基于GSM短信平台的微功耗智能涡街流量计的研制

摘要

涡街流量计具有结构简单牢固、无可动部件、可靠性高、寿命长、测量范围宽等优点，所以自从投放市场以来，得到广泛地应用。但目前大多数涡街流量计的供电均采用交流电源方式供电，这样不但增加现场安装施工的难度，同时极易引入电源干扰。因此研制一种可以电池供电的微功耗、抗干扰能力强的涡街流量计具有非常重要的意义。 目前GSM在国内已形成覆盖网络，它具有保密性高、抗干扰能力强、可靠性高、开发性强等特点，保证了数据传输的准确性和稳定性，并提供双方完备的通信协议，使用户在此通信平台上的开发简单易行。短消息业务SMS(ShortMessageService)作为GSM网络的一种基本业务，已经得到越来越多的重视，其简便快捷的性能和相对低廉的收费赢得了广大用户的青睐，同时也为远程数据传输提供了一种新的技术手段。 涡街流量计的使用环境复杂，使用RS232进行数据传输已经逐渐地不能满足用户的要求，而短消息业务具有RS232无与伦比的优越性，所以采用短消息业务来完成小流量数据传输已经越来越受欢迎。 本文介绍了短消息业务SMS的原理及特点、涡街流量计的硬件设计和软件设计。单片机系统是硬件电路的核心部分，为了降低系统的功耗，采用了TI公司的MSP430单片机作为系统的控制器，MSP430是TI公司推出的一种超低功耗单片机。程序采用MSP430C语言编程，在IAREmbeddedSystem开发环境中开发。为了缩短开发周期，采用专门的GSMModem来完成数据的传输。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景及意义

1.1.1流量计量的意义

1.1.2流量计的分类

1.1.3短消息业务的发展与前景

1.2涡街流量计的工作原理及发展

1.3课题来源和内容

第2章GSM通信系统的短消息业务

2.1短消息业务概念

2.1.1短消息的分类

2.1.2短消息的基本元素

2.2短消息业务的结构

2.2.1短消息业务的网络体系结构

2.2.2短消息协议结构

2.3短消息业务使用的逻辑信道

2.4点对点短消息业务的传输过程

2.4.1 MO型短消息过程

2.4.2 MT型短消息过程

2.5短消息发送协议

2.5.1三种接口协议的比较

2.5.2 SMS数据的PDU格式

2.6本章小结

第3章涡街流量信号的产生及调理电路设计

3.1检出器

3.1.1漩涡发生体

3.1.2压电传感器

3.1.3检出器的壳体

3.2信号调理电路

3.2.1电荷放大器

3.2.2交流放大及低通滤波电路

3.2.3限幅放大电路

3.2.4施密特整形电路

3.3屏蔽和抗干扰技术

3.3.1电场耦合的屏蔽和抑制技术

3.3.2磁场耦合的抑制技术

3.3.3接地抗干扰技术

3.4本章小结

第4章涡街流量计硬件设计

4.1 MSP430单片机

4.1.1 MSP430F149的主要特性

4.1.2低功耗模式

4.1.3片内外围模块

4.2显示模块的设计

4.3按键设计

4.3.1设定参数

4.3.2状态查询

4.3.3检测零点

4.4电源管理电路设计

4.4.1 DS2438芯片介绍

4.4.2 DS2438与单片机的连接

4.5数据存储电路设计

4.5.1 FRAM铁电存储器的原理及特点

4.5.2 I2C总线

4.5.3 FM24CL64与单片机接口

4.6实时时钟电路的设计

4.6.1器件概述

4.6.2引脚说明

4.6.3 DS1302与MSP430F149的接口电路

4.7通信模块设计

4.7.1 GSM短信平台模块

4.7.2 GSM Modem与单片机接口设计

4.8本章小结

第5章涡街流量计的软件设计

5.1系统软件的整体设计

5.2测量模块软件设计

5.3显示模块软件设计

5.4按键处理模块软件设计

5.5时钟模块软件设计

5.6电源管理模块软件设计

5.7通信模块软件设计

5.8软件抗干扰措施

5.9本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢