基于物聯(lián)網(wǎng)方式的溫濕度傳感測量綜合設計和實現(xiàn) 計算機科學與技術專業(yè)

摘要隨著社會的不斷發(fā)展和技術的不斷進步，物聯(lián)網(wǎng)和傳感器的使用也越來越受到人們的認可。在制造環(huán)境中的生產(chǎn)和使用中，對溫度和濕度的測量提出了越來越高的要求，因此設計了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的溫度和濕度傳感器系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)一般是通過三個不同部分而形成的系統(tǒng)：一為感知層，二為傳輸層，三是應用層。感知層的作用分別為獲得和處置傳感器的信息。傳輸層通常由兩部分組成：現(xiàn)場無線傳感器網(wǎng)絡和GPRS遠程通信。該設計采用DHT11溫濕度傳感器和CC2530無線通信模塊生成溫度和濕度，安裝一無線傳感器網(wǎng)絡，使用基于GPRS的無線通信器件進行遠距離的通信，通過物聯(lián)網(wǎng)采集的樣本、控制溫度和濕度信號，最終實現(xiàn)溫度和濕度傳感測量系統(tǒng)。關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)，傳感器，溫濕度AbstractWiththeconstantgrowthofsocietyandtheunceasingprogressoftechnology,theforthputtingoftheInternetofThingsandtheforthputtingofsensorsisgraduallyapprovedbypeople.Inproductionanduseinamanufacturingenvironment,higherandhigherrequirementsareplacedonthemeasurementoftemperatureandhumidity,soatemperatureandhumiditysensorsystembasedontheInternetofThingsisdesigned.TheIoTsystemismadeupofthreepoints:theperceptionlayer,thetransmissionlayerandtheapplicationlayer.Theperceptionlayerismainlyinvolvedinacquiringandprocessingsensorinformation.Thetransportlayerisgenerallycomposedoftwoparts.Oneisfieldwirelesssensornetwork,anotherisGPRSremotecommunication.TheprogrammingmakesupoftheDHT11temperatureandhumiditysensorandCC2530wirelesscommunicationmoduletoproducetemperatureandhumidity,placethewirelesssensornetwork,andthenthroughtheGPRS-basedwirelesscommunicationunitforremotecommunicationandtransmission,throughtheInternetofthingssampling,controltemperatureandhumiditysignals,andfinallyachieveTemperatureandhumiditysensormeasurementsystem.Keywords:InternetofThings，sensor，Temperatureandhumidity目錄TOC\o"1-3"\u第一章緒論 11.1基于物聯(lián)網(wǎng)方式的溫濕度傳感測量的意義 11.2基于物聯(lián)網(wǎng)方式的溫濕度傳感測量系統(tǒng)的現(xiàn)狀 21.3基于物聯(lián)網(wǎng)方式的溫濕度傳感測量系統(tǒng)的內(nèi)容 3第二章基于物聯(lián)網(wǎng)方式的溫濕度傳感測量的總體設計 42.1整體方案需求 42.2總體設計 4第三章溫濕度傳感器模塊設計 53.1傳感器的設計 53.2DHT11傳感器 73.2.1DHT11傳感器概述 73.2.2串口通信 113.2.3相關注意事項 113.3無線通信模塊 123.3.1無線通信模塊概述 123.3.2傳感器數(shù)據(jù)采集設計 14第四章基于GPRS的通信模塊設計 184.1GPRS設計概述 184.2模塊整體設計 19結(jié)論 24參考文獻 25致謝 26附錄 27第一章緒論1.1基于物聯(lián)網(wǎng)的溫濕度傳感測量的意義物聯(lián)網(wǎng)從簡單的方面來說，是指將各式各樣的我們現(xiàn)實生活中的物理對象連接到互聯(lián)網(wǎng)，這些連接的對象往往是令我們意想不到的。從我們家里用的冰柜和電燈等家用的電器，到交通運輸?shù)脑O備車輛和醫(yī)療器械和設備，再到目前的可穿戴設備例如智能手表，甚至還有我們的智能城市。具體來說，物聯(lián)網(wǎng)就是指不需要人為干預的條件下，通過無線傳輸?shù)慕邮障到y(tǒng)和傳輸系統(tǒng)的物理設備系統(tǒng)。而這一切都源自于各種物理對象對傳感器的集成。一個經(jīng)典的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的工作模式是不斷的接收發(fā)送并且分析數(shù)據(jù)，舉個簡單的例子，為了預測某人回家前調(diào)整溫濕度調(diào)節(jié)器的最佳時間，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)會獲取他所在的區(qū)域交通信息和出勤習慣，這樣在無需干預的情況下就能實現(xiàn)更理想的效果。傳感器技術在我們現(xiàn)代的科學發(fā)展中起著極其巨大的作用，人們非常重視對它的研究開發(fā)，在未來這項技術將引領潮流。傳感器技術的應用前景十分廣闊，像航空器和海洋船舶等重要的產(chǎn)業(yè)等。還有自動化的生產(chǎn)，軍事防御和尖端科學與工程，而且它關系到人們的生活密切相關的方面。其中，溫濕度傳感器在我們的日常生產(chǎn)中有很大的用途。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)的溫濕度傳感系統(tǒng)的開發(fā)與應用可以幫助我們更好地實現(xiàn)溫濕度信息的實時監(jiān)控，對生產(chǎn)有利。近年來，隨著國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的深化使用，傳感器技術也逐漸興起，它利用自身獨特的收集數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，打造出一種高度自動化的生產(chǎn)方式，解決了傳統(tǒng)工藝中許許多多的難題。傳統(tǒng)工藝中，許多數(shù)據(jù)都需要人工測量，既費時又不精準，而現(xiàn)在通過傳感器技術在操作臺便可以很快地得到檢測結(jié)果，這就是工業(yè)自動化生產(chǎn)的一部分。在我們的生產(chǎn)過程中還會需要很多形式各樣的傳感器，用以檢測數(shù)據(jù)，我們在檢測中心便能獲得所有數(shù)據(jù)，通過分析異常數(shù)據(jù)并干預從而確保生產(chǎn)活動的正常進行。所以說傳感器技術是我們現(xiàn)在生產(chǎn)的核心技術之一。目前來看，國內(nèi)外傳感器市場的調(diào)整將完成。各個行業(yè)對傳感器的需求一直在持續(xù)。隨著社會經(jīng)濟技術的發(fā)展，世界上大多數(shù)國家的政府都在促進和支持采用新的工業(yè)和農(nóng)業(yè)技術來復興農(nóng)業(yè)技術和工業(yè)技術。他建立了大型工業(yè)農(nóng)學研究所和技術推廣服務。中國是工農(nóng)業(yè)最好的國家，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在改善人民生活和增加人民收入方面發(fā)揮著重要作用。維持和控制工業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品的溫度和水分含量的最重要方法是生產(chǎn)和生活中的關鍵技術。因此，我們迫切需要采用現(xiàn)代技術來改善生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)視環(huán)境，因此我們采用了檢測，傳輸，處理和控制環(huán)境中的溫度和濕度信息的技術來實現(xiàn)自動控制和管理。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程，有效提高產(chǎn)品管理的健康水平，降低生產(chǎn)風險，實現(xiàn)工農(nóng)業(yè)健康快速發(fā)展。1.2基于物聯(lián)網(wǎng)方式的溫濕度傳感測量系統(tǒng)的現(xiàn)狀在今天經(jīng)濟全球化的大背景下，各國對物聯(lián)網(wǎng)的研究不斷深入，與物聯(lián)網(wǎng)有關的技術迅猛發(fā)展，這也加速了物聯(lián)網(wǎng)相關標準化的進度。而物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構也成了各國關注的重點，因為它對推動物聯(lián)網(wǎng)走向規(guī)?；l(fā)展和可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。經(jīng)過近幾年的發(fā)展，我國在物聯(lián)網(wǎng)相關領域取得了許多進展，有關物聯(lián)網(wǎng)的技術取得了突破。與物聯(lián)網(wǎng)理念相關的各種產(chǎn)品已經(jīng)滲透到各行各業(yè)中，并在這些行業(yè)中起到越來越關鍵的作用。隨著互聯(lián)網(wǎng)，移動互聯(lián)網(wǎng)，云計算和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，終端設備也從人與人之間的通信逐步擴展到了物物通信。物聯(lián)網(wǎng)讓現(xiàn)實生活中的終端設備也能夠成為網(wǎng)絡的一部分，只要有網(wǎng)絡的地方，各種終端設備也能夠連接在一起。就目前的發(fā)展趨勢來看，未來的終端設備將顯示出比當前市場大十倍的比例。從短期來看，智能手機和平板電腦是明朗的，從中期來看，諸如智能電視和智能家居之類的智能家居設備將帶來一波智能家居終端熱浪。目前物聯(lián)網(wǎng)的接入方式是多種多樣的，在我國使用的較多的一種是無線通信。按照通信的距離來劃分的話，可以分為短程無線通信和基于廣域網(wǎng)的無線通信。短程無線通信主要有藍牙、Zigbee、wifi和NFC等等，其中藍牙和wifi已經(jīng)大規(guī)模應用于家居、手機等，市場相對來說成熟。從應用上來說，短程通信的相關技術將會持續(xù)面向智能家居、手機、醫(yī)療發(fā)展。廣域網(wǎng)的無線通信，從2G時代到現(xiàn)在的5G時代，市場對產(chǎn)品的智能化要求越來越高，因此新的技術也將不斷出現(xiàn)并走向成熟。從設備的生產(chǎn)到提供設備的網(wǎng)絡服務，物聯(lián)網(wǎng)服務已經(jīng)形成了一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。跨邊緣設備，路由和云服務上的物聯(lián)網(wǎng)軟件的分布式體系結(jié)構可以使物聯(lián)網(wǎng)解決方案促進現(xiàn)代微服務的開發(fā)。我們擁有廣泛的無線連接裝置，例如LoRaWAN，Sigfoxa或和3GPP等。包括思科和Microsoft在內(nèi)的領先物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)將會投資于低成本或者是零成本的培訓和認證，目的是打造一個認證標準。與此同時，行業(yè)內(nèi)也推廣特殊的認證。目前來說，行業(yè)內(nèi)已經(jīng)有許多開發(fā)商已與企業(yè)制造商一起對物聯(lián)網(wǎng)兼容產(chǎn)品進行認證。包括互聯(lián)網(wǎng)提供商在內(nèi)的各種企業(yè)都使用網(wǎng)絡中繼器，使客戶可以在家庭中進行互連。從長遠來看，物聯(lián)網(wǎng)分析工具和應用將從初創(chuàng)公司轉(zhuǎn)變?yōu)楣镜膽煤凸δ堋．a(chǎn)品設計，市場營銷和客戶支持團隊使用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視來改善用戶體驗，交付產(chǎn)品和服務并促進客戶參與。1.3基于物聯(lián)網(wǎng)方式的溫濕度傳感測量系統(tǒng)的內(nèi)容溫度和濕度傳感器是指可以將溫度和濕度轉(zhuǎn)換為易于測量和處理的電信號的設備。溫度和濕度傳感器一般用來測量溫度和相對濕度，應用在工業(yè)自動化生成，食品存儲和藥品存儲，檔案文件保存還有其他行業(yè)。溫度和濕度傳感器用于監(jiān)視智能耕作：土壤中已安裝了幾層濕度傳感器。在此過程中，如果土壤濕度傳感器降至某個水平以下，則整個系統(tǒng)將提供預警。溫度和濕度傳感器促進了“智能溫室”的建設。技術人員可以直接通過計算機或移動電話控制。溫度和濕度傳感器在家庭中的簡單應用：在家庭環(huán)境監(jiān)視系統(tǒng)中，實時監(jiān)視每個點的狀態(tài)，并將其實時上傳到監(jiān)控中心。家庭環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)使用大量的溫度和濕度傳感器來幫助記錄溫度和濕度的變化。借助溫度和濕度傳感器，家庭監(jiān)視系統(tǒng)可以監(jiān)視家庭氣氛的溫度和濕度進行調(diào)節(jié)，從而節(jié)省能源，保障安全并改善人們的生活條件。基于物聯(lián)網(wǎng)方式的溫濕度傳感測量系統(tǒng)結(jié)構第二章基于物聯(lián)網(wǎng)方式的溫濕度傳感測量的總體設計2.1整體方案需求系統(tǒng)設計要求應用物聯(lián)網(wǎng)技術實時監(jiān)視目標環(huán)境中的溫度和濕度變化，從而簡化管理和生產(chǎn)。該系統(tǒng)還要求傳感器節(jié)點在復雜的監(jiān)視區(qū)域中準確收集所需的溫度和濕度數(shù)據(jù)，并將所需的溫度和濕度數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄崟r監(jiān)視系統(tǒng)，以便管理人員可以對其進行查詢并通過監(jiān)視系統(tǒng)進行實時監(jiān)視和了解，處理必要的數(shù)據(jù)。該設計具備以下條件：使用遠程訪問功能，管理者可以遠程監(jiān)視傳感器網(wǎng)絡的狀態(tài)和數(shù)據(jù)。為了監(jiān)視環(huán)境的溫度和濕度，在復雜的環(huán)境中需要足夠長的時間。必須具有理解和收集有關溫度和濕度的信息的能力，并可能收集有關環(huán)境的溫度和濕度的。具備足夠的數(shù)據(jù)存儲，因此可以在遠程數(shù)據(jù)庫中存儲大量傳感器數(shù)據(jù)并訪問脫機數(shù)據(jù)。2.2總體設計本次的設計使用到兩個模塊，一個是基于DHT11溫濕度傳感器，另一個是CC2530無線通信模塊，實現(xiàn)收集溫度和濕度，建立無線傳感器網(wǎng)絡，并通過基于GPRS的通信單元進行數(shù)據(jù)傳輸。此外，傳輸和處理傳感器網(wǎng)絡收集節(jié)點之間的數(shù)據(jù)，然后使用串行通信技術對無線系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理。無線傳感器網(wǎng)絡中的傳感器節(jié)點有三個，分別為溫濕度采集節(jié)點，通信節(jié)點和采集節(jié)點。當近程監(jiān)視站點時，該系統(tǒng)的監(jiān)視站是一臺計算機。進行遠程監(jiān)視時，必須登錄GPRS模塊，GPRS模塊負責通過GPRS將信號加載到遠程監(jiān)視計算機上。第三章溫濕度傳感器模塊設計3.1傳感器的設計基于CC2530的溫濕度傳感器模塊是由多個傳感器和模組構成的，包含了傳感器節(jié)點微控制器，溫濕度傳感器，無線模塊和電源模塊等四個部分。傳感器節(jié)點由三個不同的節(jié)點構成才能正常工作：獲取節(jié)點，通信節(jié)點和主節(jié)點。監(jiān)視環(huán)境中安裝了許多溫濕度傳感器。每個傳感器都能實時收集溫度和濕度數(shù)據(jù)，通過無線模塊傳輸給溫濕度節(jié)點，最終主節(jié)點一起發(fā)傳輸數(shù)據(jù)。無線模塊：由一個具有單個射頻芯片，桿狀天線和2.4G載波頻率的微型計算機組成，主要負責處理，接收和發(fā)送信號。傳感器模塊：主要功能是收集溫度和濕度信息并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息。電源模塊：傳感器控制模塊和無線模塊之間的連接用于提供電力給系統(tǒng)。溫度和濕度信息由溫度和濕度收集節(jié)點收集處理，并轉(zhuǎn)換為可處理的信號，然后將其發(fā)送到通信節(jié)點，然后由通信節(jié)點發(fā)送該信號，通過主節(jié)點一起發(fā)送。溫濕度傳感器節(jié)點的微型控制器主要作用是控制整個傳感器模塊的運行和維護，包括繼電器模塊，溫濕度傳感器模塊和RS232模塊。溫度和濕度傳感器節(jié)點的主要作用是通過特定的器件收集環(huán)境中的溫度和濕度信息，并將其轉(zhuǎn)換為可處理的信號。協(xié)調(diào)器的作用是建立一個網(wǎng)絡，能夠傳輸信息并將信息保存在網(wǎng)絡節(jié)點上，用來執(zhí)行任務。協(xié)調(diào)器的硬件一般由時鐘電路、存儲器、處理器、電平轉(zhuǎn)換電路、天線等構成。在該系統(tǒng)中協(xié)調(diào)節(jié)點的基本控制器是CC2530，它只需要耗費非常少的外圍電路即可執(zhí)行無線通信。溫濕度傳感器結(jié)構圖傳感器節(jié)點模型3.2DHT11傳感器3.2.1DHT11傳感器概述DHT11溫濕度傳感器最大的特點就是能夠進行數(shù)字校準信號輸出，它是由一個集成的溫度和濕度傳感器組成的。它利用了一種不尋常的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度檢測技術，可以保證產(chǎn)品在一定時間里極其高的可靠性和極佳的穩(wěn)當性。這種傳感器搭載了電阻式濕度檢測器和NTC溫度測量模塊，并且有性能極佳的8位微控制器。這種產(chǎn)品相對來說優(yōu)勢很多，其中有質(zhì)量高，反應迅速，抗干擾能力強，性價比也比同類產(chǎn)品高。使用多個DHT11傳感器在室內(nèi)進行測量能得到校準系數(shù)，這些數(shù)據(jù)將作為程序數(shù)據(jù)保存在存儲器中，同時處理器內(nèi)部在檢測信號時會自動為這些數(shù)據(jù)命名，單線串行接口使系統(tǒng)集成變得容易和快速。因為它體積比較小功耗也比同類產(chǎn)品低的優(yōu)點，使它受到市場的青睞。該產(chǎn)品是4針單線封裝，便于連接。圖4DHT115電器特性引腳說明7DHT11性能3.2.2串口通信數(shù)據(jù)引腳用于微控制器和DHT11溫濕度傳感器之間的同步和通信，并且使用單總線數(shù)據(jù)格式，大概有4毫秒的通信時間，數(shù)據(jù)有兩個部分為整數(shù)部分和小數(shù)部分。用戶用微控制器發(fā)送啟動指令，DHT11傳感器會由低功耗模式轉(zhuǎn)變?yōu)榭焖倌Ｊ?，主機啟動指令完成后，DHT11傳感器發(fā)送響應指令開始采集數(shù)據(jù)，用戶可以選擇手動方式讀取數(shù)據(jù)，DHT11傳感器將在收到啟動指令后開始溫濕度采集。采集數(shù)據(jù)后，會切換到低速模式.主機總線的空閑狀態(tài)很高，將總線拖下，等待DHT11傳感器響應。主機必須拉下總線超過18毫秒，用來保證DHT11傳感器檢測發(fā)送的啟動指令。當從主機接收到啟動指令時，DHT11傳感器等待直到主機啟動指令終止，然后發(fā)送80微秒時間的響應指令。主機發(fā)送啟動指令后將延遲40微秒左右，然后獲取DHT11傳感器響應指令。與此同時切換到輸入模式，總線頂部上拉電阻為低電平時，這說明DHT11傳感器已經(jīng)發(fā)送響應指令。DHT11傳感器發(fā)送響應指令后總線將響應80微秒左右用來準備進行數(shù)據(jù)傳輸，每個數(shù)據(jù)位以50個電平的時隙開始，然后根據(jù)電平的長短確定數(shù)據(jù)位是0還是1。如果讀取的電平為高電平，則DHT11傳感器是不會對之做出響應的。數(shù)據(jù)傳輸完成后，DHT11傳感器將總線拉至50微秒，最后上拉電阻上拉，總線將處于空閑的狀態(tài)。3.2.3相關注意事項第一，不能超過的標準規(guī)定范圍否則將會產(chǎn)生RH的漂移信號。雖然傳感器會回到正常狀態(tài)，但這一過程是緩慢的。需要特別注意的是，長時間超過規(guī)定范圍使用可能會導致產(chǎn)品的損壞。第二，電阻式濕度傳感器的傳感器會受到化學試劑的影響，這些化學試劑可能會導致測量結(jié)果的不準確，所以應避免這種情況的發(fā)生。和第一點一樣，長期處在這種異常的環(huán)境中可能會導致產(chǎn)品完全損壞。第三，在進行的校準時候，可以通過以下處理步驟將處于極端工作條件或化學蒸汽的傳感器重新安裝到標準狀態(tài)。在50至60攝氏度和小于百分之十相對濕度下干燥120分鐘，然后在20-30攝氏度且大于百分之七十相對濕度下干燥300分鐘。第四，檢測氣體的濕度時，應控制好溫度，因為高溫或低溫都會導致檢測的誤差。同時也要避免長時間暴露在輻射光線下，這樣也會到時檢測的誤差甚至造成產(chǎn)品的損壞。第五，數(shù)據(jù)信號電纜質(zhì)量的好壞直接決定了通信的質(zhì)量和距離，為了避免出現(xiàn)通信不良的情況，應使用品質(zhì)較好的屏蔽電纜。3.3無線通信模塊3.3.1無線通信模塊概述Cc2530芯片介紹：cc2530引腳功能cc2530模塊3.3.2傳感器數(shù)據(jù)采集設計數(shù)據(jù)采集流程程序代碼：第四章基于GPRS的通信模塊設計4.1GPRS設計概述GPRS的全稱是Generalpacketradioservice，，中文名稱是通用的無線分組服務。跟以前通過GSM電路進行數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的等傳統(tǒng)的方式作對比，GPRS具有隨時在線，具有收費標準，連接速度快和能夠進行大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點。GPRS是一種快速的數(shù)據(jù)處理技術，而它的這一系列優(yōu)點恰恰適用于目前物聯(lián)網(wǎng)的應用，使用這種通信方式可以一定程度降低我們的費用?；贕PRS的通信單元的設計必須滿足一些基本的遠程數(shù)據(jù)采集和廣播功能。以下是根據(jù)系統(tǒng)要求執(zhí)行的操作功能：采集功能：流經(jīng)傳感器的電壓或電流信號的信息以短信形式通過單片機發(fā)送到廣播。短消息功能：它可以定期發(fā)送或發(fā)送到控制中心，并且主機可以用投票的方式指定查詢。數(shù)據(jù)中心：能夠收集到我們手機等其他終端設備異常從而做出迅速的反應。遠程控制：控制中心可以通過使用短消息來更改終端和數(shù)據(jù)格式的發(fā)送方式，同時通過控制開關輸入來控制開關輸入。遠程數(shù)據(jù)采集終端包括傳感器，GPRS通信模塊和單片機，可以對我們所需要的的數(shù)據(jù)進行采集并發(fā)送，而我們的中心處理模塊由兩個部分組成：GPRS通信模塊和數(shù)據(jù)庫后臺模塊，可以通過接收并分析從終端發(fā)送的數(shù)據(jù)，從而再向采集模塊發(fā)送我們所需的指令，并執(zhí)行必要的操作任務以完成任務。優(yōu)勢：（1）數(shù)據(jù)傳輸速度。GPRS手機比GSM手機快10倍，可以滿足用戶的特定需求，并且能夠始終如一地廣播高性能音頻和視頻文件（2）始終在線。由于建立新連接不需要很長時間花費，這樣一來我們就能隨時隨地地接入網(wǎng)絡。但是如果終端不支持GPRS的話，當在上網(wǎng)的時候恰好有電話接入，則在大多數(shù)情況下，將在切斷連接線路后連接到呼叫并在通話后再次連接互聯(lián)網(wǎng)。使用GPRS，您可以輕松解決這種差異；（3）取決于數(shù)據(jù)流。計費基于您提交的數(shù)據(jù)量，而不是計費時間。換句話說，只要不傳輸數(shù)據(jù)，即使處于“在線”狀態(tài)，也不會產(chǎn)生收費。技術的優(yōu)點很多：GPRS將兩種不同的技術結(jié)合起來，一種是移動通信，另外一種是數(shù)據(jù)通信。這是GSM網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)通信的發(fā)展和集成的必然結(jié)果。GPRS使用的是分組交換技術，這種技術的內(nèi)容是多個用戶共享某些信道資源時最多允許8個時隙。如果在空中接口中包括8個TDMA插槽用于交換數(shù)據(jù)，則可以提供對高達71.2kbps的數(shù)據(jù)的無線訪問，這可以為用戶提供具有成本效益的服務和合理的定價策略。GPRS不僅允許運營商直接提供豐富多彩的服務，而且還提供了第三方服務提供商的可訪問性，從而促進了服務和網(wǎng)絡服務的有效分離。另外，GPRS可以顯著提高GSM系統(tǒng)的無線資源利用率。使用大量的GSM網(wǎng)絡資源。4.2模塊整體設計該通信單元使用G20模塊在GPRS網(wǎng)絡的覆蓋區(qū)域中執(zhí)行遠程數(shù)據(jù)收集。G20模塊是摩托羅拉推出的雙頻GPRS無線型號，主要提供用于數(shù)據(jù)服務的無線接口，短消息傳輸和語音傳輸。G2O模塊主要集成了射頻電路和GPRS基帶處理器，使其適合開發(fā)基于GPRS的無線應用產(chǎn)品。我們這次使用的G20模塊支持GSM07.05通訊標準，指令集中包括SMS控制，使用AT89C52串行端口，向G20模塊發(fā)送一系列AT命令，從而達到了控制SMS消息發(fā)送和接收的目的。G20模塊通過異步通信接口，實現(xiàn)SMS控制。共有三種協(xié)議：第一種是基于AT命令集的文本模式，第二種是PDU模式，以及基于AT命令集的塊模式。PDU模式是發(fā)送和接收SMS的一種形式。為了確保通用易用性，我們使用PDU模塊發(fā)送和接收SMS。PDU就像一個包含SMS的數(shù)據(jù)包。作為由數(shù)據(jù)單元建立的通信單元，它完整地記錄了實時源，目的地，協(xié)議類型，數(shù)據(jù)格式和文本等。主體總長度可以接受140字節(jié)的命令，所有命令均以十六進制表示。PDU結(jié)構從SMS到移動終端發(fā)起，AT89C52使用單個芯片發(fā)送和接收美國信息交換標準代碼。通過對設置不同的c52模塊集成到g20模塊里，接收SMS的本質(zhì)就是從SIM卡或緩存中讀取信息。兩者均使用AT命令集中的AT+CMGR和AT+CMGL命令完成。第一步，需要驗證是否可以使用G20模塊建立通信網(wǎng)絡，然后使用ATE命令集來確認完成。使用AT+CMGF命令選擇SMS數(shù)據(jù)格式。如果獲得了G20模塊的正確答案，使用AT命令完成讀取功能。通常，使用AT+CMGR讀取實時數(shù)據(jù)以啟動G20模塊與接收SMS相同。發(fā)送時，必須首先在AT89C52和G20模塊之間建立連接，以便轉(zhuǎn)發(fā)初始化命令并設置PDU模式命令發(fā)送短信內(nèi)容。該系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊使用了基于G20模塊的移動GPRS通信單元，可以將其配置為連接