基于单片机的智能排水控制终端设计

基于单片机的智能排水控制终端设计

随着城市社会经济的不断发展，城市地下排水装置是城市建设中不可或缺的一部分。目前许多城市的一些泵站的自动化监测、监控程度还不够高,没有实现自动监控,管理水平也不高,长期以来,国内大多数城市排水系统广泛采用传统控制方式。我们必须建立的远程微机监控系统,通过监控中心的实时监控,监测各分控点的水位的变化情况,水泵的工作情况、运行状态。当水位达到一定的警戒线时将信息能够及时反馈给监控中心进行处理,监控中心通过通讯方式,开启电机进行排水控制。将保证地下排水正常进行,提高城市道路排水的现代化控制和管理水平。GSM网络经过多年的发展,用户数量及覆盖范围广大,通信质量稳定可靠。利用现有GSM网络中短消息业务进行远程控制。短消息采用存储、转发的通信模式,可靠性高。它无需申请新的频率点,价格便宜,干扰少,无通信盲区,易于操作,不受空间地点的约束。整个监控系统由两大部分组成,TC35i通信模块电路部分和单片机系统。TC35i通信模块电路部分主要由TC35通信模块和SIM卡电路组成。单片机系统采用低电压,高性能CMOS8位单片机AT89C52,外围包含存储器、采集、显示、控制等电路。系统组成框图如图1所示。14.2.tc33i远程控制终端的组成TC35i模块的功能结构系统设计选用的是西门子TC35系列的TC35i。TC35i集射频电路和基带于一体,向用户提供标准的AT指令接口,为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输,方便用户的应用开发及设计。在整个系统中,TC35i远程控制终端是我们设计的主要内容,主要由电源电路、启动电路、SIM卡接口电路和UART通信接口电路等几部分组成,其外围电路接线图如图2所示。TC35i共有40个引脚,通过一个ZIF连接器引出。这40个引脚可以划分为5类,即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。第1~14脚为电源部分,24、29为SIM卡引脚,分别为CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND;33~40为语音接口用来接电话手柄;15,30,31和32脚为控制部分,15为启动线IGT(Ignition),30为RTCbackup,31为Powerdown,32为SYNC;16~23位数据输入/输出分别为DSR0、RING0、RXD0、TXD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。2变量的初始化模块监控过程开始时,单片机通过RS-2犯串行口激活TC35i来发送和接收数据短消息,完成与主控端的数据交换。模块的初始化过程是首先用定时器延时约5s,等待TC35i模块自检完毕,然后检查是否己插入SIM卡,有SIM卡则继续检查移动运营商。之后再对GSM模块进行初始化,主要的就是用AT指令初始化发送方式和设置短信中心号码。3民族地区芯片系统采用美国MAXIM公司的DS12887时钟芯片。该芯片在掉电情况下连续工作十年以上,为终端的时钟可靠性提供了保障;同时,DS12887记录时间信息详细,可持续到2100年,为系统的长期记录提供保证。4编码和解码模块要发送和接收短消息,利用GSM通讯模块和手机之间进行信息交换,首先就要对信息进行PDU格式的编码和解码。本系统采用Unicode的编码形式。4.1at+cnmi(1)AT+CMGF设置短消息发送格式。(2)AT+CNMI显示新收到的短消息。(3)AT+CMGS发送短消息指令。(4)AT+CMGR读短消息指令。(5)AT+CMGD删除短消息。4.2f400-3g如果需要发送信息“水位=3米”到手单片机首先通过串口向模块发送数据串AT+CMGS=25<CR>,然后单片机等待模块返回ASCII字符“>”,最后输入PDU数据0011000D91683118033512F40008A7106C344F4D003D00337C731A。长度25不包括PDU数据中开始的00和最后的1A。过程和分析如下:1)下发:41542B434D47533D3235OD(十六进制)2)响应:ODOA3E20(十六进制)3)输入短消息数据体:001100OD91683118033512F40008A7106C344F4D003D00337C731A(十六进制)4)发送成功响应:ODOA2B434D47533A203I30ODOAODOA4F4BODOA(十六进制)5)发送不成功响应:ODOA4552524F52ODOA(十六进制)4.3检测中心为3米，即无短消息,2e为3米单片机或计算机可以通过读指令AT+CMGR=INDEX<CR><LF>来读取SIM卡指定位置的短消息。读取的短消息是由手机号码用户发送的“水位=3米”。1)下发:41542B434D47523D310D(十六进制)2)若无短消息,响应:2B434D47523A20302C2C30ODOAODOA4F4BODOA(十六进制)若有短消息,则响应:0891683108509105F0240D91683118033512F4000860300280520380106C344F4D003000337C73。对各个数据域进行分析如下:4.4删除条短消息1)下发:41542B434D47443D31ODOA(十六进制)删除第一条短消息。2)响应:ODOA4F4BODOA(十六进制)进行确认。5管脚、tntro单片机AT89C52与TC35i模块的接口电路如图3示:AT89C52的P1.0,P1.1口分别通过开集电极三极管3904驱动后分别控制TC35i的开机、关机信号线。3904射极接地,在控制信号有效时三极管导通,使集电极下拉为地电平;在工作状态时保持为高电平。AT89C52与TC35i串口相连时,只需连接TxD和RxD两个管脚就够了,TC35i其他的串口管脚DSRO,RTNGO,CTSO及DCDO悬空,RTSO和DTRO接地,表示外部设备(单片机)永远处于准备好状态。需要注意的是TC35i模块是作为数据通信设备(DCE)来连接的,而不是像一般调制解调器作为数据终端设备(DTE)进行连接。它们之间电平转换由OC门来实现,将AT89C52的TxD脚输出的5V高电平转换为TC35i脚TxDO的2.65V安全电平,而将TC35iRxDO输出的高电平2.65V转换为AT89C52RxD的5V电平。6数字视频监控系统的数据传输数据采集终端主要由水位传感器、放大电路、A/D转换电路、单片机及外围电路、GSM模块、电源等组成。将水位传感器测量到的现场水位信息经放大、A/D变换后,送入单片机。在单片机内完成数字滤波,数据处理后,通过GSM模块发送到控制中心。同时单片机还要接收来自控制中心的实