，首先对其主要线路进行检测，如是否出现露铜、电源地短路现象等。初步检测完成后，需要完成电路板的焊接工作。本系统的主控芯片的封装为LQFP100，引脚间距0.5mm，焊接时容易出现引脚短路、虚焊等现象。所以完成焊接后先检查是否出现上述现象，判断无误后上电测试，观察电流值是否异常，每个节点电压是否为预定值，芯片是否出现发热现象等。以下为该

37、电路板的电路参数以及各节点电压：供电电压12V总电流112mALM2576-5V5.0VLM2576-ADJ4.0VASM1117-3.3V3.3VDC-DC隔离5.0V表5-1 电路板测量参数各个节点电压检测通过后，测试代码下载是否有异常，单片机是否正常工作等。完成这些测试后，本系统的硬件测试部分就完成了。5.2 软件调试本系统采用MDK方式进行开发，下图为工作界面：图5-1 MDK工作界面5.2.1 代码编写完成后成成.hex文件，用串口进行烧写：图5-2 hex文件烧写5.2.1 进行参数配置：图5-3 网关参数配置5.2.3 查看数据上传结果：图5-4 终端数据显示6 结束语从最初的确

38、定该课题，到拿出设计方案、绘制原理图、PCB电路板以及大量的硬件调试和软件调试，最终完成了本课题，制作出一款基于GSM远程通讯的网关，并且取得了预期的效果，运行状态良好。在完成本设计的过程中发现了很多平时没有注意到的细节问题，往往这些问题最终会对实现结果产生很大的影响。所以在今后的学习工作中需要引起重视，要脚踏实地注意每一个细节。虽然本课题达到预期效果，实现相应功能，但仍有一些不足之处，存在很大的优化和改进空间，如缺少人机交互界面，缺乏用户体验感；采用无线通讯时信号容易被干扰等。因此，在以后的工作中，我们还将进行进一步的研究和改善工作。致谢感谢何志杰老师在该课题的完成过程中对我的帮助，百忙之中抽出时间关注、指导我的作品设计及论文撰写的整个过程。在作品的电路设计过程中提供许多有用的解决方案，保证了的电路板制作顺利完成，并且帮助我仔细修改论文，提出宝贵意见。同时感谢邵晓斌、邱建清两位师兄在硬