基于ARM926EJ－S的溫濕度無線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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3G通訊模塊
MC8630是一款基于CDMA2000 1X/EVDO Rev.A版本的3G通信模塊，適合于中國電信的3G移動服務(wù)，下行通信速度為3.1Mbps，上行通信速度為1.8Mbps。由于其具有語音、短信和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等功能，可以廣泛應(yīng)用于高速實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸。
下位機(jī)設(shè)計(jì)
下位機(jī)的設(shè)計(jì)主要完成的是數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送，整個溫度采集系統(tǒng)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)以及和上位機(jī)的通信等功能。主要分為幾個部分：人機(jī)界面設(shè)計(jì)部分（液晶顯示的設(shè)計(jì)和鍵盤控制的設(shè)計(jì)），數(shù)據(jù)的采集，與上位機(jī)的通信、接收與發(fā)送。
圖3 下位機(jī)軟件流程圖
數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)與串口傳輸
對無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)可分為人機(jī)界面的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集的通信協(xié)議的制定、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)采集的串口實(shí)現(xiàn)等幾個部分。
系統(tǒng)采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到ARM9。數(shù)據(jù)的顯示及對系統(tǒng)的操作，需要用到人機(jī)交互界面。人機(jī)交互界面主要包括圖形圖像界面和鍵盤操作界面兩部分。鍵盤輸入部分主要用于實(shí)現(xiàn)對圖形圖像界面及系統(tǒng)終端的輸入控制。
本系統(tǒng)有2個符合16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的異步串行口UART0和UART1，即有兩個異步串行I/O端口。UARTO和UART1的發(fā)送器和接收器包含16個字節(jié)的FIFO數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和移位寄存器，內(nèi)置波特率發(fā)生器。對將要被發(fā)送的數(shù)據(jù)，首先得把它寫入FIFO數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，并復(fù)制到發(fā)送移位寄存器，然后將它從數(shù)據(jù)輸出端口進(jìn)行移位輸出即可。將要被接收的數(shù)據(jù)是從數(shù)據(jù)接收端口移位輸入到移位寄存器，然后復(fù)制到FIFO中。
圖4 串口通信相關(guān)程序流程圖（a）
圖4 串口通信相關(guān)程序流程圖(b)
從現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，如何根據(jù)串口通信協(xié)議處理收到的上位機(jī)的數(shù)據(jù)、如何給上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，這些在很多嵌入式系統(tǒng)中都包含的UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter通用異步收發(fā)器)通信，UART單元提供了兩個獨(dú)立的異步串行I/O端口，支持的最高波特率為115.2kbps。UART模塊包含波特率發(fā)生器、發(fā)送器、接收器和控制單元。波特率發(fā)生器以MCLK(主時鐘)作為時鐘源。
本系統(tǒng)每隔500毫秒就查詢一次有沒有需要傳送的數(shù)據(jù)到上位機(jī)或從上位機(jī)發(fā)送的命令。如果檢測到現(xiàn)場溫度低于18℃或者高于35℃，系統(tǒng)就會向用戶發(fā)送相應(yīng)的報(bào)警信息，用戶也可以在任何時候發(fā)送命令詢問現(xiàn)場的溫度和濕度。
結(jié)束語
本文以ARM926EJ-S為微處理器，介紹了無線溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)硬件，下位機(jī)人機(jī)界面軟件的設(shè)計(jì)思想，及數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送以及和上位機(jī)的通信，系統(tǒng)的功能等。無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)如果要代替有線監(jiān)控系統(tǒng)還需一段時間，它們會向智能化、小型化、簡便化方向發(fā)展，能對遠(yuǎn)程終端進(jìn)行各種各樣的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的遠(yuǎn)程無線監(jiān)控。同時論文還存在很大的發(fā)展空間，隨著嵌入式ARM微處理器的發(fā)展，以后會有更高性能的嵌入式微處理器，可以同時采集更多的數(shù)據(jù)，處理并發(fā)送到上位機(jī)；或采用觸摸顯示屏代替液晶顯示屏進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入與顯示，可以更加直觀與方便地進(jìn)行操作等，因此課題可以繼續(xù)做深入研究。
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