基于gsm网络的织造车间温湿度监控系统

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1、http://www.paper.edu.cn基于GSM网络的织造车间温湿度监控系统何士产，熊和金武汉理工大学自动化学院，湖北武汉（430063）E-mail：shichanh@126.com摘要：针对织造车间温湿度监控问题，提出一种基于TC35GSM模块远程测控方案，介绍监控系统硬件组成和软件构成，详细阐述PIC16F877A单片机与TC35模块接口设计。该测控系统具有结构简单、工作可靠、通信成本低等优点。关键词：织造车间，PIC单片机，GSM网络，TC351.引言基于GSM网络的远程无线监控技术是国外近几年新兴的一种监控技

2、术，它将GSM网络与自动控制技术、计算机控制技术及通信技术相结合，实现数据远程采集、监测与控制功能。由于其具有适应范围广、成本低、维护方便等特点，目前在车辆防盗监控、自动抄表、水情数据采样等方面都有成功的应用，参见参考文献【3】【4】【5】。纺织产品的生产过程中,对空气的参数要求比较严格，相对湿度波动范围要小(约±5%)，温度不能过低(不低于20℃)，也不能过高(不能高于31℃)。否则，将影响产品质量和工作效率。另一方面，空调设备又是纺织厂耗能大户，大约占纺织厂总耗电的25%～30%，耗水量占全厂总水量的40%(夏季)。长期以

3、来，纺织厂的空调设备不能实现自动控制，只配置常规的仪表控制温湿度。空调工都是根据车间温湿度的读数的经验进行各种手工操作。因为常规仪表精度低，稳定性差，故障多，加上人工操作人为因素误差较大，所以，车间温湿度波动较大，纺织产品质量不稳定，能源消耗严重。为了稳定纺织厂车间温湿度参数，提高纺织品的质量和产量，降低能源消耗，减轻操作工人的劳动强度。本文介绍一种基于西门子TC35无线模块，通过GSM网络数据传输方式，实现织造车间温湿度无线监控的技术。2.系统组成及工作原理系统由管理中心和分散在车间里的各个监控点的温湿度采集、控制模块组成。

4、温湿度采集器采集监测点的数据(包括车间湿度、温度等)，再通过TC35以短信息方式，通过电信部门提供的短信业务定时将以上数据送到管理中心，录入SQLServer数据库，并对录入的温度、湿度与设定的值进行比较。管理中心监测人员可随时查看分散于各车间的监测点的实时环境数据，并根据工艺要求做相应的控制处理，再通过TC35模块以短信息方式发送到温湿度控制器进行调节。系统结构如图1所示。-1-http://www.paper.edu.cn图1系统结构示意图3.硬件设计该系统硬件包括温湿度数据采集部分、TC35数据收发部分、温湿度控制部分(

5、温湿度采集、控制模块)和TC35数据收发部分、处理部分(控制管理中心)两部分，硬件框图分别如图2(a)、(b)所示。图2硬件框图3.1温湿度采集、控制模块设计温湿度采集、控制模块部分以Microchip公司生产的8位高性能控制器PIC16F877A单片机为核心，由湿度检测电路、温度检测电路、湿度控制电路、温度控制电路、西门子公司生产GSM调制解调器TC35模块组成。温度检测电路选用Dallas公司生产的一线式数字温度传感器DS1820作为温度检测器件，该器件只有３个引脚(即电源VDD、地线GND、数据线DQ),且不需要外部元件

6、,而是共用一条数据线进行通信,使用一根I/O线通信时,DS1820的电源电压是以寄生方式供电的,因此,只需将其VDD和GND端接地即可。该电路的检测温度范围为-55～+125℃；精度为0.5℃；用9bit数字量来表示温度；每次将温度转换成数字量需200ms。湿度信号的获取采用电容式湿敏传感器作为湿度检测器件。环境湿度与传感器电容成线性关系,所以可方便地将湿度转换成PIC16F877A可以接受的电信号。温湿度的模拟信号都是通过PIC16F877A单片机内嵌的10位A/D转换器转换成数字信号。温湿度控制电路的设备主要包括空调机、风

7、机、吸湿机、加湿机等。TC35是西门子公司推出的800/1900M双频GSM引擎模块。他设计小巧、功耗很低，其主要由GSM基带处理器、GSM无线模块、电源模块(ASIC)、闪存、ZIF(zeroinsertionforce)连-2-http://www.paper.edu.cn接器、天线接口6部分组成，参见参考文献【2】。其框图如图3所示。图3TC35的结构框图TC35模块和单片机接口通过40针数据电缆相连接，由于TC35模块的数据接口是CMOS电平(高电平2.65V)，因此单片机对TC35模块控制和通信信号要进行电平转换。其

8、原理如图4所示，7407是六路集电极开路缓冲器，在输出端接上拉电阻与电源相连。使输出为VCC或VL。VCC为5V电源，Port1输入为2.96V，通过同向缓冲器Port2输出为高电平5V。同理,VL是2.96V，当Port4输入为5V时Port3输出为与VL相等的电平2.96