一種通用低功耗gprs測(cè)控終端的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)測(cè)控終端技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通用低功耗GPRS測(cè)控終端，包括微處理器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、存儲(chǔ)模塊、定時(shí)模塊、電源和復(fù)位及電壓檢測(cè)模塊，所述的微處理器采用低功耗單片機(jī)MSP430F149，低功耗單片機(jī)MSP430F149采集的數(shù)據(jù)包括8路模擬量輸入，4路開(kāi)關(guān)量輸入和數(shù)字溫度傳感器DS18B20的溫度輸入量，每個(gè)低功耗單片機(jī)MSP430F149配有2路開(kāi)關(guān)量輸出，所述的低功耗單片機(jī)MSP430F149采集的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS模塊上傳至監(jiān)控中心并將發(fā)送的該組數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在E2PROM芯片中，本實(shí)用新型提供的有益效果是：可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)低成本傳輸和低功耗待機(jī)。
【專利說(shuō)明】
一種通用低功耗GPRS測(cè)控終端
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)測(cè)控終端技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通用低功耗GPRS測(cè)控終端。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，在各種工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)生產(chǎn)重要數(shù)據(jù)的檢測(cè)越來(lái)越重視，但是有些檢測(cè)地點(diǎn)位置偏僻，供電不方便，同時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求高。對(duì)于這類情況的監(jiān)測(cè)，目前采用人工和自動(dòng)采集兩種方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以往自動(dòng)采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的相關(guān)設(shè)施和系統(tǒng)建設(shè)需要建立供電設(shè)施，投入較大，或者采用太陽(yáng)能供電，但是由于功耗較高，建設(shè)成本也較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種高速度、高精度的通用低功耗GPRS測(cè)控終端。
[0004]本實(shí)用新型所述技術(shù)方案如下:
[0005]—種通用低功耗GPRS測(cè)控終端，包括微處理器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、存儲(chǔ)模塊、定時(shí)模塊、電源和復(fù)位及電壓檢測(cè)模塊，所述的電源的供電方式包括市電供電、太陽(yáng)能和鋰電池供電，所述的復(fù)位及電壓檢測(cè)模塊的功能由MAX6705實(shí)現(xiàn)；
[0006]所述的微處理器采用低功耗單片機(jī)MSP430F149，低功耗單片機(jī)MSP430F149采集的數(shù)據(jù)包括8路模擬量輸入，4路開(kāi)關(guān)量輸入和一路來(lái)自數(shù)字溫度傳感器DS18B20的溫度輸入量，低功耗單片機(jī)MSP430F149的工作電壓為3.3V，每個(gè)低功耗單片機(jī)MSP430F149配有2路開(kāi)關(guān)量輸出，低功耗單片機(jī)MSP430F149采集的數(shù)據(jù)以及終端工作的狀態(tài)在LCD顯示模塊上實(shí)時(shí)顯示；
[0007]所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊采用內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊，所述的GPRS模塊用于實(shí)現(xiàn)終端登陸無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，GPRS模塊的工作電壓為3.3?4.2VDC，在市電供電、太陽(yáng)能供電時(shí)采用LM2596-5為GPRS模塊供電；
[0008]所述的存儲(chǔ)模塊采用E2PR0M芯片。
[0009]所述的定時(shí)模塊采用PCF8563芯片。
[0010]所述的低功耗單片機(jī)MSP430F149采集的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS模塊上傳至監(jiān)控中心并將發(fā)送的該組數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在E2PR0M芯片中，低功耗單片機(jī)MSP430F149與GPRS模塊通過(guò)外部串口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，低功耗單片機(jī)MSP430F149使用AT指令控制GPRS模塊。
[0011]在非工作周期，GPRS測(cè)控終端可以被置于單片機(jī)LPM3的低功耗狀態(tài)，當(dāng)PCF8563芯片定時(shí)中斷到來(lái)時(shí)，喚醒低功耗單片機(jī)MSP430F149進(jìn)入工作周期開(kāi)始新一輪數(shù)據(jù)采集與傳輸。
[0012]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:
[0013]通用低功耗GPRS測(cè)控終端是集成了信號(hào)采集，過(guò)程1控制和無(wú)線數(shù)據(jù)通信于一體的高性能測(cè)控裝置，可以直接接入標(biāo)準(zhǔn)變送器信號(hào)或儀表輸出的模擬信號(hào)、電平信號(hào)、干觸點(diǎn)、脈沖信號(hào)等，是過(guò)程信號(hào)實(shí)施無(wú)線監(jiān)控的最佳手段，可廣泛用于管網(wǎng)測(cè)控、工業(yè)自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域。另外，本實(shí)用新型可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)低成本傳輸和低功耗待機(jī)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本實(shí)用新型原理的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0017]如圖1所示，一種通用低功耗GPRS測(cè)控終端，包括微處理器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、存儲(chǔ)模塊、定時(shí)模塊、電源11和復(fù)位及電壓檢測(cè)模塊12;
[0018]所述的微處理器采用低功耗單片機(jī)MSP430F149 I；
[0019]所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊采用內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊2;
[0020]所述的存儲(chǔ)模塊采用E2PR0M3芯片。
[0021]所述的定時(shí)模塊采用PCF85634芯片。
[0022]低功耗單片機(jī)MSP430F149I為GPRS測(cè)控終端的主控部分。在非工作周期，低功耗單片機(jī)MSP430F149 I可以被置于單片機(jī)LPM3的低功耗狀態(tài)。當(dāng)PCF8563 4芯片定時(shí)中斷到來(lái)時(shí)，喚醒低功耗單片機(jī)MSP430F149 I進(jìn)入工作周期開(kāi)始新一輪數(shù)據(jù)采集與傳輸。低功耗單片機(jī)MSP430F149 I采集的數(shù)據(jù)包括8路模擬量5輸入，4路開(kāi)關(guān)量6輸入和一路來(lái)自數(shù)字溫度傳感器DS18B20 7的溫度輸入量，采集的數(shù)據(jù)按制訂的傳輸協(xié)議打包，通過(guò)GPRS模塊2上傳至監(jiān)控中心10并將發(fā)送的該組數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在E2PR0M3芯片中。
[0023]數(shù)據(jù)傳輸模塊采用內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊2，用于實(shí)現(xiàn)終端登陸無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。低功耗單片機(jī)MSP430F149 I與GPRS模塊2通過(guò)外部串口 13進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，使用AT指令控制GPRS模塊2。低功耗單片機(jī)MSP430F149 I采集的數(shù)據(jù)以及終端工作的狀態(tài)在LCD顯示模塊9上實(shí)時(shí)顯示。另外，每個(gè)低功耗單片機(jī)MSP430F149 I配有2路開(kāi)關(guān)量8輸出，監(jiān)控中心10發(fā)送下行命令，可以對(duì)拓展的組件進(jìn)行遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)控制。電源11部分負(fù)責(zé)各功能模塊的供電，電源11供電方式包括市電供電、太陽(yáng)能和鋰電池供電。GPRS模塊2的工作電壓為3.3?4.2VDC，且電源應(yīng)具有至少2A峰值電流的輸出能力。低功耗單片機(jī)MSP430F149 I以及其他功能模塊的工作電壓為3.3V。在市電(或者太陽(yáng)能)供電時(shí)采用LM2596-5為GPRS模塊2供電，保證滿足其峰值電流的要求;采用LP2980-3.3降壓后再為低功耗單片機(jī)MSP430F149 I及其他部分供電。在現(xiàn)場(chǎng)不提供市電的情況下，GPRS測(cè)控終端切換到鋰電池供電模式，在鋰電池供電模式下，GPRS測(cè)控終端在非工作周期進(jìn)入LPM3模式，從而延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間。復(fù)位及電壓檢測(cè)模塊功能由MAX6705實(shí)現(xiàn)。GPRS測(cè)控終端在工作周期和低功耗模式的功耗分別為200mW和
0.004mWo
[0024]GPRS測(cè)控終端傳輸協(xié)議設(shè)計(jì):傳輸協(xié)議的制訂直接影響數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與可靠性。由于過(guò)大的數(shù)據(jù)包不能在一個(gè)信道傳輸，需要分割到不同的信道，必然導(dǎo)致傳輸延遲的增加，因此GPRS測(cè)控終端的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議一定要盡量精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷?。GPRS測(cè)控終端的數(shù)據(jù)傳輸分上行數(shù)據(jù)和下行命令兩類。上行數(shù)據(jù)分為正常數(shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù)兩種。下行命令分查詢GPRS測(cè)控終端狀態(tài)的數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程設(shè)置GPRS測(cè)控終端的數(shù)據(jù)。具體格式如下。
[0025]上行數(shù)據(jù)的傳輸格式
[0026]I)正常數(shù)據(jù) $ DAT，ID，CHO?CH7，TEMP，10*校驗(yàn)值。
[0027]說(shuō)明:CHO?CH7顯示RTU的8路12位AD轉(zhuǎn)換后的值。TEMP顯示DS18B20 7當(dāng)前的溫度值。1為當(dāng)前1輸出和輸入的狀態(tài)。
[0028]2)報(bào)警數(shù)據(jù)
[0029]$ ALM，ID，CHO?CH7，TEMP，1，AA，BB，CC*校驗(yàn)值。
[0030]說(shuō)明:數(shù)據(jù)區(qū)部分同正常數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)部分相同。AA、BB代表AD報(bào)警的信息位，CC代表溫度報(bào)警狀態(tài)和101-4輸入的報(bào)警狀態(tài)。
[0031]GPRS測(cè)控終端將采集的數(shù)據(jù)按照以上格式進(jìn)行打包。GPRS模塊2將打包好的數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心10。監(jiān)控中心10對(duì)采集數(shù)據(jù)、報(bào)警信息進(jìn)行解析，按照用戶的要求顯示在監(jiān)控中心10的平臺(tái)上。如果出現(xiàn)報(bào)警數(shù)據(jù)，監(jiān)控中心10可以對(duì)GPRS測(cè)控終端進(jìn)行相應(yīng)的下行控制。
[0032]下行命令的傳輸格式
[0033]I)查詢GPRS測(cè)控終端狀態(tài)的數(shù)據(jù)格式$ PFGET，ID，TEMP*校驗(yàn)值。
[0034]說(shuō)明:TEMP表示查詢的物理量。
[0035]2)遠(yuǎn)程設(shè)置GPRS測(cè)控終端的數(shù)據(jù)格式
[0036]$PFSET，ID，HME，AA* 校驗(yàn)值。
[0037]說(shuō)明:??ΜΕ表示設(shè)置的物理量，AA為設(shè)置的物理量的值。
[0038]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種通用低功耗GPRS測(cè)控終端，包括微處理器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、存儲(chǔ)模塊、定時(shí)模塊、電源和復(fù)位及電壓檢測(cè)模塊，其特征在于，所述的電源的供電方式包括市電供電、太陽(yáng)能和鋰電池供電，所述的復(fù)位及電壓檢測(cè)模塊的功能由MAX6705實(shí)現(xiàn)； 所述的微處理器采用低功耗單片機(jī)MSP430F149，低功耗單片機(jī)MSP430F149采集的數(shù)據(jù)包括8路模擬量輸入，4路開(kāi)關(guān)量輸入和一路來(lái)自數(shù)字溫度傳感器DS18B20的溫度輸入量，低功耗單片機(jī)MSP430F149的工作電壓為3.3V，每個(gè)低功耗單片機(jī)MSP430F149配有2路開(kāi)關(guān)量輸出，低功耗單片機(jī)MSP430F149采集的數(shù)據(jù)以及終端工作的狀態(tài)在LCD顯示模塊上實(shí)時(shí)顯示； 所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊采用內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊，所述的GPRS模塊用于實(shí)現(xiàn)終端登陸無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，GPRS模塊的工作電壓為3.3?4.2VDC，在市電供電、太陽(yáng)能供電時(shí)采用LM2596-5為GPRS模塊供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用低功耗GPRS測(cè)控終端，其特征在于，所述的存儲(chǔ)模塊采用E2PR0M芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用低功耗GPRS測(cè)控終端，其特征在于，所述的定時(shí)模塊采用PCF8563芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用低功耗GPRS測(cè)控終端，其特征在于，所述的低功耗單片機(jī)MSP430F149采集的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS模塊上傳至監(jiān)控中心并將發(fā)送的該組數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在E2PR0M芯片中，低功耗單片機(jī)MSP430F149與GPRS模塊通過(guò)外部串口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，低功耗單片機(jī)MSP430F149使用AT指令控制GPRS模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用低功耗GPRS測(cè)控終端，其特征在于，在非工作周期，GPRS測(cè)控終端可以被置于單片機(jī)LPM3的低功耗狀態(tài)，當(dāng)PCF8563芯片定時(shí)中斷到來(lái)時(shí)，喚醒低功耗單片機(jī)MSP430F149進(jìn)入工作周期開(kāi)始新一輪數(shù)據(jù)采集與傳輸。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK205644141SQ201620300774
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月12日
【發(fā)明人】馬耿, 任炳春, 李士峰, 張志勇, 李峰, 莫吉銳, 路倩倩
【申請(qǐng)人】山東正方人合信息技術(shù)有限公司