文献翻译(中文)(共22页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上毕业设计(论文)外文翻译（译文）学 院： 电子工程与自动化学院 专 业： 电子信息科学与技术 学生姓名： 刘峻嶂 学 号： 指导教师单位： 电子工程与自动化学院 姓 名： 姜文英 职 称： 讲 师 2016 年 5 月 27 日基于GSM远程监控系统的设计和实现摘要随着无线远程监控系统得到越来越广泛的应用，一种基于GSM短信的远程监控系统被提出。基于系统的总体设计，系统的设计被分为硬件和软件部分。在该系统中，使用GSM网络作为传输媒介的远程信号。该系统包括监控中心和远程监控站两个部分。监控中心由一台计算机和一个TC35芯片为核心的 GSM通信模块组成。计算机和TC35

2、通过RS232串口相连。远程监控站包括一个TC35 为核心的GSM通信模块，MSP430F149单片机，显示装置，各种传感器、数据采集和处理单元。监控中心和远程监控站的软件设计使用VB设计。实验结果表明，该系统可以监视和控制远程监控中心之间的通信和远程监测站，并实现远程监控功能。1 介绍 远程监控是一种在线实时监测和控制现场的设备，通过传输的实时图片和数据测试终端实现预测和分析的功能1。远程监控系统通过有效的方法来获取、分析、传输和反馈信息，实现了远程目标的管理。它结合了最先进的科学和技术领域的卫星定位技术、通信技术、网络技术和其他领域相关技术，并综合使用了仪器仪表、电子技术、现代通信技术、计

3、算机软件等设备平台。根据监控信息的传输方法，远程监控系统可以分为有线和无线两种。有线监控系统用于具有高实时性能的情况下，大量的数据集中控制的领域。无线监控系统则适合随机监控范围小、布线困难、小数据和低实时要求等场合。GSM数字移动通信网络近年来发展迅速。GSM的短消息服务是一个基于分组交换数据的增值服务，移动通信公司提供的GSM网络包括各种基于电路交换通信服务和不记名服务2。由于GSM网络和全国漫游互联，它具有强大的网络能力，用户没有必要组织另一个网络。提高网络覆盖，用户可以在昂贵的网络建设和维护中节省成本3。与此同时，用户的数量没有被限制。GSM无线通信的一些特性，比如双向数据传输功能、性能

4、稳定等被广泛使用。GSM网络给远程数据传输和监控通信提供了一个强大的平台，是一种实现无线远程监控系统的重要方法。2 基于GSM的远程监控系统结构2.1 远程监控系统的结构系统主要由中央监测站、远程监测站和GSM网络组成。中央监测站划分为监控中心服务器和GSM调制解。远程监测站由MSP430F149单片机、外围电路和GSM调制解调器组成。中央监测站和远程监测站之间的无线远程通信通过GSM网络和远程监控系统实现。系统的结构如图1所示。图1 远程监控系统的结构2.2 中央监测站的硬件设计中央监测站的主要硬件设备包括中央监测站服务器、GSM无线通信模块TC35，中央监测站服务器通过使用普通计算机服务器

5、、工作站等设备实现。其主要功能有：(1)接收、分类和保存远程监测站收集的实时数据；(2)控制远程监测站，处理紧急报警和设置分站；(3)数据库管理和显示监测站的实时情况，并打印备份数据库。GSM模块是除了GSM手机之外另一个非常重要的GSM移动通信系统终端设备，这是一个结合了传统的调制解调器和GSM无线移动通信系统的终端设备，它也被称为无线调制解调器。通过使用以TC35为核心的GSM无线通信模块，实现了中央监测站对数据的接收和发送。以西门子TC35为核心的专用调制解调器模块，集成了射频电路和基带电路，提供了标准的用户接口命令。模块还提供了快速、可靠和安全的传输数据、语音、短信、传真等功能，可以方

6、便用户用于程序开发和设计。2.3 远程监控站的硬件设计远程监控站的主要硬件站主要包括单片机、外围电路、GSM无线通信模块TC35和它们之间的串口线。MCU系统由单片机MSP430F149组成4。MSP430F149单片机是一种混合类型的MSP430系列16位单片机，减少了指令集，低功耗。它适用于功耗极低的领域，有丰富的扩展功能，使用高效的开发方法，支持在线仿真与编程，其外围电路包括液晶显示器、键盘功能、A/D转换器等等。3 系统软件的设计系统重点是解决中央监测站和远程监控站之间的远程无线通信。上述设备之间的数据通信是通过使用GSM无线通信模块TC35命令控制来实现。短消息模式用来传输数据。3.

7、1 GSM通信模块的控制命令AT指令集是致力于同步命令集，在这里通过GSM07.07协议命令对AT指令集做一个详细介绍5。计算机和ATSCM可以发送命令。设置短消息中心：AT+CSCA=+00接受短消息：AT +CMTI：SIM，X（X是SIM卡接受短消息的数量）AT+CMGR=X AT+CMGD=X 发送短消息：AT+CMGF=1（采用文本格式，如果格式是PDU该值为0）AT+CMGS=+8613xxxxxxxxx Return (输入短消息)设置声音呼叫：AT+CREG= Return (是否注册网络？)ATD13xxxxxxxxx: Return (声音和数据调用之间的差异被称为sub-

8、number数字) 修改和存储参数：AT+IPR=2400 Return ( 修改RS232串口的速率为2400bps) AT&W Return (修改后的参数)输入PIN码：AT+CPIN=xxxx3.2 中央监测站的软件设计中央监测站的软件设计的开发工具是Visual Basic 6.0。软件设计包括监控中心的控制界面的设计、初始化程序、接受和发送短信的程序、数据处理和项目参数的保存。其中，最重要的是中央监控中心与服务器之间的串行通信，通信的关键是通过GSM无线通信模块TC35接受和发送短消息。Visual Basic 6.0提供了一个串行通信控制MSComm，可以实现串行通信。中央监测站

9、的软件设计任务包括：发送指令到远程监测站(以短消息的形式)，接受远程监测站的监测数据(以短消息的形式)，数据库的存储和处理，并打印历史数据。采用VB设计中央监测站的软件也有很多优点。例如，它有一个很好的人机交互界面，可以提供串行通信控制MSComm来实现串行通信，编程方法和操作非常简单，连接到数据库及其管理也非常简单。以下部分是中央监测站的软件设计。3.2.1 人机界面的设计首先，我们开始使用VB创建一个新项目，然后添加一个通信控制(MSComm1)用于访问串行端口。两个帧分别作为短消息发送区和短消息接受区，建立四个文本框和两个按钮：（1）Txtcen用于配置短消息数量；（2）TxtPhon用

10、于输入电话号码的接受器（用于远程监控站的序列号）；（3）Txtcon用于输入短消息的内容；（4）Txtpdu用于显示短消息的内容；（5）按钮一用于将短消息转换成PDU格式的短信；（6）按钮二用做发送文本格式短消息的接受器。选择三个区域作为接受文本框，分别用于显示来电显示、调用时间和调用的内容。定时器控制用于定期的查询串口，当接收到一个短消息，通过编码与分析，把短消息数、发送时间和短消息内容显示在文本框中，同时将信息存储在数据库中。3.2.2 关键功能模块的设计中央监测站包括几个模块，它们是串口的初始化、发送和接收短信函数、数据库接口等等。这里简单介绍三个重要模块。（1）初始化串口中央监测站可以

11、通过控制TC35 为核心的GSM无线通信模块接受和发送短消息。VB开发软件也提供了一个通信控件MSComm。（2）发送短消息短消息的发送和接收是由AT指令集控制TC35为核心的GSM无线通信模块来实现的6。发送短消息的过程如下：首先，我们通过对短消息中心编码，使用另一个号码编写PDU格式的短信，然后计算短消息的长度，发送指令AT + CMGS = ，代表回复，也就是ASCII码的0x0D。当TC35模块返回ASCII码字符“”时，PDU数据则可以输入，PDU数据结束的字符是。如果发送短消息的过程就完成了，模块则返回 OK 。（3）接收短消息接收短消息的方法是使用一个计时器来定期查询串口。短消息

12、到达时，计算机可以接收到指令 + CMTI：“SM”，INDEX (短消息的存储位置)。使用AT指令AT + CMGR = INDEX 读取PDU数据，当指令运行后，模块返回的内容即刚收到的短信，就是来电者的电话号码以PDU格式编码的短消息内容。最后，三个步骤的数据在中央监测站界面显示，并存储在数据库中。3.3 远程监控站的软件设计远程监视站的主要任务包括：（1）通过A / D转换器转换和处理所收集的数据；（2）显示接收到的短消息（控制单元）；（3）通过触发键盘键系列MSP430F149单片机，在C编程语言的支持下将实时数据发送到中央监测站。C430集成开发环境，是由IAR公司开发的MSP43

13、0系列MCUs和 C语言系统软件开发工具的调试器共同开发的。软件设计采用模块化编程，功能模块以子函数的形式编写。通过这些措施可以减少软件开发的时间，并且程序易于修改和移植。MSP430F149单片机自身提供ADC12，下面，通过一个例子来解释单通道多试样设置ADC12的各种控制寄存器的方法。#include msp430x14x.h / 包含头文件extern void ADCnum(void); /定义子函数的名称和类型int i=0， kp=0; /定义全局变量unsigned int sumall; /定义为无符号整形数据类型int ADC_Result; /单样本数据值void ADC

14、num(void)ADC12CTL0 &= ENC; /重置转换函数ADC12CTL0 = ADC12ON+REF2_5V+SHT0_8;/ 采用2.5V电压/ 打开 port10ADC12CTL1 = SHP+ADC12SSEL_2;ADC12MCTL0 = EOS + INCH_0+SREF_1;/选择通道0ADC12CTL0 |= ENC;/ADC转换函数while (kp;Type the contents and sent them by the means of “Ctrl+Z;Return OK;5 软件设计 5.1 监控节点的软件设计监控节点设计过程的关键是单片机和PTR400

15、0模块之间的通信，其工作流程图表如图4。当监测节点带电时，将初始化传感器和射频模块PTR4000，然后PTR4000进入配置模式。基于PTR4000所写的配置，其处于接收模式，直到PTR4000收到水槽节点的命令，监控节点将开始工作。收集数据完成后，射频模块PTR4000进入交付模式，并将收集到的数据发送到汇聚节点。发送完成后，射频模块PTR4000又将进入接收模式，等待下一个水槽节点的命令的到来。图4 监测节点的工作流程图表5.2 汇聚节点的软件设计这是GTM900模块和PTR4000模块通信供应链管理的关键。其工作流程图表图5所示。图5 水槽节点的工作流程图表系统启动后，水槽节点设备初始化

16、并设置服务器地址(即输入电话号码)。然后，射频模块PTR4000进入睡眠状态，单片机开始计时。通过规定的时间后，我们通过PTR4000射频模块发送模式配置字。在这个时候，水槽节点发送命令至监视节点，监测节点在温室开始收集相关数据和信息，并将收集到的数据发送给汇聚节点，汇聚节点进行数据的接收和处理。在微处理器的控制下，通过GSM模块将结果发送到服务器(GTM900-C)。现在，我们意识到时间采集的功能，中断返回后，系统将再次回到待机模式，等待下一个采样周期的到来。6 实验结果建立好温室环境监测系统后，我们进行了开放地区和室内地区的测试实验，主要测试系统的传输距离和误码率。开放实验是选择在学校田径

17、场，通过比较发送数据和接收数据，我们发现错误数据传输距离在50米，以上的距离我们没有收到任何数据；室内测试被选中在逸夫楼自习室，在间隔的墙壁两边，通过比较发送数据和接收数据，我们发现错误数据传输距离达到13米，以上的距离我们也没有收到任何数据。在实验的过程中，我们发现接收的数据是正确的或没有收到任何数据，错误率为零。7 结论根据温室环境监测的特点，本文提出了一种设计方案，是基于射频技术和GSM通信技术的温室环境信息远程监控系统，这里介绍了系统的总体结构和各部分软件和硬件的设计方法。它提供了一个在中小温室监控条件下具有成本效益的解决方案。参考文献1 Yang Wei, Li Min-zan, a

18、nd Wang Xiu, “数据传输和通信技术领域信息采集的进展和现状” , 农业工程学报, 2008,卷24, pp.297-301.2 Yang Jing, Bai Bao-liang and Li Han-dong, “基于GSM和传感器网络的温室环境监测系统设计”,安徽农业科学, 2012,卷40, pp. 2497-2498, 2556.3 Gao Feng, Yu Li, Zhang Wen-an, Xu Qing-xiang and Yu Li-jie, “基于无线传感器网络的作物水分状况监测系统的研究和设计”,农业工程学报, 2009,卷25, pp. 107-112.4 Tang Yi-feng, Chen Xin-hua, Feng Hui and Luo Bin, “