葉俊明

桂林電子科技大學(xué)

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基于SIM900A的溫濕度采集與傳輸

葉俊明

桂林電子科技大學(xué)

為了實現(xiàn)遠程傳輸，讓用戶實時的監(jiān)測環(huán)境，本文介紹了一種基于GSM無線傳輸技術(shù)的溫濕度檢測裝置的實現(xiàn)方法。系統(tǒng)使用STM32F407和SIM900A為主要部件，溫濕度數(shù)據(jù)使用短信或者電話通知用戶。文章介紹了相關(guān)的AT指令、驅(qū)動函數(shù)等，而且具有良好研究價值。

AT指令 實時監(jiān)測 SIM900A

1　總體設(shè)計

系統(tǒng)如圖1采以Cortex M4內(nèi)核的STM32F407為主控制器。STM32F407運行頻率可達168MHz，有著更快的USART和SPI通信速度，方便SIM900A與之實現(xiàn)實時通信。溫濕度傳感器采用數(shù)字式帶單總線DHT11（接口簡單），這款傳感器包括一個電阻式測濕元件和一個NTC測溫元件，功耗低、測量范圍廣。采用GSM模式SIM900A做為無線通信，SIM900A支持PDU方式收發(fā)短信、撥打電話等，方便搭建多種形式的物聯(lián)網(wǎng)平臺。

圖1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2　SIM900A模塊

圖3　DHT11實物圖

2　無線通信模塊的設(shè)計

2.1GSM模塊介紹

GSM模塊采用SIM900A模塊如圖2。SIM900A工作頻段為EGSM900MHz和DCS1800MHz，支持GPRS multi-slot class10/ class8和GPRS編碼格式 CS-1、CS-2、CS-3和CS-4。SIM900A內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議，擴展的TCP/IP AT指令讓用戶更方便的使用TCP/IP協(xié)議，對數(shù)據(jù)傳輸非常有用。模塊可直接采用串口調(diào)試助手發(fā)送AT指令和數(shù)據(jù)，傳輸速率為1200bps～115200bps，并且支持RTS/CTS硬件流控，可通過軟件開關(guān)流控。

2.2SIM900A模塊的編程

本文介紹了SIM900A發(fā)送短信的步驟和編程。首先發(fā)送AT+CMGF=1，設(shè)計為文本模式；再發(fā)用AT+CSCS=”GSM”，設(shè)置GSM字符集，當(dāng)然也可以設(shè)置為UCS2字符集；發(fā)送接收方的電話號碼AT+CMGS=”136xxxxxxxx”；最后發(fā)送相關(guān)英文短信。

3　傳感器模塊的設(shè)計

3.1DHT11傳感器工作原理

DHT11是一款采用單總線數(shù)據(jù)格式的數(shù)字濕溫度傳感器，圖3是DHT11的實物圖。傳感器的數(shù)據(jù)包由5Byte組成，高位先出。數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，數(shù)據(jù)格式：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗和（校驗和為前32位數(shù)據(jù)之和）。DHT11的數(shù)據(jù)輸出是未編碼的二進制數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)（濕度、溫度、整數(shù)、小數(shù)）之間應(yīng)該分開處理。DHT11一次通訊時間最大3ms，主機連續(xù)采樣間隔建議不小于100m s。

3.2DHT11的編程

首先驛DHT11進行復(fù)位，查詢DHT11是否存在。得到DHT11的存在響應(yīng)后，讀取40位數(shù)據(jù)并進行校驗。校驗正確后，前兩個字節(jié)為濕度的整數(shù)部分和小數(shù)部分，后兩個字節(jié)為溫度的整數(shù)部分和小數(shù)部分（這里只取整數(shù)部分）。

4　總結(jié)

本作品采用ARM和GSM的無線傳輸設(shè)計了一種基于DHT11的溫濕度采集與報警裝置。通過STM32F407實現(xiàn)單總線協(xié)議，采集數(shù)字式傳感器采集的溫濕度數(shù)據(jù)；通過STM32F407的串口通信發(fā)送AT指令對SIM900A的進行通信并傳輸相關(guān)的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)具有實時性高、施工成本低、安全性高等優(yōu)點，可以廣泛應(yīng)用于遠程監(jiān)控系統(tǒng)中。

［1］ 霍濤，賈振堂.基于STM32和SIM900A的無線通信模塊設(shè)計與實現(xiàn)［J］.電子設(shè)計工程，17（22）：106-109

［2］ 王明新.基于SIM900A的GSM遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計［J］.電腦知識與技術(shù)，2014.5：3500-3503

［3］ 卜永波，羅小玲.基于DHT11傳感器的溫濕度采集系統(tǒng)［J］.計算機與現(xiàn)代化，11（219）：133-135