基于GSM 模块的远程温度监控系统的研究

白亚梅 张昌玉白永刚

哈尔滨华德学院黑龙江哈尔滨 150025 东营供电公司 山东东营 257091

【文章摘要】

本文针对基于GSM 模块的远程温度监控系统进行研究，主要通过硬件电路和程序的设计和分析，实现远程温度监控。该系统主要由GSM 模块， 单片机，温度传感器等构成。通过温度传感器采集到周围的温度，与设定的温度范围进行比较，超出设定温度范围时，现场报警，同时通过GSM 模块发送短信给手机实现远程报警功能，并开启温度控制系统。

【关键词】

单片机；GSM 模块；温度传感器

0 引言

当今社会科技正以前所未有的速度在发展，以前必须人力实现的事，现在都能通过电子产品来实现，以前要知道远方某地的温度必须要人亲自去测量，这样不仅消耗人力，财力，而且还浪费时间。而GSM 远程温度监控系统的设计，就解决了这个问题。

目前国内外对于温度监控的研究和应用已非常普遍，但对于无线远程温度监控这方面的研究和应用还有相当大的提升空间。无线温度监控不仅可以应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面，随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都将会见到它的影子，无线远程温度监控将会有更广阔的发展空间。

1 系统硬件设计

基于GSM 模块的远程温度监控系统的设计由单片机最小系统、温度采集电路、显示电路、GSM 模块、按键电路组成。其系统电路图如图1 所示。

单片机系统：单片机具有低电压供电和体积小等特点，四个通用I/O 口满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用。

温度采集电路：温度采集电路采用数字温度传感器DS18B20，硬件很简单。

按键电路：利用按键设定报警温度， 按键控制的步进为1，共5 个组合按键功能为上限设置、下限设置、加、减、OK。

显示电路：显示电路采用液晶显示器LCD1602，用于显示当前环境中的温度。

报警电路：测量的温度实时与温度范围进行比较。当温度超出范围时，系统能够报警。

GSM 模块：GSM 无线通信模块用于发送短信，手机接收传来的报警信息，然后实现远程温度的监控功能。

控制电路：通过继电器开关控制加热和降温系统。

1.1 单片机系统设计

目前单片机在控制系统中应用比较广泛，本设计采用STC89C52 单片机为控制核心。

单片机正常工作，需要外加复位电路和振荡电路，复位电路将它的9 脚RST 端接一个复位开关，然后接到电源上，它是复位信号输入端，高电平有效，当单片机运行时在此引脚加上持续时间大于两个机器周期的高电平时就可以完全复位，即按下复位开关既可实现电路复位。振荡电路中18 脚与19 脚之间接晶体与片内的反相放大器构成了一个振荡器，为单片机提供了一个时钟控制信号。

1.2 温度采集电路设计

每一片DSl8B20 在其ROM 中都存有其唯一的48 位序列号，在出厂前已写入片内ROM 中。主机在进入操作程序前必须用读ROM(33H) 命令将该DSl8B20 的序列号读出。程序可以先跳过ROM，启动所有DSl8B20 进行温度变换，之后通过匹配ROM，再逐一地读回每个DSl8B20 的温度数据。

1.3 按键电路的设计

系统的输入部分主要通过键盘来实现。键盘是一组按键的集合，它是最常用的单片机输入设备。由于独立式键盘电路配置灵活，软件结构简单，且本控制系统设计到的按键功能不复杂，故本系统采用的是5 键独立式按键。

1.4 显示电路的设计

显示器是人机交换的主要部分，他可以将测量电路测得的数据经过CPU 处理后直观的显示出来。考虑到液晶显示器的直观方便，这次设计选择了LCD 液晶显示器。

1.5 报警电路

图1 整机原理图029

实验研究

Experimental Research

电子制作

为了在某些紧急状态或反常状态下， 能使操作人员不致忽视，以便及时处理， 往往需要有某种更能引起人们注意提起警觉的报警信号产生，报警电路，报警设备选用压电式蜂鸣器，它约需要10mA 的驱动电流，只需在其两条引线上加3-15V 的直流电压，即可产生3KHz 左右的蜂鸣声音。

1.6 GSM 模块设计

远程监控，主要由GSM 无线模块SIM900A，手机实现。GSM 无线通信模块用于发送短信，手机接收传来的报警信息，然后实现远程温度的监控功能。SIM900A 模块是一款紧凑的GSM/GPRS 模块，采用SMT 封装，基于STE 的单芯片案，采用ARM926EJ-S 架构，性能强大， 可以内置客户应用程序、无线POS、手持PDA、智能抄表与远程监控等众多方向。

1.7 控制电路

继电器是一种电子控制器件，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。在本设计中，继电器连接一个红灯和一个绿灯，当温度超过上限时，继电器1 闭合，红灯亮；当温度低于下限时，继电器2 闭合，红灯亮。

2 系统程序设计

系统主程序流程图如图2 所示。

3 结语

实现现在随着工农业的发展，对环境的温度要求越来越高，使得温度测量与控制运用更加广泛，基于GSM 的远程温度监控系统是通过移动通信网络来实现远程传输温度数据系统，采用这种方法来检测温度可以实现通信成本低，利用率高，系统容量大，抗干扰能力强等优点。

【参考文献】

[1] 于永学、葛建，1-WIRE 总线数字温度传感器DS18B20 及应用[J]，电子产品世界，2003

[2] 陈跃东，DS18B20 集成温度传感器原理与应用[J]，安徽机电学院学报，2002

[3] 胡振宇、刘鲁源、杜振辉，DS18B20 接口的C 语言程序设计［J］，单片机与嵌入式系统应用，2002

[4] 金伟正，单线数字温度传感器的原理与应用［J］，电子技术与应用， 2000

[5] 马云峰、陈子夫、李培全， 数字温度传感器DS18B20 的原理与应用[ EB/ OL ]

[6] 李 钢，1-Wire 总线数字温度传感器DS18B20 原理及应用，现代电子技术[J]，2005

【作者简介】

白亚梅，出生于1982 年7 月，硕士学位、讲师，主要研究方向信号与信息处理