水情数据远程采集系统设计.pdf

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1、人民黄河Vo1．32．No．3第32卷第3期YELL0WRIVERMar．，20102010年3月【水文·泥沙】水情数据远程采集系统设计辛艳辉，袁合才(华北水利水电学院，河南郑州450011)摘要：基于低功耗的AT89C51单片机和GPRS通信模块G200，设计了水情数据远程采集系统，其主要包括监控中心、数据采集器、GPRS通信模块等。数据采集器可完成水位、水温数据的采集，信号的处理、数据的实时显示等；GPRS通信模块能够比较容易地实现无线数据的传输等。系统通过远程通信，将数据发送给远程终端，实现了点对多点的水情数据远程监测和管理。关键词：单片机；水情数据；串口通信

2、；远程采集中图分类号：TP216文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000-1379．2010．03．012我国江河众多，洪水灾害是我国主要的自然灾害之一。基存储器的8位CMOS单片机，时钟频率高达20MHz，与MCS一于低功耗AT89C51单片机和GPRS通信模块G200设计开发的51指令系统和引脚完全兼容。闪烁存储器允许在线(+5v)电水情数据远程采集系统，实现了对水位、水温等数据的远程采擦除、电写入或使用编程器对其重复编程。AT89C51还支持由集，在工作现场可以采用LCD实时显示，实现点对多点的水情软件选择的2种掉电工作方式，非常适于电池供

3、电或要求低功数据远程监测和管理，能够实时、方便、准确地了解并掌握现场耗的场合。AT89C51将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在的信息。该系统主要包括监控中心、数据采集器、GPRS通信模单个芯片中，是一种可在线编程或使用编程器编程、价格低廉、块。GPRS点对多点的通信系统，见图1。灵活性高的高效微控制器。采用德国泰科思公司生产的投入式液位压力传感器3230监舯匝圃实现水位采集，该传感器可以在水下300m处使用，固定压力：传感器不需要任何额外的张力缓解，传感器独立于主电源工作，可以在6、V的供电电压下运行。采用智能温度传感器DS18B20实现对温度的采集，它能够直接读

4、出被测水体温度，不需要A／D转换。从DS18B20读出的信息或写入DS18B20信息，从主机CPU到DS18B20仅需一条线连接，无需额外电源，因此系统结构更趋简单，可靠性更高。单片机处理的数据在工作现场通过LCD液晶显示器实时显示，单片机通过串El通信和GPRS模块相连，可以把采集并处理后的数据通过GPRS采集器01采集器02采集器03模块无线传输到监控中心。图1GPRS点对多点通信系统监控中心是指与GPRS模块相连的计算机，负责远程监测2GPRS通信模块数据，对若干个数据采集器的远传数据进行统一管理和监控。GPRS通信模块采用内置TCP／IP协议栈的GPRS模块

5、。1数据采集器设计．这一类模块在通用GPRS模块的基础上内置TCP／IP协议栈，屏蔽了通用GPRS模块的复杂接口方式和接口协议栈，只要调数据采集器负责完成水位、水温数据的采集和信号的处用相应AT指令并对其进行设置，模块自身就会完成GPRS网理、数据的实时显示、远程通信等。络和以太网的互连。该系统采用了北京捷麦公司生产的内置采用投入式压力传感器实现对水位的采集；采用智能温度TCP／IP协议栈的GPRS模块G2oo，其操作简单，所有网络传感器实现对温度的采集。在单片机应用系统中使用微处理器监控器芯片，可大大提高单片机应用系统的抗干扰能力和可收稿目期：2009—09-21

6、靠性。看门狗电路和掉电保护电路都集成在微处理器芯片中。基金项目：河南省科技厅科研项目(082400440090)。作者简介：辛艳辉(1976一)，女，山东德州人，讲师，硕士，主要从事电子技术和系统的核心采用美国ATMEL公司推出的性价比高的计算机控制技术等研究工作。AT89C51单片机，它是一个低功耗、高性能的含有4KB闪烁内E-mail：xinyanhui@llcwuedu．ca·29·人民黄河2010年第3期信息交换都在模块内部自动完成。模块上有插入SIM卡的卡D7HFAH座，在使用该模块时，先安装支持GPRS功能的SIM卡，保证模则表示模块给上位机的数据发送成

7、功，要等到数据发送的回应块的初始化工作正常完成。模块的五芯口电平是1YrL的，若上位机的接口电平是TrL的，则可直接相连；若不是1rrL的，则要响应码(D7HFAH或D7HFCH)后再发送下一次数据。若传输在该模块与上位机之问用电平转换线连接，以便转换接口电平的响应为．适应上位机的接口电平。该模块配有r仃L一232连线和1rrL一D7H485连线，其作用就是将眦电平转换成上位机所需的RS232则表示模块给上位机的数据发送失败，需要重新发送。电平或RS485电平，实现与RS232电平、RS485电平的串口通3．2透明传输信，GPRS模块和RS232电平的上位机连接