基于SIM900A的無線數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計與實現(xiàn)
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2．3 無線通訊模塊
無線通訊模塊采用SIM900A芯片實現(xiàn)，主要負責(zé)實現(xiàn)與遠程終端的數(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)由計算機LINUX終端界面，控制采集數(shù)據(jù)。無線通訊模塊硬件實現(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卡是否在移動控制中心注冊。30～33端口用于接手機SIM卡。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/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的F端口第0位(PF0)。
3 數(shù)據(jù)采集卡軟件設(shè)計
3．1 底層驅(qū)動程序
數(shù)據(jù)采集卡硬件部分，通過對ATmega128單片機編程實現(xiàn)對溫度、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。之后主控芯片定時判斷是否有來自遠程終端或手機短信的預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)請求命令接口。其外部時鐘電路每分鐘觸發(fā)的一次中斷信號，開始采集傳感器中獲取的數(shù)據(jù)值。當有命令傳來時，就組建信息報文，通過串口將報文數(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)的負擔。
3．2 終端平臺軟件設(shè)計
終端平臺軟件運行于裝有LINUX系統(tǒng)的具有固定IP的計算機上。本設(shè)計選擇LINUX操作系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺，LINUX最大的特點就是免費開源，支持多用戶、多任務(wù)、支持多線程和多CPU的操作系統(tǒng)。終端平臺軟件的設(shè)計，采用了模塊化的設(shè)計思想，各功能模塊之間功能相互獨立，其中主程序是整個終端平臺軟件的核心，通過主程序有機地調(diào)用系統(tǒng)各類子程序及模塊，形成一個聯(lián)系緊密的整體，有條不紊地完成各項預(yù)定的操作指令。
終端軟件平臺軟件采用多進程多線程編制，實現(xiàn)對基于GPRS的數(shù)據(jù)傳輸模式的數(shù)據(jù)參數(shù)的接收、顯示、存儲和控制。
3．3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計
數(shù)據(jù)庫對基于GPRS的數(shù)據(jù)傳輸模式采集回來的數(shù)據(jù)參數(shù)進行存儲，以備日后查看，為用戶存儲原始數(shù)據(jù)。本設(shè)計中采用MYSQL數(shù)據(jù)庫，MYSQL是一個開放源碼的小型關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，其體積小、速度快、總體擁有成本低，且滿足設(shè)計需要。
4 測試效果
通過PROTEL完成PCB圖的設(shè)計，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)多次實驗后，無線數(shù)據(jù)采集卡運行穩(wěn)定，效果良好。測試效果如圖6所示。
5 結(jié)論
本文設(shè)計的基于SIM900A的無線數(shù)據(jù)采集卡是利用SIM900A芯片、ATmega128單片機等組成的，通過無線通訊模塊GSM／GPRS無線通信方式完成數(shù)據(jù)采集卡到遠程終端的數(shù)據(jù)傳輸。本設(shè)計完成了無線數(shù)據(jù)采集卡硬件部分和軟件部分的設(shè)計與實現(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)計成本較低，運行穩(wěn)定可靠，應(yīng)用范圍廣，可用于遠程無線數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、存儲等，有很好的推廣價值。
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