基于GPRS的环境温湿度监测系统设计

摘要：提出了基于GPRS的环境温湿度监测系统的设计方案。针对对温度湿度有要求的环境，通过带有高精度温湿度传感器的数据采集终端采集环境温湿度数据，后经由GPRS无线模块将数据传输到监控室电脑实时显示。采用TCP点对点入网连接方式，主要针对没有网络环境的监控中心，客户无需申请公网IP地址或开通专用APN，只需在监控端接上一个接收模块，即可方便地实现远距离数据传输。整个数据采集终端由MSP-430单片机进行控制，不用改动硬件，只通过对软件的修改调整，即可满足不同GPRS入网方式下的通信，拥有良好的扩展性能。实验测试表明，该系统精度高，运行稳定，满足系统设计要求。

当今现代化建设和国民经济发展迅速，社会对生产环境和生活环境意识的要求也越来越高。人们的日常生活和周围环境的温湿度息息相关，石油、化工、航天、制药、档案保管、粮食存储等领域对温湿度也有着较高的要求。因此，对温湿度的监测和控制已成为生产过程中非常重要的技术。无线网络的飞速发展使得远程数据传输得到广泛的应用，GPRS通信技术以其不需要架设通信线路、组网灵活方便、覆盖面广等独特的优势使其在无线数据传输系统中越来越被重视。

为此，本文提出了一种基于GPRS的环境温湿度监测系统，采用MSP430单片机及SIM300无线通信模块构成数据采集终端，能够连续实时的对监测现场的环境温湿度进行监控，监控中心的上位机软件用C++编程实现，能够对数据采集终端进行远程控制。

1 监测系统总体构成

本方案针对没有网络环境，或者网络环境不稳定，无法直接接入Intemet的监测中心，无需公网IP地址，也无需申请APN专线，采用两个GPBS无线模块进行发送和接收，通过GPRS内网的点对点TCP连接即可完成数据通信。

监测系统由数据采集终端和监测中心服务端两部分构成。数据采集终端负责温湿度数据的采集和发送。监测中心服务端由一个GPRS无线模块作为接收端，将接收到的数据传给监测中心PC机，通过上位机软件分析处理，实现采集数据的实时显示、曲线显示、数据存储等功能。系统整体结构如图1所示。

2 系统硬件设计

系统硬件即数据采集终端，以MSP430单片机为核心，包括一个高精度的温湿度传感器AM2303，电源模块，串口模块，GPRS通信模块SIM-300等。MSP430单片机由I/O口采集数字温湿度传感器AM2303的信号，经分析处理，再通过RS-232串口将温湿度数据发送给SIM300无线模块由其通过GPRS网络发送至监控中心服务端。硬件结构框图如图2所示。

2．1 电源模块

系统外部输入电压为5 V，由于温湿度传感器AM2303供电电压为3．3～6V，MSP430单片机工作电压为3．3 V，GPBS无线模块SIM300工作电压为4．2 V，因此本系统需要提供3．3 V和4．2 V电压。温湿度传感器AM2303直接采用5 V输入电压：3．3 V电源部分采用SM公司的SM1117芯片来实现；对于SIM300模块采用的4．2 V供电，由于该电源部分的输出电流必须达到2 A，因此采用MICREL公司的MIC29302芯片。具体电路图分别如图3、图4所示。

作者：顾简 施云波 修德斌，冯侨华 胡霸桥 王立权   来源：电子设计工程