基于以太网与GSM的温湿度智能监控系统

摘要

数据通信和监控模式是温湿度监控系统的两个发展方向，数据通信从独立信号线发展为现场总线形式，监控模式由最原始的人工测试发展到现在的分布式（DCS）。而随着温湿度探测节点的增加，常用总线RS485、CAN传输速率瓶颈凸显，通信速率高，可以组网是以太网的最大优势，却一直存在价格较为昂贵的问题而致使在温湿度监控领域应用受限。因此，针对温湿度监控系统，将高效的传输通信、广泛的适应面与大规模的分布式监控相结合，意义明显。基于此，本文结合半导体、通信与控制技术，提出一种远、近程相结合分布式监控系统，即以太网技术与全球移动通信技术（GSM）相结合的智能化、可组网、可适性强的监控系统。
　　论文主要做的工作内容有：完成温湿度监控系统片上系统（Soc）整体设计方案，对各功能模块进行可行性分析后，确定各模块元器件主控型号，在PADS中完成原理图 SCH设计并进行 PCB打样。搭建硬件开发电路，分别设计出以太网模块、GSM模块，探头控制模块软件流程图，并在MCU中完成了代码开发任务。设计并开发出模块的用户自定义协议，完成各软件模块的移植、整合与调试工作；最后，联合上位机和手机终端做Soc系统各模块的功能验证测试等。
　　本系统具有如下几点新的特性：
　　（1）对以太网和GSM网络两种监控方式的结合进行研究，提出一种监控策略。即应用以太网通信的高速率和可组网特性，结合GSM网络的广泛分布性，提升传统温湿度监控通信速率的同时，亦增强以太网监控范围与灵活性。
　　（2）采用中低端嵌入式处理器完成相关复杂系统设计，具有高性价比特性。
　　（3）一PC终端可监控局域网内所有设备的所有探头，实现分布式大批量监控，手机终端可通过GSM网络对所处相关监控设备上的每个通道数据的实时查询和监控，实现远程监控。
　　（4）应用非线性补偿与校正等实用性较强的数据处理方法减小误差，使温度最大误差和湿度最大误差达到达到可接受范围之内，达到了很好的效果。

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第1章 绪论

1.1 概述

1.2 课题研究背景

1.3 发展历史

1.4 国内外研究现状

1.5 本文的研究意义和目的

1.6 论文的结构

第2章 温湿度监控系统总体设计与主要模块选型

2.1 系统方案总体设计

2.2 系统功能模块设计

2.3 系统技术实现要求

2.4 主要器件选型

2.5 本章小结

第3章 温湿度监控系统硬件设计

3.1 硬件设计开发环境简介

3.2 硬件系统总体设计

3.3 硬件系统原理图详细设计

3.4 硬件系统PCB Layout设计

3.5 本章小结

第4章 温湿度监控系统软件设计

4.1 软件开发环境概述

4.2探头控制器MCU软件设计

4.3 主控MCU软件设计

4.4 本章小结

第5章 温湿度监控分布式系统测试

5.1目标与测试环境

5.2 以太网温湿度数据采集测试

5.3 GSM网络收发信息测试

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

致谢

参考文献

附录