基于GSM的超遠程水泵控制系統(tǒng)電路設計

　　針對傳統(tǒng)遠程控制器存在控制距離短、易受障礙物干擾、無反饋信息等問題，設計了一種基于GSM技術的超遠程水泵控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于時分多址技術的GSM短信業(yè)務，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短信的格式實現(xiàn)對水泵運轉(zhuǎn)、水管上水、水塔液位高度的控制和反饋。實際應用表明，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，實用性強。

　　該系統(tǒng)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、靶式流量開關、液位傳感器、液位開關、液晶顯示組成。 ARM處理器與TC35i通信模塊通過串口通信，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)過光電隔離和放大，有效防止了水泵的誤動作，控制繼電器模塊 發(fā)出的控制信號為標準的DC24V和AC220V，可以控制水泵動力箱的交流接觸器，實現(xiàn)水泵的啟動和停止；液位傳感器采集的液位信號經(jīng)過ARM處理器顯示在12864液晶上，同時也可供液位查詢使用。

　　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。當水泵已啟動時，對應的電機指示燈會亮；當水管已經(jīng)抽上水時，上水指示燈會亮；當按下液位查詢按鍵時，液晶就會顯示此次液位查詢的結果。

　　STM32最小系統(tǒng)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)過電源轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換模塊采用LM2596電流輸出降壓開關型集成穩(wěn)壓芯片，寬電壓輸入，大電流輸出，自動升降壓，為控制器各模塊的工作提供穩(wěn)定的電源保證。該設備的信號發(fā)送端由4節(jié)5號干電池供電，經(jīng)過LM7805穩(wěn)壓芯片產(chǎn)生5V恒壓供各個模塊和指示燈使用。

　　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(qū)動電路

　　如圖11所示，驅(qū)動電路選用光耦芯片AQW214來進行光電隔離路［7］，當處理器的管腳為高電平［8］時，光耦沒有輸出，繼電器不動作；當處理器的管腳為低電平時，光耦有輸出，繼電器動作，并且在繼電器的線圈兩端加了發(fā)光二極管和續(xù)流二極管，當繼電器動作時發(fā)光二極管被點亮，使繼電器的輸出更直觀、更穩(wěn)定。

　　圖11 驅(qū)動電路

　　針對傳統(tǒng)遠程控制器存在控制距離短、控制信號不穩(wěn)定、易受障礙物干擾等問題，將基于時分多址技術的GSM短信傳輸技術應用于海產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中，開發(fā)出了一種基于GSM技術的超遠程水泵控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：控制距離遠，不受障礙物干擾，傳輸信號穩(wěn)定，安裝方便，操作簡單。該裝置在實際應用時，控制信號和反饋信號傳輸及時準確，但在操作方便性和系統(tǒng)靈活性等方面還需進一步完善。