基于GSM短消息方式的温度监测仪的研制

摘要

本文针对工业中温度测量的需要,设计了基于GSM短消息方式的温度监测仪.该温度监测仪采用MSP430F135芯片作为系统芯片,保证了系统的可靠性,利用GSM移动网络中的短消息业务,实现了无线通信,是移动通信技术在温度监测领域中的新应用. 本文主要论述了基于GSM短消息方式的温度监测仪的设计与实现.首先对数据通信手段进行了分析比较,着重介绍了GSM网络、短消息业务,分析了本课题的研究意义.接着本文详细介绍了以MSP430F135为核心的系统的组成、功能以及各功能模块的电路硬件设计以及软件设计,并重点描述了系统通信功能的实现,同时介绍了最小二乘法拟合曲线的方法.并且介绍了系统的软、硬件抗干扰措施以及系统的调试过程.最后,本文总结了本次的设计工作,并对系统的改进及发展进行了展望. 从调试和运行结果看,本文介绍的温度监测仪运行稳定、可靠,达到了预期的要求.利用GSM短消息业务能够实现数据的远程通信,这一技术适用于野外测量环境,在工业监测领域中有着广泛的应用前景.

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致谢

第一章绪论

1.1引言

1.2通信手段

1.2.1有线通信

1.2.2无线通信

1.3 GSM系统及其短消息业务

1.3.1 GSM系统简介

1.3.2短消息业务

1.4单片机概况

1.5本课题选题意义及主要内容

第二章温度监测仪的总体设计

2.1智能仪表的设计与开发过程

2.2温度监测仪的总体结构与工作原理

2.3温度监测仪的主要功能与技术指标

第三章温度监测仪的硬件设计

3.1温度监测仪硬件设计概述

3.2传感器的选择

3.3数据处理模块

3.3.1单片机MSP430的选择

3.3.2高精度A/D转换器

3.4温度补偿模块

3.4.1热电偶测温原理

3.4.2传统的热电偶冷端补偿方法

3.4.3利用数字式温度传感器DS18B20进行温度补偿

3.5数据通信模块

3.5.1 GSM模块MZ28

3.5.2 GSM模块接口电路

3.6人机对话模块

3.6.1键盘接口电路

3.6.2显示接口电路

3.6.3打印机接口电路

3.7其他重要电路的设计

3.7.1电源电路

3.7.2时钟电路

3.7.3复位电路

3.8印刷电路板(PCB)的设计

3.8.1电子元器件的布局

3.8.2印刷电路板的布线

第四章温度监测仪的软件设计

4.1单片机系统软件设计概述

4.2 MSP430的开发工具与开发语言

4.2.1 MSP430仿真器

4.2.2 MSP430调试集成环境

4.2.3 MSP430开发语言

4.3主程序设计

4.3.1程序流程图

4.3.2 A/D转换程序设计

4.3.3温度补偿程序设计

4.3.4数据处理程序设计

4.3.5显示程序设计

4.3.6打印程序设计

4.3.7按键程序设计

4.4 GSM模块软件设计

4.4.1相关的GSM模块AT指令

4.4.2利用通信模块实现短消息

第五章温度监测仪的抗干扰设计

5.1干扰的来源及其传输途径

5.2硬件抗干扰设计

5.2.1电源抗干扰设计

5.2.2过程通道抗干扰技术

5.2.3印刷电路板抗干扰设计

5.3软件抗干扰设计

5.3.1看门狗技术

5.3.2冗余技术

5.3.3数字滤波

第六章温度监测仪的调试

6.1调试工具

6.2调试方法

6.2.1硬件调试

6.2.2软件调试

6.2.3系统联调

6.3数据处理与分析

6.3.1系数拟合

6.3.2结果分析

第七章总结与展望

7.1工作总结

7.2结论

7.3展望

参考文献

附录

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