基于ARM7无线传输的热电偶远程监控系统

2 系统的软件设计流程

系统启动时，为支持通过串口设置相关参数，按照顺序提示用户输入相关配置参数。如果用户超过了一定的时间不操作，系统就进入初始化模块，启动GPRS模块，对短信命令进行处理(初始化自有点到点协议模块)。主应用程序的流程如图2所示。

系统运行中，TimerO的中断处理程序处理自有的点到点协议，包括处理"登陆"、"心跳"和"退出"命令。在系统的发送数据缓冲队列中读取数据，将数据打包成"数据"命令，通过串口发送到GPRS模块。如果GPRS模块有数据，再在串口中读出远程监控中心发送过来自有协议的各种命令，只将"数据"命令解析后存入接收数据缓冲队列中，其他协议维持命令由相应的子程序进行处理。

主应用程序通过少数几个系统状态全局变量、发送数据缓冲队列和接收数据缓冲队列与数据通信模块进行交互，也就是与TimerO的中断处理程序进行交互。主应用程序不需要了解自有点到点协议的编解码过程以及数据链路的维护工作，使模块直接的耦合度降低。主应用程序通过SPI总线实时地读取MAX6675采集到的热电偶温度数据，实时检查GPRS模块状态(如果GPRS模块错误超过规定次数，重新启动GPRS模块)，实时地将报警数据存入发送数据缓冲队列中并同时启动报警模块，实时地处理接收数据缓冲队列中的数据，实时处理GPRS模块短信命令数据，实时显示系统采集的温度数据和状态信息，定时地将采集到的数据存入发送数据缓冲队列中。

3 MAX6675与S3C4480X的接口实现

MAX6675芯片内部集成了冷端补偿电路。该芯片有简单的3位串行SPI接口，可将温度信号转换成12位的数字量，温度分辨率达O．25℃。芯片内部含有热电偶断线检测电路。其冷端补偿温度范围为-20～80℃，应用的环境温度范围比较宽，可以测量0～1 023．75℃的被测温度，基本符合工业温度测量的实际需要。当MAX6675的CS引脚从高电平变为低电平时，芯片将停止任何信号转换并在时钟SCK的作用下通过S0引脚向外输出已转化的数据，此数据是经过放大了的A／D转换后的数字量与冷端补偿之和；相反，当芯片的CS引脚从低电平变回高电平时，MAX-6675芯片将进行新的温度数字化工作。CS引脚从高电平变为低电平时，第1个字节D15出现在引脚SO上。该系列芯片的1个完整的数据读过程需要16个时钟周期，数据的读取通常在SCK的下降沿完成。需要指出的是，此芯片的A／D转换耗时在O．17～0．22 s之间，比一般的A／D转换芯片μs级的转换时间要长许多，相应的温度转换模块需要进行相应的优化设计，不能占用太多CPU资源。

MAlX6675采用标准的SPI串行外设总线与ARM7进行对接，因此该芯片只能作为从设备(即串行接口芯片)。SPI(SeriaI Peripheral Int-erface)总线系统是一种同步串行外设接口，是Motorola公司推出的总线标准，它可以使ARM7单片机与各种外围设备以串行方式进行通信。由于S3C44BOX单片机不具有SPI串行总线接口，在芯片对接时可以使用通用I／O口，用软件来模拟SPI操作，包括串行时钟、数据输入／输出。

4 GPRS无线数据传输模块

温度采集处理模块采集到的数据通过SPI总线传送到处理器，经过串口AT指令传输到GPRS模块，然后由GPRS模块通过GPRS网络和Internet网络将数据传送到远端接在互联网上的控制中心主机，在控制中心的网络上可以通过组态软件建立小型集散控制系统。至于组态软件的选择，可以根据需要选用商业组态软件，或者像笔者硕士毕业论文所做的小型集散控制系统控制软件。

有关利用AT命令操作GPRS模块在相关文献中已有描述，这里以华为GTM900A模块为例说明相关操作。表1描述了华为GPRS模块AT指令基本功能指令集，通过对这些指令的运用就可以进行GPRS模块的初始化、打开链路、发送数据、接收数据、关闭链路等一些常用的操作。

基于ARM系列的32位单片机RAM资源比较丰富，利用C、C++等高级语言就能够编写应用软件。在这里选用C语言开发GPRS模块功能程序。利用ARM7S3C4480X芯片上提供的16字节的FIFO串口，向串口传送AT命令对GPRS模块进行操作。下面是一段用C语言编写的打开TCP连接的模块程序：

作者：明五一 沈娣丽 刘武发   来源：单片机与嵌入式系统