基于SIM900A的無線數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
加入技術(shù)交流群
2．3 無線通訊模塊
無線通訊模塊采用SIM900A芯片實(shí)現(xiàn)，主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程終端的數(shù)據(jù)傳輸功能。SIM900A模塊是一款尺寸緊湊，內(nèi)置TCP／IP協(xié)議棧的GSN／GPRS模塊。利用SIM900A的特性，本設(shè)計(jì)提供兩種數(shù)據(jù)傳輸模式。一是基于GSM的短信傳輸模式，用戶通過手機(jī)短信發(fā)送指令，返回采集的數(shù)據(jù)參數(shù)；二是基于GPRS的傳輸模式，用戶經(jīng)由計(jì)算機(jī)LINUX終端界面，控制采集數(shù)據(jù)。無線通訊模塊硬件實(shí)現(xiàn)如圖4所示。通過拉低端口1 PWRKEY開啟和關(guān)閉模塊，52管腳用于指示當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，根據(jù)發(fā)光二極管閃爍的頻率可以判斷手機(jī)卡是否在移動(dòng)控制中心注冊(cè)。30～33端口用于接手機(jī)SIM卡。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/192781.htm
2．4 數(shù)據(jù)采集模塊
數(shù)據(jù)采集模塊采用單總線DS18B20溫度傳感器，采集溫度數(shù)據(jù)值，送至主控模塊單片機(jī)的F端口第0位(PF0)。
3 數(shù)據(jù)采集卡軟件設(shè)計(jì)
3．1 底層驅(qū)動(dòng)程序
數(shù)據(jù)采集卡硬件部分，通過對(duì)ATmega128單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、蓄電池電壓等參數(shù)的采集、處理、發(fā)送等功能。
采集卡上電復(fù)位后，驅(qū)動(dòng)軟件先執(zhí)行初始化操作，初始化包括主控芯片的端口，串口波特率(與GSM／GPRS模塊串口波特率一致)，EEPROM中的固定參數(shù)，以及GSM／GPRS模塊的GSM通道GPRS通道設(shè)置，模塊串口設(shè)置。之后主控芯片定時(shí)判斷是否有來自遠(yuǎn)程終端或手機(jī)短信的預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令接口。其外部時(shí)鐘電路每分鐘觸發(fā)的一次中斷信號(hào)，開始采集傳感器中獲取的數(shù)據(jù)值。當(dāng)有命令傳來時(shí)，就組建信息報(bào)文，通過串口將報(bào)文數(shù)據(jù)通過無線發(fā)送模塊傳送出去。串口通訊流程圖如圖5所示。
由于環(huán)境參數(shù)變化緩慢，在外部中斷信號(hào)觸發(fā)后，按照約定的采樣間隔采集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)保存在全局緩沖區(qū)中，減少多次調(diào)用采集數(shù)據(jù)指令，減輕了采集系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。
3．2 終端平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)
終端平臺(tái)軟件運(yùn)行于裝有LINUX系統(tǒng)的具有固定IP的計(jì)算機(jī)上。本設(shè)計(jì)選擇LINUX操作系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺(tái)，LINUX最大的特點(diǎn)就是免費(fèi)開源，支持多用戶、多任務(wù)、支持多線程和多CPU的操作系統(tǒng)。終端平臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)，采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想，各功能模塊之間功能相互獨(dú)立，其中主程序是整個(gè)終端平臺(tái)軟件的核心，通過主程序有機(jī)地調(diào)用系統(tǒng)各類子程序及模塊，形成一個(gè)聯(lián)系緊密的整體，有條不紊地完成各項(xiàng)預(yù)定的操作指令。
終端軟件平臺(tái)軟件采用多進(jìn)程多線程編制，實(shí)現(xiàn)對(duì)基于GPRS的數(shù)據(jù)傳輸模式的數(shù)據(jù)參數(shù)的接收、顯示、存儲(chǔ)和控制。
3．3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)基于GPRS的數(shù)據(jù)傳輸模式采集回來的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，以備日后查看，為用戶存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)中采用MYSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，MYSQL是一個(gè)開放源碼的小型關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，其體積小、速度快、總體擁有成本低，且滿足設(shè)計(jì)需要。
4 測(cè)試效果
通過PROTEL完成PCB圖的設(shè)計(jì)，發(fā)工廠完成PCB板的制作，完成元器件焊接后，下載程序，通電調(diào)試。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)后，無線數(shù)據(jù)采集卡運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好。測(cè)試效果如圖6所示。
5 結(jié)論
本文設(shè)計(jì)的基于SIM900A的無線數(shù)據(jù)采集卡是利用SIM900A芯片、ATmega128單片機(jī)等組成的，通過無線通訊模塊GSM／GPRS無線通信方式完成數(shù)據(jù)采集卡到遠(yuǎn)程終端的數(shù)據(jù)傳輸。本設(shè)計(jì)完成了無線數(shù)據(jù)采集卡硬件部分和軟件部分的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，利用SIM900A的特性，改善了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸模式，提供了更加趨向于智能化的功能。本設(shè)計(jì)成本較低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，應(yīng)用范圍廣，可用于遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、存儲(chǔ)等，有很好的推廣價(jià)值。
評(píng)論