基于 TC35i 的远程温度监测系统设计 引言 随着科技的发展和自动化水平的提高，温度的自动监测已经成为各行各业进行安全生产和减少损失采取的 重要措施之一[1.2.3]。特定场合下由于监测分站比较分散、偏远，采用传统的温度测量方式周期长、成 本高，而且测量员必须到现场进行测量，因此工作效率非常低。且不便于管理。本文提出了基于 GSM 的远 程温度监测系统，采用美国 DALLAS 公司生产的 DSl8820 数字温度传感器，通过现有的 GSM 网络将监测结 果以短信方式发送至相应的监控终端(如手机、PC 机)。系统具有结构简单、可靠性高、成本低等特点，可 广泛应用于桥梁混凝土测温、油气井场、电力电缆火灾监测、粮仓及物资仓库温度监测。 2 远程温度监测系统硬件设计 2.1 系统构成 系统分为监测中心站和远程监测分站两部分：监测中心站主要由监测中心站服务器、 GSM 无线通信模块、 数据库系统及其应用软件组成；远程监测分站主要由 AT89C52 单片机及外围电路、温度传感器和 GSM 无线 通信模块(TC35i)组成。监测中心控制 GSM 无线通信模块收发短消息，接收各监测分站采集的温度数据,然 后对数据进行显示、处理和打印等。远程监测分站实现温度数据的采集、处理和显示。同时控制 GSM 无线 通信模块收发短消息。监测中心站与远程监测分站之间通过 GSM 网络实现无线远程通信。实现了基于 GSM 网络的远程监测系统。系统总体结构如图 1 所示。 2.2 单片机外围电路设计 该系统的 MCU 采用 ATMEL 公司生产的 AT89C52 单片机。它是一种低电压、低功耗、高性能的 CMOS 8 位单 片机，片内含 8 kB 可反复擦写的程序存储器和 256 B 的数据存储器。单片机外围电路除了包括单片机正 常工作所必须的元件外，还包括键盘、LED 显示电路及看门狗电路等，系统硬件电路原理图如图 2 所示。 按键用于对终端进行参数设置。4 位 LED 显示器可以显示现场的温度数据。方便相关人员现场读取。为了 实现可靠的复位信号，并且能在计算机受到干扰，程序不能正常运行时自动产生复位信号。设计温度采集 电路时应选用 Dallas 公司生产的微机监控电路 DSl232(看门狗)。其主要功能为：产生上电复位和手动复 位；监视电源电平；监视软件运行状态；当程序运行出现飞车时，产生复位信号。 2.3 温度检测电路 温度检测电路采用 Dallas 公司生产的 1-Wire 接口数字温度传感器 DSl8820，它采用 3 引脚 T0-92 封 装 ： 温度测量范围为-55℃～+125℃．编程设置 9～12 位分辨率。现场温度直接以 1-Wire 的数字方式传输。大 

大提高了系统的抗干扰性[2，3]。多个 DSl8820 可并联至 3 或 2 根总线上．CPU 只需 1 根端口线就能与多 个 DSl8820 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。温度检测电路原理图如图 2 所示，主机控制 DSl8820 实现温度转换，DSl8820 采用外接电源方式，其VDD 端采用 3 v～5.5 V 电源供电 。 2.4 TC35I 通信模块 TC35i 是西门子最新推出的无线通信模块，功能与 TC35 兼容，设计紧凑。TC35i 与 GSM 2／2+兼容，双频 (GSM900/GSMl800)工作，带有 RS232 数据口。符合 ETSI 标准 GSM0707 和 GSM0705，且易于升级为 GPRS 模 块。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的 AT 命令接口，为数据、语音和短消息提供快速、 可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计[4，5]。TC35i 有 40 个引脚，通过 ZIF 连接器引出。这些 引脚可划分为 5 类，即电源、数据输入／输出、SIM 卡、音频接口和控制[3，4，5]。TC35i 外围电路图如 图 3 所示。 1～14 引脚为电源部分，其中 l～5 引脚为电源电压输入端 VBATT+6～10 引脚为电源地 GND，ll～12 引脚为 充电端，13 引脚为对外输出电压(供外部电路使用)，14 引脚 ACCU／TEMP 接负温度系数的热敏电阻；24～ 29 引脚为 SIM 卡连接端；33～40 引脚为语音接口用来接电话手柄。15、30、31 和 32 引脚为控制部分，15 引脚为启动线 IGT(Ignition)。当TC35i 通电后必须给 IGT 一个大于 100 mV 的低电平，模块才能启动。30 引脚为 RTC BACK up；31 引脚为掉电控制；32 引脚为 SYNC，16～23 引脚为数据输入／输出端[6]。 

电源电路分为充电电池和稳压电源模块两部分。充电电池为整个系统提供 3.6 V 工作电压．同时产生 MAX232 所需要的高电平：三端电源模块 LM7806 将外部 12 V 直流电源转换为 6 v．连接 至 ZIF 连接器的 11、12 引脚。在充电模式下可为 TC35i 提供 6V／500。mA 的充电电源。 启动电路由漏极开路三极管和上电复位电路组成。模块上电 10ms 后(电池电压须大于 3 V)，为使之正常工 作，必须在 15 引脚(IGT)施加低电平信号，至少保持 100 ms 且该信号下降沿时间小于 1ms，启动后 15 引 脚应保持高电平。 数据通信电路主要实现短消息收发、与 PC 机通信、软件控制等功能。TC35i 的数据接口采用串行异步收发 ， 符合 RS-232 接口电路标准。工作在 CMOS 电平(2.65 V)。数据通信电路以 MAX232 为核心实现电平转换及 串口通信。 

3 软件设计 系统主要的任务是监测被控对象的温度．然后通过 TC35i 发送到监测中心。系统软件设计的重点在于单片 机的编程。通过向 TC35i 写入不同的 AT 指令完成多种功能。监测分站主程序流程如图 4 所示。 监测软件主要包括初始化程序、信号采集处理程序和短消息收发程序等。初始化程序包括硬件初始化、定 时器和串口初始化：信号采集和处理主要完成外部采集的温度转换：接收短消息采用查询方式．一旦短消 息到达，调用串口接收程序解码短消息内容并做出相应处理：发送温度信号采用定时方式，将采集的温度 编码为短消息。然后调用发送指令将短消息发送到监测中心[4，6]。 4 结束语 本文对 GSM 远程温度监测系统硬件和软件设计进行说明。温度检测采用 DSl8820．非常适用于多点、恶劣 环境下的温度监测系统。GSM 模块利于系统集成，成本较低，运行稳定可靠，适用于远距离监测，不受地 形条件的限制，有着广泛的应用前景。