基于ARM的灌区数据信息无线传输终端设计

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1、2015年7月农机化研究第7期基于AＲM的灌区数据信息无线传输终端设计aaa，b杜雪，陈磊，马孝义(西北农林科技大学a．机械与电子工程学院;b．水利与建筑工程学院，陕西杨凌712100)摘要:针对灌区监测工程中对灌区数据信息实时监测的实际需求，设计和实现了一种灌区数据信息无线传输终端。该终端以嵌入式微处理器STM32为核心，以SPI模式通过SD卡接口电路存储数据，通过GSM/GPＲS网络实现数据的远程传输，建立了终端的软硬件平台并对其进行了外壳封装保护。实践表明，利用它可以进行灌区数据信息的存储及远程传输，并以短信

2、、彩信或电子邮件的形式将数据信息发送到指定的用户端，满足了用户多样化的灌区实时数据信息需求。关键词:灌区;数据传输终端;STM32;GSM/GPＲS网络;SD卡;文件系统中图分类号:TP274;S274．4文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)07－0101－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.07.023远程数据实时监测与传输。0引言1硬件电路设计在灌区信息监测工程中，如何运用通信技术，实现数据快速、可靠以及有效地传输，确保灌区远程监综合考虑系统的实用性、稳定性及低功耗

3、等因测的实时性和可靠性，是灌区实时监测工程的重要组素，本无线传输终端以高性能、低功耗的嵌入式微处成部分。目前，常用的通信手段分有线和无线方式。理器STM32为核心，集成了电源模块、数据输入模块、有线通信方式因受传输距离和物理环境的制约，极大SD卡数据存储模块、GPＲS无线通信模块等基本功能［1］地限制了其应用范围。GPＲS是目前解决移动通信模块。系统硬件结构框图如图1所示。信息服务的一种较完善的业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，具有充分利用现有的网络、资源利用率高、始终在线、传输速率高及资费合理等特［2

4、］点，使得移动通信无线数据传输成为可能。随着用户个性化需求快速变化和移动通信技术的飞速发展，各种数据传输单元(DTU)在灌区信息监测［3］领域中发挥着越来越重要的作用。但目前这些产品仍然存在以下的问题:①操作比较复杂;②GPＲS模块需要和计算机连接，不能脱机运行;③公网固定IP图1灌区数据信息无线传输终端硬件结构框图及工控机费用较高，不利于推广;④普通的移动终端1．1嵌入式微处理器选型不能应用。本文选用ST公司生产的STM32F103ＲFT6作为针对以上问题，设计了一种基于GSM/GPＲS网络嵌入式微处理器，其采用

5、32位的AＲMCortexTM－M3的灌区数据信息无线传输终端，利用它可以进行数据内核，内部有768kBFlash和96kBＲAM，最高支持主的存储及远程传输，并将数据信息以短信、彩信或电频72MHz，采用LQFP64封装，支持SWD和JTAG调试子邮件的形式发送到用户端，广泛地适用于大型灌区模式及IAP和ISP编程。从降低成本，连接使用方便收稿日期:2014－07－24的角度出发，终端选用异步串行通信的方式进行数据基金项目:“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD08B01);“十二的输入，STM32微处理

6、器的USAＲT1串口与标准五”国家“863计划”项目(2011AA100509);国家自然科学基金项目(51279167)ＲS232串行数据接口连接，STM32的USAＲT2串口、作者简介:杜雪(1989－)，女，郑州人，硕士研究生，(E－mail)nw-SPI1接口与SD卡数据存储模块连接。为防止串口2suaf_duxue@163．com。通讯作者:马孝义(1965－)，男，陕西凤翔人，教授，博士生导师。的复用，扩展了STM32的USAＲT3串口与GPＲS无线·101·2015年7月农机化研究第7期通信模块进行连

7、接。模块传输来的数据。GPＲS模块带有收发天线并与1．2SD卡数据存储模块设计SIM卡槽连接，终端只需要一张开通GPＲS服务的SIM要将接收到的数据信息及时准确可靠地存储起卡，简单设置参数，就可以实现串口设备数据通过来，仅使用微处理器本身的数据存储器是远远不够GPＲS网络的无线传输，且用户不需要知道复杂的的，需要扩展外部存储器。SD卡因其体积小、容量大、GPＲS通信协议和TCP/UDP协议，设置简单操作方可靠性高及便于携带等优点在嵌入式存储领域得到便。［4］越来越广泛的应用。因此，本文选择可热插拔的SD1．4电源模

8、块设计卡作为数据存储介质，将数据输入模块接收到的数据电源是各电子设备不可或缺的重要组成部分，是以文件的格式存储起来。系统能否安全可靠工作的重要因素，其性能的优劣直［6］SD卡有两种总线模式，即SD模式和SPI模式。接影响电子设备的技术指标。本终端采用12V7．2SD模式采用4根数据线传输数据，传输速度快，但是Ah的蓄电池供电，蓄电池POWEＲ(12V)电压经