i基于地理信息技術的“數字礦山”應用摘要：本文從國內的技術實現背景方面闡述了“數字礦山”的概念，并以自主研發的Titan（泰坦）煤礦綜合信息管理應用平臺為例，分析和介紹了當前基于地理信息技術進行數字礦山建設的關鍵技術。關鍵詞：數字礦山；地理信息；海量數據

“數字礦山”是一個科學、系統的概念，也是一種動態持續的過程。對于國內“數字礦山”的技術實現背景，我們可以從以下兩個層面上來理解。 一個層面是將數字礦山中的固有信息（如地表地形、井下地質構造與礦體、測量控制系統、已完成的井巷工程等）數字化，按三維坐標組織起來一個數字礦山，全面、詳盡地刻畫礦山及礦體；另一個層面是在此基礎上再嵌入所有相關信息（如儲量管理、機電管理、人事管理、生產管理、技術管理等），組成一個意義更加廣泛的多維的數字礦山。隨著礦山生產管理技術水平的提高，地理信息技術作為信息技術的一個重要組成部分，已逐步應用在“數字礦山”建設中。但是，目前地理信息技術在礦山生產管理上的應用還局限在個別方面，各方面之間缺乏有機的聯系，沒有作為一個整體綜合地考慮，對礦山生產管理的影響有限。本文結合Titan（泰坦）空間信息基礎平臺軟件，提出了一個新的解決方案，建立了Titan（泰坦）煤礦綜合信息管理應用平臺。該系統平臺整合了礦井監控監測數據，使得決策者能夠比較準確地了解井下的情況，實現了安全實時監控，同時實現了自動化制圖和三維礦井虛擬，該系統平臺已成功應用在山西大陽煤礦系統中。1、系統總體框架 系統總體框架為由數據庫及管理系統、煤礦應用服務平臺和煤礦專業應用系統組成的三層結構。 專業應用系統在煤礦應用服務平臺的支持下，實現礦井安全實時監控、安全生產管理、設備管理、礦圖管理以及煤礦儲量計算、突發事件處理輔助決策、三維礦井虛擬等子系統。系統總體框架如下圖1。B/S模B/S模式C/S模式數據庫及管理系統煤礦綜合信息庫管理系統煤礦綜合信息數據庫礦井設計生產信息···地質測量信息基礎地形數據庫管理系統硬件及網絡系統平臺數據采集與更新屬性數據錄入、轉換與更新圖形數據、影像數據錄入、轉換與更新支撐軟件掃描儀及掃描矢量化軟件用戶

管理權限

管理運行

監控統計

分析初始數據錄入與轉換煤礦三維信息分析煤礦模型庫管理安全生產綜合管理煤礦應用服務平臺煤礦專業應用系統礦井安全實時監控設備管理礦圖管理井下人員定位安全生產管理儲量管理突發事件處理······三維礦井采掘虛擬煤礦安全生產主管部門系統接口圖1系統總體框架2、系統建設的關鍵技術分析2.1．海量空間數據存儲GIS技術的瓶頸之一就是如何解決海量空間數據管理問題，因為對于一個城市級的GIS系統，其數據量極其巨大，一般可達到GB的數據量級。例如某市1:500的基礎地圖就有2.4GB。傳統的基于文件的管理方式顯然不能處理這些問題，而利用面向對象的大型數據庫技術則能夠有效地解決這一問題。在面向對象的空間數據庫中，海量地圖數據的使用變得更加簡單：只需建立單一圖層，不必再進行分幅處理。如果用戶原來的數據源是分幅的，可將其全部存儲到一個圖層中，數據庫將自動對其進行拼接和索引處理，即可形成一個完整的圖層。在應用時，客戶端只需極少量的編程（實際上只是指定數據源），就可實現對數據庫里數據的動態顯示。數據庫會根據當前地圖客戶端的顯示視野，自動將此范圍內的圖形檢索出來，并送到客戶端顯示。因此，即使服務器端的數據是GB級的，在客戶端的數據量卻僅是幾十到上百KB，大大減輕了客戶端系統的配置需求，并減輕了網絡流量。Titan空間數據管理接口（SpatialDataManagement，SDM）是Titan系列地理資訊系統軟件平臺中面向大型、海量空間信息（包括矢量和影像）的存儲和管理系統而開發的解決方案。它提供TOSA模塊在Oracle，MySQL，SqlServer，KingBase等多種數據庫系統中存貯和管理矢量和影像數據，充分利用大型關系型數據庫的數據存儲、管理能力，為大型/超大型空間信息系統提供強有力的支持。2.2海量空間數據顯示由于顯示時，特別是地形漫游所涉及的地形數據可能相當大，甚至達到海量級別，受計算機內存和顯存資源的限制因而不可能預先一次性把這些地形數據全部調入內存。然而，只要我們能開辟一個數據緩沖區(其數據量將遠小于整個場景的地形數據量)來裝載當前可見區及其附近的地形數據，并在漫游過程中根據當前視點位置與數據緩沖區幾何中心之間的平面位置關系來判斷是否需要立即更新數據緩沖區，如此一來，就有可能使得內存中所需調入的數據量僅與數據緩沖區的數據量相關，而與整個場景的地形數據量無關。從而只利用有限的PC內存和顯存資源，即可實現基于大規模地形數據的大范圍漫游。對于遙感影像數據的顯示，Titan空間數據管理SDM建立影像金字塔。這樣既能避免采用小波影像壓縮技術的較多質量損失，又達到了海量影像數據的組織管理和快速瀏覽效果的目的，可以實現與數據量無關的快速顯示。對于矢量數據的顯示，Titan空間數據管理SDM建立了基于四叉樹、R樹混合索引技術，克服了傳統單一索引技術的不足，為海量空間數據管理、顯示奠定了堅實的基礎。2.3自動制圖在煤礦的勘探、開采設計及生產過程中，地質和測量圖件是設計、生產的基礎資料和依據,是地測工作最終成果的重要組成部分和形象化的表現形式。常用的圖件主要包括：柱狀類：鉆孔柱狀圖、綜合柱狀圖、煤層小柱狀、煤巖層對比圖；剖面類：地質剖面圖、采區剖面圖、巷道素描圖；平面類：煤層底板等高線與儲量計算圖，各類等值線圖，三下壓煤圖，水平切面圖，采掘工程平面圖，井上下對照圖、通風系統圖、排水系統圖、井下避災線路圖、采區布置圖、采掘銜接計劃圖、工作面循環圖表等。煤礦地質測量常用圖件繪制的自動化程度、信息更新的動態編輯能力以及圖件之間信息的共享程度是衡量一個專業GIS平臺優劣的一個主要標志。本系統采用了TitanGIS基礎地理信息平臺軟件開發，TitanGIS具有完整的GIS數據結構，支持Titan實體關系、空間拓撲結構，柵格數據結構和不規則三角網TIN數據模型。提供強大的圖形編輯、顯示、圖表互查、繪圖輸出及豐富的矢量分析功能和基于柵格及TIN的多種空間分析功能，是一個全功能、面向分析和開發的專業GIS產品。TitanGIS支持點裝、線型符合編輯器，可建立符合煤礦行業制圖標準的符號庫系統。Titan（泰坦）煤礦綜合信息管理應用平臺提供了基于采掘工作面進度的采掘工程平面圖自動制圖功能。數據更新在TitanSDM,制圖出圖采用AutoCAD。TitanSDM更新的數據主要是采區空間數據。更新的方式采用輸入綜采周報的推進進度（單位：米），自動更新（制圖）采區空間數據。制圖自動獲得動態數據，即自動獲得已經更新的采區數據。其工作方式如圖2所示。輸入工作面回風巷、進風巷推進長度（米）輸入工作面回風巷、進風巷推進長度（米）自動計算推進位置地理坐標，方位等信息自動更新工作面空間數據（自動制圖）選擇已經入庫的AutCAD圖件（如采掘工作平面圖）工作面空間數據轉換為DXF/DWG啟動AutoCAD裝載原入庫圖件數據裝載已經更新的采區空間數據瀏覽、修改、打印圖2自動制圖出圖方案圖2.4三維地質模型生成煤礦地質測量3D模型的構建與可視化將大大提高煤礦工作人員對煤礦生產各個環節的直觀認識。但是由于數據采集的難度以及生成算法的復雜性，基于數字化礦山全景式真三維建模與顯示為目的3D軟件的開發尚處在摸索之中。目前，許多煤炭行業的地學工作者將工作的重點放在多煤層地質實體及井巷工程的3D建模與可視化研究方面。Titan3DM基于框架建模的思路研制開發而成。它利用平行或基本平行的剖面數據建立起三維空間任意復雜形狀物體的真三維實體模型，并且以此為基礎作為特定的要求提供特定的服務。Titan3DM主要由三個核心模塊組成。分別為：剖面處理模塊、對應關系處理模塊和模型處理模塊。剖面處理模塊的主要功能是建立生成模型的數據剖面。數據剖面由多邊形、環和點元素組成。對應關系處理模塊的主要功能是建立起剖面之間、多邊形之間、環之間和點之間的一一對應關系，這樣便建立起了建模元素之間在三維空間中的聯系。在剖面數據和剖面對應關系的基礎上，便可以用模型處理模塊建立和處理三維實體模型。在礦山企業中用于建立井下采礦、露天采礦，礦體模型，巷道模型，礦建模型。2.5礦山虛擬現實模擬與可視化仿真技術模擬仿真技術是通過圖形（圖像）反映災害狀況的最好手段，煤礦災害同其它地理現象一樣，具有空間定位性。通過模擬仿真技術可將各種數據或分析成果，如災害類型分布、災害危險程度分區、災情動態演變、損失及救災措施、規劃等直觀而有效地交互式的顯示在電子地圖上。管理人員通過查看歷史曲線，利用實踐經驗，科學預測災變或發展趨勢，做出準確的分析判斷，并給出相應的反饋信息和決策，進而做到科學指揮，將災害消滅于萌芽狀態或將災害損失降到最低限度。利用GIS技術還可以進行災害模擬，使我們可以在無損現場數據的條件下，研究災害的發生、發展規律，檢驗防災系統和方案是否合理。進一步模擬仿真技術還應支持虛擬現實技術，當觀察者進入虛擬的開拓系統中，應能觀察到巷道的支護情況，頂底板及兩幫巖性，機電設備的運轉狀況等。使決策者如同身臨其境，各種可能方案的優劣比較也清楚明白，在防災減災決策時減少盲目性。摘要本文用華為生產的GTM900C模塊，借用無線發送和接收、基帶處理等功能，來實現無線數據傳輸和短信收發任務。為了對溫室大棚室溫實施監測，避免局部溫度過高，利用DS18B20單總線型數字溫度傳感器，采用外部供電方式，結合AT89C51單片機，外加串口電路，報警電路以及顯示模塊，設計了溫度檢測并報警的硬件系統。依據DS18B20型溫度傳感器操作指令，首先讀取各傳感器的序列號，并確定傳感器對應的各點位置關系，定時循環讀出各個傳感器的溫度值并循環顯示，單片機依據設定的報警溫度上下限做出報警處理；同時，也可利用串口把各點的溫度值傳給上位機作進一步的處理。實例表明，該系統工作穩定，操作方便，成本低廉，實現了溫室大棚中的多點溫度檢測以及越限報警功能。該設計主要是溫度傳感器相關技術的工作原理，分析實現功能要求電路的工作過程及設計，軟件編程來實現溫度報警系統的發送及接收。關鍵字：GTM900C模塊；單片機；溫度傳感器AbstractInthispaper,theproductionofGTM900CHuaweimodule,toborrowthewirelesssendingandreceiving,basebandprocessingandotherfunctions,toachievewirelessdatatransmissionandtextmessagingtasks.Inordertomonitortheimplementationofgreenhousesatroomtemperature,toavoidlocaltemperatureistoohigh,theuseofDS18B20single-busdigitaltemperaturesensor,externalpowersupply,combinedwithAT89S52microcontroller,plusaserialcircuit,alarmcircuitanddisplaymodule,designedtodetectandalarmtemperatureHardwaresystem.DS18B20temperaturesensoraccordingtooperatinginstructions,firstreadtheserialnumberofeachsensoranddeterminethelocationofthesensorbetweenthecorrespondingpoints,timingcycletoreadoutthetemperatureofeachsensorvaluesandcyclethroughthemicrocontrollerbasedtemperaturealarmsettodoupperandlowerlimitsThealarmprocessing;thesametime,theserialportcanalsobeusedtopasseachpointtemperaturevaluePCforfurtherprocessing.Examplesshowthatthesystemisstable,easyoperation,lowcost,toachieveagreenhouseinthemulti-pointtemperaturemeasurementandthemorelimitedthealarm.Thedesignismainlyrelatedtothetemperaturesensortechnologyworks,toachievethefunctionalrequirementsoftheworkprocessandcircuitdesign,softwareprogrammingtoachievethetemperaturealarmsystemtosendandreceive.Keywords:GTM900Cmodule；Microcontroller；Temperaturesensor目錄第一章前言 11.1課題背景 21.2溫度采集技術現狀 21.3預期目標 2第二章GTM900C無線模塊 32.1選擇GTM900C模塊理由 32.1.1GTM900C模塊產品定位 32.1.2GTM900C模塊產品特性 32.1.3GTM900C模塊產品的應用 52.1.4GTM900C模塊的業務演示框圖 52.2GTM900C無線模塊AT命令 62.2.1AT命令類型 62.2.2消息發送和寫入命令 72.3GTM900C信號連接器和天線接口 102.3.1信號連接器 102.3.2天線接口 112.3.3接口信號 122.4接口的使用 142.4.1UART接口的功能特性 152.4.2UART接口信號定義 152.4.3UART接口DCE-DTE配線 16第三章硬件選擇及理由 173.1溫度傳感器的選型 173.2元器件的選擇 183.2.1核心芯片的選擇 183.2.2模數轉換芯片的選擇 183.2.3溫度傳感器的選擇 183.3DS18B20的功能介紹 183.3.1DS18B20特性 183.3.2DS18B20工作原理及應用[5] 213.3.3DS28B20芯片ROM指令表 223.3.4DS28B20芯片存儲器操作指令表 223.4系統設計框圖 23第四章系統設計 244.1溫度檢測系統設計 244.1.1單片機的選擇 244.1.2時鐘電路的設計 244.1.3復位電路的設計 254.2溫度采集電路設計 264.3顯示電路的設計 264.3.1顯示器電路的設計 26第五章軟件設計 285.1程序框圖設計 285.2按鍵掃描子程序流程圖 295.3溫度程序流程圖 305.4溫度顯示模塊程序流程圖 31第六章技術經濟分析 32第七章結論 34參考文獻 35致謝 36沈陽建筑大學城市建設學院畢業設計（論文）基于GTM900C溫度檢測裝置設計第一章前言溫度對工、農業生產和日常生活有著重大的影響，如空調系統溫度檢測，電力、電訊設備之間過熱故障預知檢測，消防電氣的非破壞性溫度檢測等等，可見溫度監測系統的應用領域十分廣泛，因此對溫度的檢測有著重要的現實意義。我國人多地少，人均占有耕地面積更少。因此，要改變這種局面，只靠增加耕地面積是不可能實現的，因此我們要另辟蹊徑，想辦法來提高單位畝產量。溫室大棚技術就是其中一個好的方法。溫室大棚就是建立一個模擬適合生物生長的氣候條件，創造一個人工氣象環境，來消除溫度對生物生長的約束。而且，溫室大棚能克服環境對生物生長的限制，能使不同的農作物在不適合生長的季節產出，使季節對農作物的生長影響不大，部分或完全擺脫了農作物對自然條件的依賴。由于溫室大棚能帶來可觀的經濟效益，所以溫室大棚技術越來越普及，并且已成為農民增收的主要手段。隨著大棚技術的普及，溫室大棚數量不斷增多，溫室大棚的溫度控制便成為一個十分重要的課題。傳統的溫度控制是在溫室大棚內部懸掛溫度計，通過讀取溫度值來知道大棚內的實際溫度，然后根據現有溫度與額定溫度進行比較，看溫度是否過高或過低。如果過高，就對大棚進行降溫處理；如果過低，就對大棚進行升溫處理。這些操作都是在人工情況下進行的，耗費了大量的人力物力。現在，隨著國家經濟的快速發展，農業產業規模的不斷提高，農產品在大棚中培育的品種越來越多，對于數量較多的大棚，傳統的溫度控制措施就顯現出很大的局限性。大型溫室大棚的建設對溫度檢測技術也提出了越來越高的要求。本設計由單片機、數字溫度傳感器、顯示電路構成的多點溫度數據采集系統，可以方便的實現多點的溫度測量，并容易實現數據的遠距離傳送，系統的抗干擾性好、設計靈活方便。本系統可以應用在工業及民用常溫溫度多點檢測場合。1.1課題背景溫度是衡量溫室大棚的重要指標,它直接影響到栽培作物的的生長和產量,為了能給作物提供一個合適的生長環境,首要問題是加強溫室內的溫度的檢測,但傳統的方法是用與溫度表等測試器材，通過人工進行檢測，對不符合溫度要求的庫房進行通風、降溫等工作。這種人工測試方法費時費力、效率低，且測試的溫度誤差大，隨機性大。因此我們需要一種造價低廉、使用方便且測量準確的溫度測量儀。該設計即是針對這一問題,設計出了能夠實現溫度自動檢測,顯示,上下限報警等多功能的溫度監測控制系統。1.2溫度采集技術現狀在傳統的溫度測量系統設計中,往往采用模擬技術進行設計。傳感器一般采用熱電阻、熱電偶等模擬器件，需要額外加補償電路，安裝復雜，成本較高。而且必須經過A/D轉換后才可以被微處理器識別和處理。這樣就不可避免地遇到諸如引線誤差補償、多點測量中的切換誤差和信號調理電路的誤差等問題;而其中某一環節處理不當,就可能造成整個系統性能的下降。而DS1820新型單總線數字溫度傳感器，采用3腳(或8腳)封裝，從DS1820讀出或寫入數據僅需要一根I／O口線，而且測量精度達到12位，最低精確到小數點后4位有效數字[1]。用這種智能化數字式傳感器的優勝顯而易見。1.3預期目標系統完成后可以通過溫度傳感器DB18B20對大棚溫室內的溫度進行測量，結合AT89C51對采集到的數據進行處理，外加串口電路，報警電路以及顯示模塊，設計了溫度檢測并報警的硬件系統。依據DS18B20型溫度傳感器操作指令，首先讀取各傳感器的序列號，并確定傳感器對應的各點位置關系，定時循環讀出各個傳感器的溫度值并循環顯示，單片機依據設定的報警溫度上下限做出報警處理；同時，也可利用串口把各點的溫度值傳給上位機作進一步的處理。通過GTM900-C模塊無線傳輸，經遠距離檢測，對大棚溫度進行檢測并報警。第二章GTM900C無線模塊2.1選擇GTM900C模塊理由GTM900C模塊是華為公司最新推出的一款兩頻GSM/GPR無線模塊。它支持標準的AT命令及增強AT命令，提供豐富的語音和數據業務等功能，是高速數據傳輸等各種應用的理想解決方案。。內嵌TCP/IP協議模塊，使用簡單，易于集成,GTM900C軟件、硬件兼容GTM900B、TC35i、MC39i，使用TC35i或MC39i的用戶不用作任何更改就可以使用。華為GTM900C是一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM/GPRS模塊，是GTM900B的升級模塊。內嵌TCP/IP協議模塊，使用簡單，易于集成，使用它您可以在較短的時間內花費較少的成本開發出新穎的產品。在遠程監控和無線公話以及無線POS終端等領域您都能看到GTM900C無線模塊在發揮作用，GTM900C軟件、硬件兼容GTM900B、TC35i、MC39i，使用TC35i或MC39i的用戶不用作任何更改就可以使用，以降低產品成本。[10]主要功能:GSM/GPRSPhase2/2+；GSM03.40短信業務；GPRSCLASS10數據業務；支持Group3，Class2傳真業務；電路交換業務(9.6kbps，14.4kbps)；分組交換數據業務(85.6kbps)；FR/HR/EFR/AMR語音編碼；呼叫轉移、等待、保持、呼叫前轉；多方通話、來電顯示、可選鈴聲40pinzip連接器；紅外串口接口；SIM3.0V和1.8V接口；2路模擬音頻輸入輸出接口；電源輸入接口和充電管理；ADC輸入；全雙工串行接口，TTL電平；支持GSM07.05，GSM07.07；TCP/IP擴展AT指令集。2.1.1GTM900C模塊產品定位華為GTM900-C無線模塊是一款兩頻段GSM/GPRS無線模塊。它支持標準的AT命令及增強AT命令，提供豐富的語音和數據業務等功能，是高速數據傳輸等各種應用的理想解決方案。2.1.2GTM900C模塊產品特性表2-1GTM900-C的產品特性表工作頻段EGSM900/GSM1800雙頻最大發射功率EGSM900Class4(2W)GSM1800Class1(1W)接收靈敏度<-106dBm工作溫度正常工作溫度:-20°C～+70°C擴展工作溫度:-40°C～-20°C和+70°Cto～+80°C電源電壓3.4V～4.7V（推薦值3.8V）平均待機電流3.5mA(DRX=5)關機漏電流50uA協議支持GSM/GPRSPhase2/2+支持華為GT800協議AT命令GSM標準AT命令V.25AT命令華為擴展的AT命令40PINZIF連接器UART接口（最大串口速率可達115200bit/s）標準SIM卡接口（1.8V或3V）兩路模擬音頻接口電源接口GSC射頻天線連接器50|?GSC射頻天線連接器語音業務支持FR、EFR、HR和AMR的語音編碼支持免提通話，提供回聲抑制功能短消息業務支持MO和MT點對點和小區廣播短消息模式支持TEXT和PDUGPRS數據業務GPRSCLASS10編碼方式CS1，CS2，CS3，CS4最高速率可達85.6Kbit/s支持PBCCH內嵌TCP/IP協議：支持多鏈接，提供ACK應答，提供大容量緩存電路型數據業務支持CSD數據業務，最高速率可達14.4Kbit/s支持傳真：Group3，Class2.0支持USSD補充業務來電顯示、呼叫轉移、呼叫保持、呼叫等待和三方通話等集群功能組呼、廣播和私密呼叫等（GTM900-C模塊支持）STK功能通過增強的AT命令支持STK功能ROHS環保符合ROHS環保認證要求2.1.3GTM900C模塊產品的應用GTM900C在Terminal型固定臺、Phone型固定臺、車載臺、公用電話、電力無線抄表業務、遠程信息服務臺等方面被廣泛的應用。2.1.4GTM900C模塊的業務演示框圖圖2-1GTM900C業務演示框圖2.2GTM900C無線模塊AT命令本手冊中的GSM模塊包括移動設備ME（MobileEquipment）、移動臺MS（MobileStation）、終端適配器TA（TerminalAdapter）、數據通信設備DCE（DataCommunicationEquipment）和傳真DCE（包括傳真Modem和傳真板）。[11]通過串口發送AT命令，即可使用GSM模塊。串行線對端的應用設備包括終端設備TE(TerminalEquitment）、數據終端設備DTE（DataTerminalEquipment）或其他應用設備。這些終端或應用設備可能運行在嵌入式系統里。系統結構圖如圖1-1：圖2-2系統結構圖2.2.1AT命令類型本手冊中的所有命令行必須以“AT”或“at”為前綴，以<CR>結尾一般來講，AT命令包括四種類型，如表2-2所示：表2-2AT命令類型類型說明實例設置命令該命令用于設置用戶自定義的參數值。AT+CXXX=<….>測試命令該命令用于查詢設置命令或內部程序設置的參數及其取值范圍。AT+CXXX=?查詢命令該命令用于返回參數的當前值。AT+CXXX?執行命令該命令用于讀出受GSM模塊內部程序控制的不可變參數。AT+CXXX2.2.2消息發送和寫入命令發送消息：AT+CMGS使用設置命令，可將SMS（SMS-SUBMIT）從TE發送到網絡側。發送成功后，消息參考值<mr>將返回給TE。在接收到非請求發送狀態報告結果碼時，使用該取值可進行消息識別。表2-3AT+CMGS操作命令語法類型命令可能的返回結果說明設置命令AT+CMGS=<da>[,<toda>]<CR>texttosend<ctrl-Z/ESC>+CMGS:<mr>[,<scts>]ok使用文本模式（+CMGF=1）且發送成功

ERROR/+CMEERROR:<err>使用文本模式（+CMGF=1）但發送失敗AT+CMGS=<length><CR>PDUtosend<ctrl-Z/ESC>+CMGS:<mr>[,<ackpdu>]ok使用PDU模式（+CMGF=0）且發送成功ERROR/+CMEERROR:<err>使用PDU模式（+CMGF=0）但發送失敗測試命令AT+CMGS=?OK-表2-4參數的詳細說明參數取值說明<da>-Gsm03.40IP-Destination-Address中“地址-取值”字段，字符號；將BCD數值（或缺省GSM字母格式的字符）轉換為當前選擇的TE字符集中的字符，（請參考TS07.07中的+CSCS命令）;<toda>給定的地址類型<pdu>-SMS情況下：GSM03.40TPDU,16進制，遵循GSM04.11SC地址；ME/TA把TP數據單元中的每個8位字符轉換為包含2個IRA字符的16進制數（如：整數取值為42的8位字符作為2位數字（2A，即IRA50和65）發送給TE）CBS情況下:使用16進制GSM03.41TPDU<length>-整數型取值；文本模式（+CMGF=1）下，用字符表示的<data>（或<cdata>）消息正文的長度；PDU模式（+CMGF=0）下，8位真實TP數據單位的長度（即：RP層的SMSC地址中的8位字符將不計算在該長度內）<mr>-整數型的GSM03.40TP—message—reference<scts>-時間—字符型（請參考<dt>）的GSM03.40TP—service—centre—Time—Stampe<dt>-時間—字符型GSM03.40TP—Discharge—Time“YY/MM/dd，hh：mm：ss±zz”,在該格式的消息中，字符部分表示年（最后2位）、月、日、小時、分鐘、秒和地區。例如：6thofMay1995，22：10：00GTM+2Hours相當于“95/05/06,22:10:00+08”。<ackpdu>-RP—ACKPDU中的GSM03.40RP—User—data元素；SMS情況下，與<pdu>的格式相同，但沒有GSM03.11SC地址字段；該參數應放在雙引號中，與普通的字符型參數相同。<toda>-整數型的GSM04.11TD—Destination—address中的8位“類型—地址”字段（當<da>的首字符為+（IRA43）時，缺省值為145；否則缺省值為129）舉例：發送文本方AT+CMGF=1NOTE：設置以文本方式發送短信式的短信OKAT+CMGS=NOTE：輸入對方號碼>SMSNOTE：輸入短信內容，以ctrl-Z發送；ESC取消OK舉例：發送和接收PDU方式的短信AT+CMGF=0OKAT+CMGS=16>0891683108200105F011000D91683118087981F60004000168OKPDU編碼解析：發送數據：0891683108200105F011000D91683118087981F60004000168表2-5PDU編碼解析碼段含義說明08SMSC地址信息的長度共8個八位字節（包括91）91SMSC地址格式（TON/NPI用國際格式號碼（在前面加‘+’）683108200105F0SMSC地址8613800210500，補‘F’湊成偶數個11基本參數（TP—MTI/VFP）發送,TP—VP用相對格式00消息基準值（TP-MR）00D目標地址數字個數共13個十進制數（不包括91和‘F'）91目標地址格式（TON/NPI）用國際格式號碼（在前面加‘+’）683118087981F6目標地址（TP-DA）8613800210500，補‘F’湊成偶數個00協議標識（TP—PID）是普通GSM類型,點到點方式04用戶信息編碼方式（TP—DCS）8—bit編碼00有效期（TP—VP）5分鐘01用戶信息長度（TP—UDL）實際長度1個字節68用戶信息（TP—UD）0×68接收數據:0891683108200105F0040D91683184821969F2000470404271726423026869表2-6接受數據碼段含義說明08SMSC地址信息的長度共8個八位字節（包括91）91SMSC地址格式（TON/NPI)用國際格式號碼（在前面加‘+’）683108200105F0SMSC地址8613800210500，補‘F’湊成偶數個04基本參數（TP—MTI/VFP）0D回復地址數字個數91回復地址格式（TON/NPI）683118087981F6回復地址（TP-RA）8613800210500，補‘F’湊成偶數個00協議標識（TP—PID）是普通GSM類型,點到點方式04用戶信息編碼方式（TP—DCS）8—bit編碼70404271726423時間戳（TP—SCTS）07-04-2417：27：4623表示時間區02用戶信息長度（TP—UDL）實際長度2個字節68用戶信息（TP—UD）0×680×692.3GTM900C信號連接器和天線接口GTM900-C的信號連接器和天線接口，包括：信號連接器接口；天線接口。2.3.1信號連接器GTM900-C的信號連接器是一個40Pin的ZIF連接器，引腳間距為0.5mm，線距0.5mm，結構為單排彎式表貼型，帶電纜鎖緊機構，型號是Hirose的FH12-40S-0.5SH。連接器外形如圖2-3所示。圖2-3連接器外形2.3.2天線接口GTM900-C提供的天線接口為GSC射頻連接器，外接天線通過電纜連接到該連接器上。該連接器是由HRS公司提供的，器件編碼是U.FL-R-SMT-1(10)，具體的圖形和尺寸如圖2-4所示。圖2-4天線接口連接器尺寸圖（單位：mm）2.3.3接口信號表2-7信號連接器接口功能表序號信號名稱I/O接口電平功能備注1VBATI3.4－4.7V電源建議典型值：3.8V2VBATI3VBATI4VBATI5VBATI6GND-地7GND-8GND-9GND-10GND-11USB_D+I/O僅用于模塊調測,設計時懸空12USB_D-I/O僅用于模塊調測,設計時懸空13VBUSI僅用于模塊調測,設計時懸空。注意：此管腳與GTM900-A/B存在差異，不能兼容，GTM900-A/B為VDD信號，用于模塊正常啟動指示信號。14ADCI0－1.75V模擬數字采樣最高輸入電壓15PWONI-開/關機控制信號低電平有效16UART_DSR0O2.85V(±0.1)數據準備就緒-17UART_RI0O2.85(±0.1)振鈴指示-18UART_RXD0O2.85V(±0.1)GTM900模塊AT命令串口發送信號（對端設備接收）用于GTM900-C模塊的AT命令，TTL電平19UART_TXD0I2.85V(±0.1)GTM900模塊AT命令串行接收信號（對端設備發送）用于GTM900-C模塊的AT命令，TTL電平20UART_CTS0O2.85V(±0.1)清除發送GTM900-C上PIN腳定義為輸出信號21UART_RTS0I2.85V(±0.1)請求發送GTM900-C上PIN腳定義為輸入信號22UART_DTR0I2.85V(±0.1)數據設備準備就緒-23UART_DCD0O2.85V(±0.1)載波檢測-24SIM_CDI2.85V(±0.1)SIM卡在位信號目前軟件尚不支持,設計時懸空25SIM_RSTO2.85V(±0.1)SIM卡復位信號-26SIM_DATAI/O2.85V(±0.1)SIM卡數據傳輸接口-27SIM_CLKO2.85V(±0.1)SIM卡時鐘信號-28SIM_VCCO2.85V(±0.1)SIM卡電源-29SIM_GND--SIM卡地與通常的工作地：GND信號連接同時要求與SIM卡的GND信號連接30VbackupI/O3.0V備用電池電源信號參考后面章節的推薦設計31RSTI2.85V(±0.1)復位信號低電平有效，對模塊復位32LPGO2.85V(±0.1)指示燈狀態控制信號-33AUXO+O-第二路音頻輸出信號＋-34AUXO-O-第二路音頻輸出信號－-35EAR+O-第一路音頻輸出信號＋-36EAR-O-第一路音頻輸出信號－-37MIC+-第一路音頻輸入信號＋第一路音頻單端輸入正，內部已經帶直流偏置38MIC--第一路音頻輸入信號－第39AUXI+-第二路音頻輸入信號＋第二路音頻單端輸入正，內部已經帶直流偏置40AUXI--第二路音頻輸入信號－第二路音頻單端輸入負，內部已經帶直流偏置2.4接口的使用GTM900-C各接口的使用，包括：UART接口；USB接口；SIM卡接口；RTCBackup接口；Audio接口；LPG接口。2.4.1UART接口的功能特性UART接口與外界進行串行通信，支持3.00V電平輸入和輸出。UART接口的信號除了RXD0、TXD0是高電平有效之外，其余所有信號均為低電平有效。UART接口有512byte的發送FIFO（FirstInFirstOut）和接收FIFO，支持可編程的數據寬度、可編程的數據停止位、可編程的奇/偶校驗或者沒有校驗。UART接口工作的最大速率為115.2kbit/s，默認支持9600bit/s的速率，支持波特率掉電保存。2.4.2UART接口信號定義UART接口信號定義如表2-8所示.表2-8UART接口信號定義序號信號名描述特性方向23UART_DCD0載波檢測數據鏈路已連接DCE-DTE17UART_RI0振鈴指示通知DTE有遠程呼叫DCE-DTE21UART_RTS0請求發送DTE通知DCE請求發送DTE-DCE19UART_TXD0發送數據DTE發送數據DTE-DCE16UART_DSR0數據設備就緒DCE準備就緒DCE-DTE22UART_DTR0數據終端就緒DTE準備就緒DTE-DCE20UART_CTS0清除發送CE已切換到接收模式DCE-DTE18UART_RXD0接收數據DTE接收串行數據DCE-DTE6GND地--2.4.3UART接口DCE-DTE配線DCE-DTE的連接關系如圖2-4所示。圖2-4DCE-DTE的連接關系第三章硬件選擇及理由3.1溫度傳感器的選型溫度檢測系統具有測量點多、環境復雜、布線分散、現場離監控室遠等特點。若采用一般溫度傳感器采集溫度信號，則需要設計信號調理電路、A/D轉換及相應的接口電路，才能把傳感器輸出的模擬信號轉換成數字信號送到計算機去處理。這樣，由于外界因素會造成檢測系統較大的偏差；又因為檢測環境復雜、測量點多、信號傳輸距離遠及各種干擾的影響，會使檢測系統的穩定性和可靠性下降，并且耗費的材料多，不符合經濟性。因此，系統的關鍵在溫度檢測系統這部分。方案一：熱敏電阻的阻值取決于溫度，一般由半導體材料制成，如金屬氧化物陶瓷或聚合物。應用最廣泛的熱敏電阻是負溫度系數電阻，因此，熱敏電阻通常稱為NTC。同樣，也存在正溫度系數的熱敏電阻(PTC)。

熱敏電阻能夠測量中等溫度范圍，通常最高可達+150°C，有些熱敏電阻可以測量更高溫度；根據精度的不同，成本一般在中、低端；線性度雖然較差，但可預測。熱敏電阻可以是探頭、表貼封裝、裸線等不同形式的專用封裝。Maxim提供能夠將熱敏電阻阻值轉換為數字信號的IC，如MAX6682和MAX6698。

熱敏電阻往往連接一個或多個固定阻值電阻，形成分壓器。分壓器輸出通常經過ADC進行數字轉換。利用查找表或通過計算對熱敏電阻的非線性進行修正。[12]方案二：采用溫度傳感器DS18B20.DS18B20是數字溫度傳感器，輸出信號為全數字化，便于單片機處理機控制，并且省去了傳統的溫度采樣、AD轉換過程，避免了采樣和傳輸過程中的干擾，具有更高的精度。DS18B20的最大特點之一采用了單總線的數據傳輸，由數字溫度計DS1820和單片機構成的溫度測量裝置,它直接輸出溫度的數字信號,可直接與計算機連接。而且DS18B20可以實現多點測量，容易組成傳感器網絡。因此，比較兩個方案，本系統溫度采集部分選用數字溫度傳感器DS18B20,其測溫值可以直接以9位數字量讀出,無需采集信號的放大與A/D轉換,減少了器件及接線,優化了硬件電路部分的設計,使得單片機的數據處理更加直接化,簡單化，選擇方案二進行設計。3.2元器件的選擇3.2.1核心芯片的選擇AT89C51單片機價格低廉，輸入輸出口豐富，無需再另外擴展，簡化了外圍電路。256B內部RAM，8kB內部ROM，程序存儲空間大，防止由于字模過多而造成存儲空間不夠。3.2.2模數轉換芯片的選擇ADC0809是8位的A／D轉換芯片，為逐次逼近型。由單一的+5V電源供電，片內帶有所存功能的8路模擬多路開關，可對8路0～5V的輸入模擬電壓信號分時進行轉換，完成一次轉換約需100μs；片內的地址譯碼和鎖存電路，將單片機的三條地址信號譯碼生成選擇八路模擬通道。輸出具有TTL三態鎖存緩沖器，可以直接接到單片機的數據線上。3.2.3溫度傳感器的選擇溫度傳感器類型很多，目前出現的石英體溫度傳感器如AD590具有很高的穩定性、準確度和良好的線性，抗干擾能力強。單總線數字型的溫度傳感器DS18B20直接產生溫度數字信號，不需要A／D轉換，準確度、穩定性都相當高，但這些傳感器的適用范圍不廣，不利于以后其他功能的擴展。所以本次采用TREND公司的鉑熱電阻溫度傳感器T／PI／HT，傳感器的工作電壓為24V，輸出電流為4～20mA，外接250Ω精確電阻用于提取電壓時進行A／D轉換，ADC0809的輸入電壓在1～5V范圍內對應的測量溫度范圍為-10～+160℃。3.3DS18B20的功能介紹3.3.1DS18B20特性單線數字溫度傳感器DS18B20特性：?獨特的單線接口僅需一個端口引腳進行通訊?簡單的多點分布應用?無需外部器件?可通過數據線供電?零待機功耗?測溫范圍-55～+125℃，以0.5℃遞增。華氏器件-67～+2570F，以0.90F遞增?溫度以9位數字量讀出?報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件?應用包括溫度控制、工業系統、消費品、溫度計或任何熱感測系統表3-1引腳說明1GND接地2DQ數據輸入/輸出腳。對于單線操作：漏極開路3VCC可選的VCC引腳。DS1820S（16腳SSOP）：所有上表中未提及的引腳都無連接。說明：圖3-1DS18B20內部結構圖DSl8B20數字溫度計提供9位(二進制)溫度讀數指示器件。溫度信息經過單線接口送入DSl8B20或從DSl8B20送出，因此從主機CPU到DSl820僅需一條線。DSl8B20的電源可以由數據線本身提供，而不需要外部電源，因為每一個DSl8B20在出廠時已經給定了唯一的序號，因此任意多個DSl820可以存放在同一條單線總線上。這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件DSl8B20。DS18B20的測量范圍從-55到+125，精度為≤0.06。DS18B20都可以設置成兩種供電方式即數據總線供電方式和外部供電方式采取數據總線供電方式可以節省一根導線但完成溫度測量的時間較長采取外部供電方式則多用一根導線但測量速度較快。DS1820依靠一個單線端口通訊。在單線端口條件下，必須先建立ROM操作協議，才能進行存儲器和控制操作。因此，控制器必須首先提供下面5個ROM操作命令之一：1）讀ROM，2）匹配ROM，3）搜索ROM，4）跳過ROM，5）報警搜索。這些命令對每個器件的激光ROM部分進行操作，在單線總線上掛有多個器件時，可以區分出單個器件，同時可以向總線控制器指明有多少器件或是什么型號的器件。成功執行完一條ROM操作序列后，即可進行存儲器和控制操作，控制器可以提供6條存儲器和控制操作指令中的任一條。一條控制操作命令指示DS1820完成一次溫度測量。測量結果放在DS1820的暫存器里，用一條讀暫存器內容的存儲器操作命令可以把暫存器中數據讀出。溫度報警觸發器TH和TL各由一個EEPROM字節構成。如果沒有對DS1820使用報警搜索命令，這些寄存器可以做為一般用途的用戶存儲器使用。可以用一條存儲器操作命令對TH和TL進行寫入，對這些寄存器的讀出需要通過暫存器。所有數據都是以最低有效位在前的方式進行讀寫。圖3—1的方框圖示出了DS1820的主要部件。DS1820有三個主要數字部件：64位激光ROM，溫度傳感器，非易失性溫度報警觸發器TH和TL。器件用如下方式從單線通訊線上汲取能量：在信號線處于高電平期間把能量儲存在內部電容里，在信號線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來再給寄生電源（電容）充電。DS1820也可用外部5V電源供電。3.4DS1820測溫系統設計框圖DS1820是這樣測溫的：用一個高溫度系數的振蕩器確定一個門周期，內部計數器在這個門周期內對一個低溫度系數的振蕩器的脈沖進行計數來得到溫度值。計數器被預置到對應于-55℃的一個值。如果計數器在門周期結束前到達0，則溫度寄存器（同樣被預置到-55℃）的值增加，表明所測溫度大于-55℃。同時，計數器被復位到一個值，這個值由斜坡式累加器電路確定，斜坡式累加器電路用來補償感溫振蕩器的拋物線特性。然后計數器又開始計數直到0，如果門周期仍未結束，將重復這一過程。斜坡式累加器用來補償感溫振蕩器的非線性，以期在測溫時獲得比較高的分辨力。這是通過改變計數器對溫度每增加一度所需計數的的值來實現的。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時知道在給定溫度下計數器的值和每一度的計數值。DS1820內部對此計算的結果可提供0.5℃的分辨力。溫度以16bit帶符號位擴展的二進制補碼形式讀出，表1給出了溫度值和輸出數據的關系。數據通過單線接口以串行方式傳輸。DS1820測溫范圍-55℃~+125℃，以0.5℃遞增。如用于華氏溫度，必須要用一個轉換因子查找表。注意DS1820內溫度表示值為1/2℃LSB，如3—2所示9bit格式：圖3-29bit格式最高有效（符號）位被復制充滿存儲器中兩字節溫度寄存器的高MSB位，由這種“符號位擴展”產生出了示于表1的16bit溫度讀數。可用下述方法獲得更高的分辨力。首先，讀取溫度值，將0.5℃位（LSB）從讀取的值中截去，這個值叫做TEMP_READ。然后讀取計數器中剩余的值，這個值是門周期結束后保留下來的（COUNT_REMAIN）。最后，我們用到在這個溫度下每度的計數值（COUNT_PER_C）。用戶可以用下面的公式計算實際溫度值：TEMPERATURE=TEMP_READ—0.25=(CONNT_PER_C-COUNT_REMAIN)/COUNT_PER_C（3-1）3.3.2DS18B20工作原理及應用[5]DS18B20的溫度檢測與數字數據輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數據處理。在講解其工作流程之前我們有必要了解18B20的內部存儲器資源。18B20共有三種形態的存儲器資源，它們分別是：

ROM只讀存儲器，用于存放DS18B20ID編碼，其前8位是單線系列編碼（DS18B20的編碼是19H），后面48位是芯片唯一的序列號，最后8位是以上56的位的CRC碼（冗余校驗）。數據在出產時設置不由用戶更改。DS18B20共64位ROM。排版結構與上節不同

RAM數據暫存器，用于內部計算和數據存取，數據在掉電后丟失，DS18B20共9個字節RAM，每個字節為8位。第1、2個字節是溫度轉換后的數據值信息，第3、4個字節是用戶EEPROM（常用于溫度報警值儲存）的鏡像。在上電復位時其值將被刷新。第5個字節則是用戶第3個EEPROM的鏡像。第6、7、8個字節為計數寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設計的，同樣也是內部溫度轉換、計算的暫存單元。第9個字節為前8個字節的CRC碼。EEPROM非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數據，上下限溫度報警值和校驗數據，DS18B20共3位EEPROM，并在RAM都存在鏡像，以方便用戶操作。排版結構與上節不同3.3.3DS28B20芯片ROM指令表ReadROM（讀ROM）[33H]（方括號中的為16進制的命令字）

這個命令允許總線控制器讀到DS18B20的64位ROM。只有當總線上只存在一個DS18B20的時候才可以使用此指令，如果掛接不只一個，當通信時將會發生數據沖突。

MatchROM（指定匹配芯片）[55H]

這個指令后面緊跟著由控制器發出了64位序列號，當總線上有多只DS18B20時，只有與控制發出的序列號相同的芯片才可以做出反應，其它芯片將等待下一次復位。這條指令適應單芯片和多芯片掛接。

SkipROM（跳躍ROM指令）[CCH]

這條指令使芯片不對ROM編碼做出反應，在單總線的情況之下，為了節省時間則可以選用此指令。如果在多芯片掛接時使用此指令將會出現數據沖突，導致錯誤出現。

SearchROM（搜索芯片）[F0H]

在芯片初始化后，搜索指令允許總線上掛接多芯片時用排除法識別所有器件的64位ROM。

AlarmSearch（報警芯片搜索）[ECH]

在多芯片掛接的情況下，報警芯片搜索指令只對附合溫度高于TH或小于TL報警條件的芯片做出反應。只要芯片不掉電，報警狀態將被保持，直到再一次測得溫度什達不到報警條件為止。3.3.4DS28B20芯片存儲器操作指令表WriteScratchpad（向RAM中寫數據）[4EH]

這是向RAM中寫入數據的指令，隨后寫入的兩個字節的數據將會被存到地址2（報警RAM之TH）和地址3（報警RAM之TL）。寫入過程中可以用復位信號中止寫入。

ReadScratchpad（從RAM中讀數據）[BEH]

此指令將從RAM中讀數據，讀地址從地址0開始，一直可以讀到地址9，完成整個RAM數據的讀出。芯片允許在讀過程中用復位信號中止讀取，即可以不讀后面不需要的字節以減少讀取時間。

CopyScratchpad（將RAM數據復制到EEPROM中）[48H]

此指令將RAM中的數據存入EEPROM中，以使數據掉電不丟失。此后由于芯片忙于EEPROM儲存處理，當控制器發一個讀時間隙時，總線上輸出“0”，當儲存工作完成時，總線將輸出“1”。在寄生工作方式時必須在發出此指令后立刻超用強上拉并至少保持10MS，來維持芯片工作。

ConvertT（溫度轉換）[44H]

收到此指令后芯片將進行一次溫度轉換，將轉換的溫度值放入RAM的第1、2地址。此后由于芯片忙于溫度轉換處理，當控制器發一個讀時間隙時，總線上輸出“0”，當儲存工作完成時，總線將輸出“1”。在寄生工作方式時必須在發出此指令后立刻超用強上拉并至少保持500MS，來維持芯片工作。

RecallEEPROM（將EEPROM中的報警值復制到RAM）[B8H]

此指令將EEPROM中的報警值復制到RAM中的第3、4個字節里。由于芯片忙于復制處理，當控制器發一個讀時間隙時，總線上輸出“0”，當儲存工作完成時，總線將輸出“1”。另外，此指令將在芯片上電復位時將被自動執行。這樣RAM中的兩個報警字節位將始終為EEPROM中數據的鏡像。

ReadPowerSupply（工作方式切換）[B4H]

此指令發出后發出讀時間隙，芯片會返回它的電源狀態字，“0”為寄生電源狀態，“1”為外部電源狀態。

3.4系統設計框圖圖非你自己所畫！！圖非你自己所畫！！圖3-3溫度測量系統框圖第四章系統設計4.1溫度檢測系統設計4.1.1單片機的選擇AT89C51是美國ATMEL公司生產的低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內含4kbytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大AT89C51單片機可為您提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各種控制領域。AT89C51提供以下標準功能：4k字節Flash閃速存儲器，128字節內部RAM，32個I／O口線，兩個16位定時／計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時／計數器，串行通信口及中斷系統繼續工作。掉電方式保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。4.1.2時鐘電路的設計AT89C5l中有一個用于構成內部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器，時鐘電路如圖4-1所示。圖4-1單片機時鐘電路外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構成并聯振蕩電路。對外接電容C1、C2雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩定性、起振的難易程序及溫度穩定性，如果使用石英晶體，電容使用30pF±10pF，而如使用陶瓷諧振器應選擇40pF±10F。本設計中由于使用ＣＡＮ總線的控制器SJA1000，因此單片機的時鐘電路可以和SJA1000共用，在這里只畫出了單片機的時鐘電路。在SJA1000當中，晶振的選擇為26mHz。4.1.3復位電路的設計圖4-2單片機復位電路當單片機的復位引腳RST(全稱RESET)出現2個機器周期以上的高電平時，單片機就執行復位操作。如果RST持續為高電平，單片機就處于循環復位狀態。圖3.3中電容C3和電阻R2對電源十5V來說構成微分電路。單片機的復位操作使單片機進入初始化狀態，其中包括使程序計數器PC＝0000H，這表明程序從0000H地址單元開始執行。單片機冷啟動后，片內RAM為隨機值，運行中的復位操作不改變片內RAM區中的內容，21個特殊功能寄存器復位后的狀態為確定值。4.2溫度采集電路設計 采用單線數字溫度傳感器DS18B20作為溫度采集部分，本系統需要對8個溫度溫度監測點進行溫度檢測，因此每個監測點都需要安裝一個溫度傳感器，共需8個DS18B20數字溫度傳感器進行工作。其溫度采集的數據由P1口送進單片機進行處理，電路原理圖如圖4-3所示。圖4-3溫度采集部分電路4.3顯示電路的設計4.3.1顯示器電路的設計本系統采用四位LED數碼管作為顯示器，其中第一位顯示溫度的十位，第二器分別有各自的時鐘輸入(SCLK和SLCK),都是上升沿有效。當SCLK從低高電平跳變時,串行輸入數據(SDA)移入寄存器;當SLCK從低到高電平跳變時,寄存器的數據置入鎖存器。清除端(CLR)的低電平只對寄存器復位(QS為低電平),而對鎖存器無影響。當輸出允許控制(EN)為高電平時,并行輸出(Q0～Q7)為高阻態,而串行輸出(QS)不受影響。74HC595最多需要5根控制線,即SDA、SCLK、SLCK、CLR和EN。其中CLR可以直接接到高電平,用軟件來實現寄存器清零;如果不需要軟件改變亮度,EN可以直接接到低電平,而用硬件來改變亮度。把其余三根線和單片機的I/O口相接,即可實現。第五章軟件設計5.1程序框圖設計圖5-1系統主程序流程圖5.2按鍵掃描子程序流程圖按鍵掃描子程序流程圖如圖5-2所示：KEY1鍵按下下KEY1鍵按下下KEY2鍵按下檢測到溫度在正常范圍檢測到溫度不在正常范圍發送短信報警設定溫度值加1設定溫度值減1正常工作指示燈工作NNNNYYYY圖5-2按鍵掃描子程序流程圖5.3溫度程序流程圖溫度報警程序流程圖如圖5-3所示：開始開始總線復位總線復位跳過跳過ROM所有所有ds18b20開始溫度轉換延時1秒延時1秒設置匹配設置匹配ROM發送發送ROM編號開始溫度轉換開始溫度轉換是否超限制溫度是否超限制溫度?Y所有讀取完畢?N所有讀取完畢?顯示溫度報警顯示溫度報警NY圖5-3溫度報警流程圖5.4溫度顯示模塊程序流程圖溫度顯示模塊程序流程圖如圖5-4所示:檢測DS18B20存在？NY讀取溫度數據發送DS18B20編碼DS18B20復位I=1，等待溫度轉換發送跳過ROM指令讀DS18B20的序列號初始化DS18B20開始檢測DS18B20存在？NY讀取溫度數據發送DS18B20編碼DS18B20復位I=1，等待溫度轉換發送跳過ROM指令讀DS18B20的序列號初始化DS18B20開始圖5-4溫度顯示程序流程圖第六章技術經濟分析國外對溫室環境控制技術研究較早，始于20世紀70年代。先是采用模擬式的組合儀表，采集現場信息并進行指示、記錄和控制。80年代末出現了分布式控制系統。目前正開發和研制計算機數據采集控制系統的多因子綜合控制系統。現在世界各國的溫室控制技術發展很快，一些國家在實現自動化的基礎上正向著完全自動化、無人化的方向發展。像園藝強國荷蘭，以先進的鮮花生產技術著稱于世，其玻璃溫室全部由計算機操作。日本研制的蔬菜塑料大棚在播種、間苗、運苗、灌水、噴藥等作業的自動化和無人化方面都有應用。日本利用計算機控制溫室環境因素的方法，主要是將各種作物不同生長發育階段所需要的環境條件輸入計算機程序，當某一環境因素發生改變時，其余因素自動作出相應修正或調整。美國和荷蘭還利用差溫管理技術，實現對花卉、果蔬等產品的開花和成熟期進行控制，以滿足生產和市場的需要。英國倫敦大學農學院研制的溫室計算機遙控技術，可以觀測50km以外溫室內的光、溫、濕、氣和水等環境狀況，并進行遙控。從國內外溫室控制技術的發展狀況來看，溫室環境控制技術大致經歷三個發展階段:（1）手動控制。這是在溫室技術發展初期所采取的控制手段，其時并沒有真正意義上的控制系統及執行機構。生產一線的種植者既是溫室環境的傳感器，又是對溫室作物進行管理的執行機構，他們是溫室環境控制的核心。通過對溫室內外的氣候狀況和對作物生長狀況的觀測，憑