單片機(jī)在水位遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用畢業(yè)論文

1、PAGE PAGE 45西安郵電學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題 目： 單片機(jī)在水位遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用院 （系）： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 職稱： 目錄：標(biāo)題3摘要，關(guān)鍵詞3引言3正文41) 水位的檢測(cè)及顯示系統(tǒng)42) 水位遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)硬件組成5 21 微控制器 6 22 GSM無(wú)線短信芯片8 2. 3 系統(tǒng)硬件接口連接 93) 水位數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)能浖?shí)現(xiàn)14 31 數(shù)據(jù)包格式 14 32 命令集 154) 系統(tǒng)應(yīng)用拓展17 51 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) 17 52 應(yīng)用拓展 185) 結(jié)束語(yǔ)20參考文獻(xiàn)20單片機(jī)在水位遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用周強(qiáng)南京信息工程大學(xué)通信工程專業(yè)，南京2100

2、44摘 要：本文介紹一種利用單片機(jī)及GSM無(wú)線收發(fā)模塊構(gòu)成的水位顯示及遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)易的水位檢測(cè)方法以測(cè)得水位的狀況，通過單片機(jī)顯示系統(tǒng)在水位現(xiàn)場(chǎng)以LED的方式顯示出來(lái)，并通過與之相連的GSM模塊將水位信息以一種無(wú)線的方式發(fā)送給遠(yuǎn)程終端，起到檢測(cè)的作用。另一方面，本文還介紹了此系統(tǒng)在現(xiàn)階段的防洪，汛期水位檢測(cè)中的運(yùn)用。其覆蓋范圍廣，成本低廉，實(shí)現(xiàn)方便的特點(diǎn)，完全可以替代現(xiàn)有廣域水位檢測(cè)以及警報(bào)系統(tǒng)，保證廣大人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)的安全。關(guān)鍵詞：GSM GSl00 AT89C2051 串口通信 遠(yuǎn)程檢測(cè) 如大家所知，供水系統(tǒng)中的水塔和高位水池等設(shè)備由于所處地勢(shì)高，人員上下極為不便

3、，有時(shí)水即將用完也不知道，造成需用水時(shí)卻無(wú)水可用的情況。此外，在向池中注入水的過程中，由于不知道水位的情況，也就無(wú)法控制注水量的多少，這會(huì)嚴(yán)重影響正常的工作效率。為此，需要對(duì)水位進(jìn)行自動(dòng)顯示、監(jiān)測(cè)和報(bào)警。傳統(tǒng)的水位檢測(cè)系統(tǒng)一般通過有線方式與監(jiān)控中心取得聯(lián)系，這種方式不但維護(hù)起來(lái)困難，需要專門人員進(jìn)行維護(hù)調(diào)控，而且在很大程度上限制了其在時(shí)空上的拓展性，而內(nèi)部架設(shè)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)成本又極高。采用GSM模塊與單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)則能利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍以及單片機(jī)的通用性，能有效節(jié)約成本。通過單片機(jī)的并行I0口可以很方便的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)水位的顯示功能?，F(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，具有網(wǎng)絡(luò)能力

4、強(qiáng)的特點(diǎn)，用戶無(wú)需另外組網(wǎng)，在極大提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的同時(shí)為客戶節(jié)省了昂貴的建網(wǎng)成本和維護(hù)費(fèi)用。當(dāng)采用GSM模塊時(shí)，相比碼分多址技術(shù)，目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通信體制是最成熟、最完善、應(yīng)用最廣的一種系統(tǒng)。我國(guó)目前已經(jīng)建成覆蓋全國(guó)的GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)，可以通過其實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程終端監(jiān)控和報(bào)警的功能。下圖為數(shù)傳電臺(tái)組網(wǎng)與GSM短信模塊組網(wǎng)的比較。在數(shù)據(jù)量較大、網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小于15KM、要求系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的應(yīng)用中使用數(shù)傳模塊組網(wǎng) 從經(jīng)濟(jì)性及實(shí)現(xiàn)的難易程度上看較有優(yōu)勢(shì)。在要求網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大于15KM以上、數(shù)據(jù)量很小的應(yīng)用中使用GSM短信模塊組網(wǎng) 從經(jīng)濟(jì)性及實(shí)現(xiàn)的難易程度上看較有優(yōu)勢(shì)。數(shù)傳電臺(tái)組網(wǎng)GSM短信

5、模塊組網(wǎng)比較組網(wǎng)形式自建網(wǎng)絡(luò)，一般采用一個(gè)中心站的大區(qū)制。一般受無(wú)線電管理及經(jīng)費(fèi)的限制，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小于30公里，在使用一個(gè)中心站的情況下，作用半徑內(nèi)有通信死角。使用GSM公眾網(wǎng)，蜂窩制式。在城市及人口有一定密集的區(qū)域，GSM網(wǎng)絡(luò)幾乎能全面覆蓋。網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域很少有死角。GSM模塊網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大組網(wǎng)費(fèi)用費(fèi)用主要包括主臺(tái)天線，饋線，天線支撐架。終端天線，饋線，天線支撐架。無(wú)組網(wǎng)費(fèi)用。GSM模塊無(wú)組網(wǎng)費(fèi)用組網(wǎng)難度有一定難度。使用公網(wǎng)。GSM模塊無(wú)需組網(wǎng)。終端費(fèi)用5W電臺(tái)相當(dāng)于GSM模塊價(jià)格。功率加大費(fèi)用增加。終端價(jià)格與網(wǎng)絡(luò)范圍無(wú)關(guān)，5W電臺(tái)相當(dāng)于GSM模塊價(jià)格。在網(wǎng)絡(luò)范圍大于10KM時(shí)，數(shù)傳電臺(tái)終端

6、價(jià)格大于GSM模塊價(jià)格。在1-2KM時(shí)數(shù)傳電臺(tái)終端價(jià)格小于GSM模塊。使用費(fèi)用每個(gè)分臺(tái)每年應(yīng)向當(dāng)?shù)責(zé)o線電關(guān)系部門交納頻率占用費(fèi)。費(fèi)用與通信數(shù)據(jù)量無(wú)關(guān)。每發(fā)送一次數(shù)據(jù)向GSM網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商交納短信費(fèi)。每次發(fā)送字節(jié)數(shù)不大于140字節(jié)。費(fèi)用與通信數(shù)據(jù)量相關(guān)。一般來(lái)說數(shù)傳電臺(tái)組網(wǎng)費(fèi)用較低。數(shù)據(jù)速率一般使用1200bit/s，9600bit/s受每次發(fā)送字節(jié)數(shù)不大于140字節(jié)及GSM網(wǎng)絡(luò)管理的限制，實(shí)際速率不會(huì)超過1200bit/s。數(shù)傳電臺(tái)速率較高。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間終端響應(yīng)時(shí)間小于200MS與GSM網(wǎng)絡(luò)及發(fā)送的時(shí)間有關(guān)，不可控。一般為若干秒。數(shù)傳電臺(tái)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間較快。1 水位的測(cè)試及顯示系統(tǒng) 一般的實(shí)際使用中

7、，水位的測(cè)試通常有兩種方法：超聲波水位探測(cè)儀和干簧管式水位顯示儀。這兩種方法雖然可行但不切實(shí)際，應(yīng)用起來(lái)成本過高，實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常復(fù)雜，同時(shí)也不易維護(hù)。本文結(jié)合了現(xiàn)階段通用的一些技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單易用，并且成本低廉的水位檢測(cè)系統(tǒng)。 該水位檢測(cè)部分由絕緣支架、電極、導(dǎo)管和浮球幾部分構(gòu)成，如圖1所示。浮子由1個(gè)直徑15 cm的不銹鋼球與1根長(zhǎng)105 cm、外徑15 mm的不銹鋼管焊接而成。導(dǎo)管是一根外徑20 mm、內(nèi)徑17 mm的PVC塑料管。支架由長(zhǎng)80 cm的電工導(dǎo)軌制作而成。其余部分安裝在1個(gè)長(zhǎng)25 cm、寬20 cm、厚5 cm的塑料盒內(nèi)。而水位檢測(cè)顯示系統(tǒng)則由水位測(cè)試系統(tǒng)、單片機(jī)的并行I0

8、口、電阻、電源以及LED發(fā)光二極管共同組成，如圖2所示。電極K1、K2和K3的另一端分別與單片機(jī)的并行IC口P11、P12和P13相連，而對(duì)應(yīng)的lO口則通過電阻串聯(lián)到LED上接電源的正極。當(dāng)水位達(dá)到水滿位置時(shí)，此時(shí)因?yàn)樗膶?dǎo)電作用，電極開關(guān)K1、K2和K3都導(dǎo)通，相應(yīng)Pl口接地置低，3個(gè)發(fā)光二極管都點(diǎn)亮；當(dāng)水位達(dá)到正常水位時(shí)，K2和K3導(dǎo)通，而K1斷開，相應(yīng)P12和P13置低，2個(gè)二極管點(diǎn)亮;當(dāng)水位達(dá)到缺水位置時(shí)，此時(shí)只有K3導(dǎo)通，對(duì)應(yīng)只有LED3被點(diǎn)亮。所以根據(jù)二極管燈點(diǎn)亮的個(gè)數(shù)的顯示，工作人員在現(xiàn)場(chǎng)給水池注水時(shí)，就能很清楚的知道現(xiàn)場(chǎng)水位的狀況，這樣就能夠正確的注水，而不會(huì)出現(xiàn)文章開頭出現(xiàn)的

9、狀況。如圖一：當(dāng)水位到達(dá)K1 時(shí)，水池中的已經(jīng)接近滿的狀態(tài)。此時(shí)，因水接觸K1 ，K2 ，K3 ，使之導(dǎo)通，于是K1 ，K2 ，K3 電極所連接的LED1，LED2，LED3，都被點(diǎn)亮，從而可以很直觀的報(bào)告水池中的水位已滿。如圖2。但這僅僅局限于工作人員在場(chǎng)的情況下可知。我們今天所要解決的是遠(yuǎn)程的水位監(jiān)控，所以接下來(lái)就要用到單片機(jī)，AT89C2051。2 水位遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)硬件組成 不過上面制作的系統(tǒng)，只有工作人員在水位顯示裝置前才能得知水位情況，依然需要專門人員定時(shí)進(jìn)行察看以及檢測(cè)，遇到工作人員不在的特殊情況，或系統(tǒng)異常時(shí)，此系統(tǒng)便無(wú)法應(yīng)對(duì)。所以下面，本文就要設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單，可以遠(yuǎn)程檢測(cè)并控制的

10、水位遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)。水位遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)際是一個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)的收發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是通過現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)的傳送，相比專用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，此系統(tǒng)架設(shè)以及維護(hù)成本都比較低廉，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也很方便。此系統(tǒng)主要由兩部分組成，即微控制器芯片89C2051和GSM無(wú)線短信芯片G100A。21 微控制器 微控制器采用Atrnel公司推出的一種小型單片機(jī)89C2051，95年出現(xiàn)在中國(guó)市場(chǎng)。其主要特點(diǎn)為采用Flash存貯器技術(shù)，降低了制造成本，其軟件、硬件與MCS-51完全兼容，可以很快被中國(guó)廣大用戶接受，其程序的電可擦寫特性，使得開發(fā)與試驗(yàn)比較容易。 其內(nèi)有2 KB的Flash程序存儲(chǔ)器和128 B的片內(nèi)RA

11、M。89C2051共20引腳，其中P1口8腳（圖1），可以作為一般的準(zhǔn)雙向端口，在引腳的驅(qū)動(dòng)能力上，具有很強(qiáng)的下拉能力。89C2051有很寬的工作電源電壓，可為2.76V,當(dāng)工作在3V時(shí)，電流相當(dāng)于6V工作時(shí)的1/4。89C2051工作于12Hz時(shí)，動(dòng)態(tài)電流為5.5mA，空閑態(tài)為1mA,掉電態(tài)僅為20nA。這樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統(tǒng)。我們這里使用的AT89C2051單片機(jī)，如上圖。其內(nèi)部電路圖如下圖：當(dāng)水池水位已滿時(shí)，P1.1 ，P1.2 ，P1.3 ，都高電平。在AT89C2051中，P1口是一組8位雙向I/O口，P1.2-P1.7提供內(nèi)部上拉電阻，P1.0和P1.1內(nèi)務(wù)上拉

12、電阻，主要是考慮它們分別是內(nèi)部精密比較器的同相輸入端（AIN0）和反相輸入端（AIN1），如果需要應(yīng)在外部接上拉電阻。P1 口輸出緩沖器和吸收20mA電流并可直接驅(qū)動(dòng)LED。當(dāng)P1 口引腳寫入“1”時(shí)可作輸入端，當(dāng)引腳P1.2-P1.7用作輸入并被外部拉低時(shí)，它們將因內(nèi)部的上拉電阻而輸出電流（L1L）。P1 口還在FLASH閃速編程及程序校驗(yàn)時(shí)接受代碼數(shù)據(jù)。RST口為復(fù)位輸入，RST引腳一旦變?yōu)閮蓚€(gè)極其周期以上的高電平，所有I/O口都將復(fù)位到“1”（高電平）狀態(tài)，當(dāng)振蕩器正在工作時(shí)，持續(xù)兩個(gè)極其周期以上的高電平便可完成復(fù)位，每個(gè)機(jī)器周期為12個(gè)振蕩時(shí)鐘周期。所以，此端口作用為工作過程中的復(fù)位。

13、4和5 是XTAL1引腳和XTAL2引腳。如圖：其中XTAL1引腳為振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2為振蕩器反相放大器的輸入端。圖3中時(shí)鐘振蕩器為內(nèi)部振蕩電路,采用的是石英晶體振蕩器組成時(shí)鐘振蕩器。C2，C3=30pf+-10pF。VCC輸入端接+5V電壓，GND接地。22 GSM無(wú)線短信芯片 GSM無(wú)線短信模塊G100A是由北京捷麥公司推出的，該模塊采用全SMT組裝，工藝先進(jìn)、可靠性高，工作電壓范圍為515 v。工業(yè)級(jí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，工作溫度范圍寬，可適合野外工作。全封閉鋁合金外殼，抗干擾能力強(qiáng)。其內(nèi)置的德國(guó)西門子公司GSM模塊Tc35使得模塊操作簡(jiǎn)單，無(wú)須學(xué)習(xí)復(fù)雜的GSM模

14、塊AT指令集。G100A的串口具有TTL、RS232和RS485半雙工三種形式，標(biāo)準(zhǔn)配置為RS232。G100A框圖23 系統(tǒng)硬件接口連接 整個(gè)水位遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)構(gòu)成，其中上位機(jī)主要是指移動(dòng)終端即手機(jī)，而下位機(jī)是由GSM無(wú)線收發(fā)模塊及與其相連的單片機(jī)構(gòu)成，其電路連接原理圖如圖3所示。下位機(jī)安裝在水池附近，而微控制器C2051與G100A之間是通過三線制串口（RS232）相連的，即TX、RX和GND三條線，圖3中以網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)相連。由于各自的工作電壓不太一樣，在這里采用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232以實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，它是Maxim 公司專門為與低壓微控制器芯片接口推出的，外圍電路簡(jiǎn)單，工作可

15、靠，用于把單片機(jī)串口的TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232電平。TTL電路是晶體管-晶體管邏輯電路的英文縮寫（Transistor Transistor Logic），是數(shù)字集成電路的一大門類。它采用雙極型工藝制造，具有高速度低功耗和品種多等特點(diǎn)。從六十年代開發(fā)成功第一代產(chǎn)品以來(lái)現(xiàn)有以下幾代產(chǎn)品。第一代TTL包括SN54/74系列，（其中54系列工作溫度為-55+125，74系列工作溫度為0+75)，低功耗系列簡(jiǎn)稱lttl，高速系列簡(jiǎn)稱HTTL。第二代TTL包括肖特基箝位系列（STTL)和低功耗肖特基系列（LSTTL）。第三代為采用等平面工藝制造的先進(jìn)的STTL(ASTTL)和先進(jìn)的低功耗STTL（AL

16、STTL）。由于LSTTL和ALSTTL的電路延時(shí)功耗積較小，STTL和ASTTL速度很快，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。下面為各類TTL門電路的基本性能：電路類型TTL數(shù)字集成電路約有400多個(gè)品種，大致可以分為以下幾類：門電路譯碼器/驅(qū)動(dòng)器觸發(fā)器計(jì)數(shù)器移位寄存器單穩(wěn)、雙穩(wěn)電路和多諧振蕩器加法器、乘法器奇偶校驗(yàn)器碼制轉(zhuǎn)換器線驅(qū)動(dòng)器/線接收器多路開關(guān)存儲(chǔ)器特性曲線電壓傳輸特性：TTL與非門電壓傳輸特性LSTTL與非門電壓傳輸特性瞬態(tài)特性由于寄生電容和晶體管載流子的存儲(chǔ)效應(yīng)的存在，輸入和輸出波形如右圖。存在四個(gè)時(shí)間常數(shù)td,tf,ts和tr。延遲時(shí)間td下降時(shí)間tf存儲(chǔ)時(shí)間ts上升時(shí)間tr基本單元“與非

17、門”常用電路形式四管單元 五管單元 六管單元主要封裝形式，雙列直插；扁平封裝。計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠(yuǎn)程 傳輸時(shí)，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。在串行通訊時(shí)，要求通訊雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同的設(shè)備可以方便地連接起來(lái)進(jìn)行通訊。RS -232-C接口（又稱EIARS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào) 制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備

18、（DCE）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交 換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25個(gè)腳的DB25連接器，對(duì)連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)內(nèi)容加以規(guī)定，還對(duì)各種信號(hào)的電平加以規(guī)定。 （1）接口的信號(hào)內(nèi)容實(shí)際上RS-232-C的25條引線中有許多是很少使用的，在計(jì)算機(jī)與終端通訊中一般只使用3-9條引線。RS-232-C最常用的9條引線的信號(hào)內(nèi)容見附表1所示 （2）接口的電氣特性在RS-232-C中任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即：邏輯“1”，-5-15V；邏輯“0”+5+15V。噪聲容限為2V。即要求接收器能識(shí)別低至+3V的信號(hào)作為邏輯“0”，高到-3V的信號(hào)作為邏輯“1”附表1（3）接口的物理結(jié)構(gòu)RS-232

19、-C接口連接器一般使用型號(hào)為DB-25的25芯插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端.一些設(shè)備與PC機(jī) 連接的RS-232-C接口,因?yàn)椴皇褂脤?duì)方的傳送控制信號(hào),只需三條接口線,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號(hào)地”。所以采用DB-9的9芯插頭 座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。 （4）傳輸電纜長(zhǎng)度由RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長(zhǎng)度應(yīng)為50英尺，其實(shí)這個(gè)4%的碼元畸變是很保守的，在 實(shí)際應(yīng)用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實(shí)際使用中最大距離會(huì)遠(yuǎn)超過50英尺，美國(guó)DEC公司曾規(guī)定允許碼元畸變?yōu)?10%而得出附表2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其中1號(hào)電纜為

20、屏蔽電纜，型號(hào)為DECP.NO.9107723內(nèi)有三對(duì)雙絞線，每對(duì)由22#AWG組成，其外覆 以屏蔽網(wǎng)。2號(hào)電纜為不帶屏蔽的電纜。型號(hào)為DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯電纜。附表2為DEC公司的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。附表2單片機(jī)的并行IO口，通過網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)P11、P12和P13分別與水位測(cè)試系統(tǒng)中的電極按鍵K1、K2和K3的一端相連。當(dāng)水位處在不同狀態(tài)時(shí)，由于按鍵K的作用使得對(duì)應(yīng)的P11、Pl2和P13電平的狀態(tài)也不一致。這樣就可以通過檢測(cè)P1口的狀態(tài)，將其狀態(tài)以短消息的形式由GSM短信模塊發(fā)送出去，手機(jī)終端收到短信后就可以判斷水位的狀態(tài)。這樣就完成了水位的遠(yuǎn)程檢測(cè)功能。實(shí)際使用過程

21、中，通過P1端口的電平狀態(tài)，如P1.1，P1.2，P1.3，都是高點(diǎn)平，AT89C2051通過三線制串口，RS232與G100A，GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊相連，即TX，RX，GND。由于工作電壓不同，需要用到MAX3232實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的電壓適用于G100A無(wú)線模塊。RS-232-C接口采用的是串行通訊方式。串行接口使用線路少，成本低，特別適用于遠(yuǎn)程傳輸。其中TXD為 DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）DCE（數(shù)據(jù)通信設(shè)備），發(fā)送串行數(shù)據(jù)；RXD為 DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）DCE（數(shù)據(jù)通信設(shè)備），接受串行數(shù)據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25個(gè)腳的DB25連接器，對(duì)連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)內(nèi)容加以規(guī)定，還對(duì)各種信號(hào)的電

22、平加以規(guī)定。但一些設(shè)備與PC機(jī) 連接的RS-232-C接口,因?yàn)椴皇褂脤?duì)方的傳送控制信號(hào),只需三條接口線,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號(hào)地”。按照?qǐng)D3所示，把線路接好后，當(dāng)水位滿，P1.1，P1.2，P1.3全部高點(diǎn)平，（TXD）P3.1輸出串行數(shù)據(jù)，（RXD）P3.0接受串行數(shù)據(jù)。接上MAX3232芯片，（TXD）P3.1接上T2IN，（RXD）P3.0接上R2OUT。通過MAX3232的電壓轉(zhuǎn)換。MAX3232中的T2OUT接上G100A的RXD1，向GSM模塊輸入串行信號(hào)。R2IN接上G100A的TXD1，接受GSM模塊傳回的串行信號(hào)。3 水位數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)能浖?shí)現(xiàn) 由于G100A

23、型GSM數(shù)傳模塊采用的是三線制串口即TX、RX和GND三條線，故它們之間的數(shù)據(jù)傳輸遵循串行數(shù)據(jù)的格式，其傳輸數(shù)據(jù)格式為：1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)停止位，且無(wú)校驗(yàn)(即5l系列單片機(jī)串行通信的方式1)。串口速率為固定的9600 bps。單片機(jī)將采集到的水位信息即P11、P12和P13的置零狀態(tài)通過串口傳送給GSM模塊，當(dāng)GSM模塊收到遠(yuǎn)程上位機(jī)發(fā)送過來(lái)的請(qǐng)求得到水位信息后，它就相應(yīng)的按照某種固定的數(shù)據(jù)格式將水位信息發(fā)送到終端上。 GSM數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的過程中沒有其他任何握手和數(shù)據(jù)流控制線，只需按照G100A型GSM數(shù)傳模塊所要求的數(shù)據(jù)傳送格式即可。 GSM短信模塊G100A是用GSM模塊的短信

24、息功能來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的，所以在使用它傳輸數(shù)據(jù)時(shí)要用到電話號(hào)碼。數(shù)據(jù)包中用6個(gè)8位二進(jìn)制字節(jié)表示電話號(hào)碼，每個(gè)字節(jié)中的高4位和低4位均用BCD碼表示l位十進(jìn)制的電話號(hào)碼，這樣每個(gè)字節(jié)可表示兩位電話號(hào)碼，所以6個(gè)字節(jié)總共可表示12位電話號(hào)碼。因?yàn)楝F(xiàn)行的電話號(hào)碼均為11位，而6字節(jié)能表示12位十進(jìn)制的BCD數(shù)，所以在傳輸數(shù)據(jù)表示電話號(hào)碼時(shí)要在電話號(hào)碼的前面補(bǔ)0以湊足12位。假設(shè)電話號(hào)碼轉(zhuǎn)換成6字節(jié)BCD碼后變?yōu)?1H 35H 84H 00H 24H 62H。31 數(shù)據(jù)包格式無(wú)論是數(shù)據(jù)還是命令都用下面的格式來(lái)表示：D7H控制字節(jié)信息不管是命令還是數(shù)據(jù)，都有一個(gè)包頭D7H，接著就是

25、一個(gè)控制字節(jié)。本模塊規(guī)定：當(dāng)控制字節(jié)大于147時(shí)，數(shù)據(jù)包為命令，否則就為數(shù)據(jù)。比如命令D7H FFH參數(shù)，D7H為包頭，F(xiàn)FH為控制字節(jié)，因FFH147，故參數(shù)為命令字節(jié)。模塊就是靠數(shù)據(jù)包的第二個(gè)字節(jié)來(lái)識(shí)別發(fā)給它的信息是命令信息還是數(shù)據(jù)信息的。如下圖所示。字節(jié)位置第一字節(jié)第二字節(jié)第三字節(jié)-第八字節(jié)第九字節(jié)以后字段名稱字頭控制碼地址數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)D7H發(fā)送數(shù)據(jù)140目的電話號(hào)碼短信內(nèi)容接受數(shù)據(jù)時(shí)D7H接受數(shù)據(jù)140發(fā)送用戶數(shù)據(jù)的格式 根據(jù)數(shù)據(jù)包格式，發(fā)送用戶數(shù)據(jù)格式如下：D7控制字節(jié)=UDLSTAUD其中，UDL表示要發(fā)送的除包頭D7H以外總的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，包括STA、UD和它本身的字節(jié)長(zhǎng)度。STA

26、和UDL的字節(jié)長(zhǎng)度一般是固定的，為l+6=7字節(jié)。STA為接收方的電話號(hào)碼，即目的地址，號(hào)碼需要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。UD表示要發(fā)送的有效數(shù)據(jù)，其總長(zhǎng)度不大于140字節(jié)，因?yàn)槎绦畔⒌臄?shù)據(jù)長(zhǎng)度不能超過140字節(jié)。 假設(shè)要發(fā)送OOH、11H、22H、331H、44H和55H，共6個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，接收方的電話號(hào)碼(目的地址)UDL=ODH(13個(gè)字節(jié))，STA：01H 35H 84H 00H 24H 62H，UD=OOH 1lH 22H 33H 44H 55H,發(fā)送格式如下：D7H0DH01H35H84H00H24H62H00H11H22H33H44H55H接收用戶數(shù)據(jù)的格式 接收用戶

27、數(shù)據(jù)格式如下：D7控制字節(jié)=UDLSOAUD與發(fā)送用戶數(shù)據(jù)格式不同的是SOA，它是發(fā)送方的電話號(hào)碼，即源地址。 假設(shè)收到上面發(fā)送來(lái)的OOH、11H、22H、33H、44H和55H,共6字節(jié)數(shù)據(jù)，發(fā)送方的電話號(hào)碼(源地址)UDL=0DH(13個(gè)字節(jié))，SOA=O1H 39H 20H 85H 57H 95H，UD=OOH 11H 22FI 33H 44H 55H,接收到的數(shù)據(jù)格式如下：D7H0DH01H39H20H85H57H95H00H11H22H33H44H55H32 命令集 GIOOA型GSM數(shù)傳模塊含有豐富的命令，通過對(duì)不同命令的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的正確收發(fā)過程，其命

28、令集如表1所列。格式方向功能D7H FDH模塊-上位機(jī)模塊已工作。上電初始化完成后即返回此代碼D7H FEH上位機(jī)-模塊詢問模塊是否工作。初始化完成后任何時(shí)候用此命令詢問模塊，只要模塊工作正常，會(huì)立即返回D7H FDH，否則不返回任何命令碼D7H FAH模塊-上位機(jī)數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送成功。由于網(wǎng)絡(luò)原因原因，發(fā)送相同的數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間也是不相同，所以發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，要等到數(shù)據(jù)發(fā)送的回應(yīng)代碼（D7H FAH或D7H FCH）后再發(fā)送下一次數(shù)據(jù)D7H FCH模塊-上位機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，需要重新發(fā)送D7H ECH上位機(jī)-模塊詢問模塊的軟件版本D7H ECH模塊-上位機(jī)回答軟件版本。后跟八個(gè)字節(jié)的版本信息（ASCI

29、I碼）D7H FBH模塊-上位機(jī)模塊忙D7H FFH模塊-上位機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)際長(zhǎng)度與長(zhǎng)度字節(jié)不符。如果數(shù)據(jù)實(shí)際長(zhǎng)度小于長(zhǎng)度字節(jié)所給的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，則模塊會(huì)用此次數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)來(lái)彌補(bǔ)長(zhǎng)度，繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)的實(shí)際長(zhǎng)度大于長(zhǎng)度字節(jié)所給的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，模塊會(huì)將多出的字節(jié)丟掉，并返回表示模塊忙的命令碼（D7H FBH）D7H FBH上位機(jī)-模塊系統(tǒng)復(fù)用實(shí)際使用過程忠，首先上電后模塊內(nèi)的單片機(jī)對(duì)GSM信道單元進(jìn)行初始化。初始化后的GSM信道單元向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行登記并保持網(wǎng)絡(luò)連接。 發(fā)送短信時(shí)：上位機(jī)將要發(fā)送的短信通過串口接口按G100短信格式送接口電平轉(zhuǎn)換電路。接口電平轉(zhuǎn)換電路將上位機(jī)不同電平的信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL電平

30、的串口 信號(hào)送模塊內(nèi)的單片機(jī)MCU，單片機(jī)MCU將要發(fā)送的短信轉(zhuǎn)換成AT命令的格式送GSM信道單元,GSM信道單元將短信發(fā)給GSM網(wǎng)絡(luò)。接收短信時(shí):GSM信道單元將接收到的短信以AT命令的格式送給單片機(jī),單片機(jī)將短信以G100短信格式 通過接口電平轉(zhuǎn)換電路送給上位機(jī)。水位滿時(shí)，其格式無(wú)論是數(shù)據(jù)還是命令都是D7H；傳到我手機(jī)上，因我的手機(jī)號(hào)碼即目的地址，號(hào)碼需要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換為12位十進(jìn)制的BCD數(shù)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)為01H 35H 84H 00H 24H 62H。當(dāng)水位滿，P1.1，P1.2，P1.3全部輸入高電平1 。則單片機(jī)輸出RS-232串行格式信號(hào)，由MAX3232

31、轉(zhuǎn)換為TTL電平串口信號(hào)，送到G100A無(wú)線模塊中的單片機(jī)MCU中，單片機(jī)MCU將要發(fā)送的短信轉(zhuǎn)換成AT命令的格式送GSM信道單元,轉(zhuǎn)換后的BCD數(shù)為OOH 1lH 22H 33H 44H 55H。GSM信道單元將短信發(fā)給GSM網(wǎng)絡(luò)。手機(jī)上收到信息后，就以可以得知水位已滿的信息。4 系統(tǒng)應(yīng)用拓展41 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)該系統(tǒng)的種種特點(diǎn)完全可以擴(kuò)展到其他的領(lǐng)域使用，如長(zhǎng)江水位的防汛工作。如果用戶想要了解長(zhǎng)江的水位情況，只需要發(fā)送一個(gè)短信，就可以及時(shí)的了解水位狀況，而不需要親臨現(xiàn)場(chǎng)。相比其他遠(yuǎn)程水位檢測(cè)系統(tǒng)，采用GSM短信模塊組網(wǎng)的檢測(cè)系統(tǒng)擁有以下優(yōu)點(diǎn)。節(jié)約成本目前應(yīng)用的水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)一般都需要組建專門的

32、通信網(wǎng)絡(luò)，覆蓋范圍大的可能還要加多級(jí)中繼，建設(shè)成本和建設(shè)周期相當(dāng)大。而如果應(yīng)用短消息業(yè)務(wù)來(lái)傳輸水情數(shù)據(jù)，只需要一個(gè)GSM的終端模塊就可以了，數(shù)據(jù)的傳輸和傳輸質(zhì)量全由GSM網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來(lái)保證，可以節(jié)約建設(shè)成本和建設(shè)周期。短消息業(yè)務(wù)傳輸水情數(shù)據(jù)，由于電信部門的網(wǎng)絡(luò)相對(duì)水情系統(tǒng)是透明的，所以水情系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就變得簡(jiǎn)單，這樣就便于自動(dòng)測(cè)報(bào)網(wǎng)絡(luò)投入使用后的維護(hù)和維修工作，節(jié)約維護(hù)和維修成本以及網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)成本。通信費(fèi)用低廉。雖然利用短消息業(yè)務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸需要通信費(fèi)用的缺點(diǎn)，但相對(duì)來(lái)說，它的通信費(fèi)用是相當(dāng)?shù)土?。綜合考慮整個(gè)工程的投入，那么用短消息業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綄⒛軓墓こ痰慕ㄔO(shè)、

33、維護(hù)、維修等各個(gè)方面節(jié)約下很多成本。提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性、可靠性對(duì)于水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中的自動(dòng)化通信設(shè)備來(lái)說，由于其所處的地理環(huán)境，防雷一直是一個(gè)十分頭痛的問題，即使增加了許多防雷設(shè)備和器件，這些設(shè)備還是經(jīng)常遭雷擊。使用GSM通信網(wǎng)絡(luò)及短消息業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)水情自動(dòng)化測(cè)報(bào)省去了一些常用的通信設(shè)備，所以防雷問題也就不會(huì)那么突出。由于傳輸短消息的GSM通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國(guó)，這可以使得水情自動(dòng)測(cè)報(bào)的范圍也很大，遙測(cè)站的數(shù)目可任意擴(kuò)充。對(duì)于一些覆蓋地域比較廣的水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)來(lái)說，用短消息業(yè)務(wù)來(lái)傳輸水情數(shù)據(jù)就有更大的優(yōu)勢(shì)。采用短消息傳輸后，通信信道的信噪比、誤碼率等通信的性能指標(biāo)都可以由GSM網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)和通

34、信協(xié)議得到保證，可以免去很多數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)校驗(yàn)、檢錯(cuò)、糾錯(cuò)工作，數(shù)據(jù)通信的可靠性可以得到提高。42 應(yīng)用拓展除了應(yīng)用于固定遙測(cè)站的水文信息傳輸外，短消息業(yè)務(wù)作為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的通信業(yè)務(wù)之一，更能應(yīng)用于迅測(cè)等流動(dòng)水文遙測(cè)站的水文信息傳輸，而這一切的實(shí)現(xiàn)不需要增加任何通信設(shè)備。目前幾種通信方式的比較我國(guó)目前水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的通信方式主要有短波通信、衛(wèi)星通信和超短波通信。短波通信的傳播距離較遠(yuǎn)，受地形限制較少，但受電離層的影響，通信質(zhì)量差和信道穩(wěn)定性差，而且受氣候的影響大，在實(shí)際應(yīng)用中很少采用。衛(wèi)星通信的傳輸質(zhì)量好，傳輸距離不受限制，覆蓋面積大，受地形、氣候的影響小，組網(wǎng)靈活，但衛(wèi)星終端設(shè)備成本

35、較高。另外，雖然系統(tǒng)采取按時(shí)收費(fèi)，還依然有較高的使用成本，實(shí)際應(yīng)用也不是很廣泛。超短波通信的信號(hào)傳輸比較穩(wěn)定，質(zhì)量較好，又具有一定的繞射能力，是我國(guó)目前水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中應(yīng)用最多、技術(shù)上也較成熟的通信方式，但傳播距離較近，且受地形限制，在山地通信時(shí)需設(shè)置中繼站。GSM通信與GSM短消息業(yè)務(wù)GSM（Global Systemfor Mobile Communication）系統(tǒng)是目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通信體制中最成熟、最完善、應(yīng)用最廣的一種系統(tǒng)。我國(guó)目前已經(jīng)建成覆蓋全國(guó)的GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)，提供多種業(yè)務(wù)，主要包括：話音業(yè)務(wù)、短信業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。比較這三種業(yè)務(wù)可知，短消息業(yè)務(wù)（SMS）更

36、適合于水情數(shù)據(jù)的傳輸。雖然短消息業(yè)務(wù)一次最多只能傳輸140個(gè)字符信息，但用于水情數(shù)據(jù)的傳輸已經(jīng)完全可以滿足要求。GSM短消息業(yè)務(wù)分為2種：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息和短消息小區(qū)廣播業(yè)務(wù)。目前短消息小區(qū)廣播業(yè)務(wù)還沒有完全開放。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)能夠使GSM網(wǎng)絡(luò)的用戶可以接收或發(fā)送有限長(zhǎng)度（不超過140個(gè)字節(jié)）的數(shù)字或文字信息，短消息的收發(fā)不影響通話。GSM的短消息業(yè)務(wù)利用信令信道傳輸，是GSM通信網(wǎng)絡(luò)特有的，它不用撥號(hào)建立連接，直接把要發(fā)的信息加上目的地址發(fā)送到短消息服務(wù)中心，由短消息服務(wù)中心再發(fā)送給最終的信宿。并且，如果傳送失敗，被叫方?jīng)]有回答確切消息，網(wǎng)絡(luò)會(huì)保留所傳消息，當(dāng)發(fā)現(xiàn)被叫方能被叫通時(shí)消息能被重發(fā)，

37、以確保被叫方準(zhǔn)確接收。不僅在水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中，在其它任何領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)通信中，采用簡(jiǎn)潔、高效、合理的通信方式一直是追逐的焦點(diǎn)。而利用現(xiàn)有的已建成的公共通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)快速、可靠的組建各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也是各個(gè)領(lǐng)域通信方式發(fā)展的方向，水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)也不例外。這樣可以省去組建專用網(wǎng)絡(luò)的巨大投入，只需要接入網(wǎng)絡(luò)的終端模塊就可以了。隨著GSM通訊協(xié)議的專用模塊的推出，使得GSM的各項(xiàng)業(yè)務(wù)的應(yīng)用范圍已不僅僅應(yīng)用于手機(jī)通信領(lǐng)域，也應(yīng)用于其它領(lǐng)域的通信需求，而這些模塊都有易于開發(fā)的通訊接口和協(xié)議，這為短消息業(yè)務(wù)應(yīng)用于水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)的開發(fā)工作創(chuàng)造了很好的條件。對(duì)于水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)來(lái)說，GSM系統(tǒng)通信是最值得利用的?；贕S

38、M的水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)水情遙測(cè)自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)由多個(gè)遙測(cè)站和一個(gè)中心站組成。水情遙測(cè)系統(tǒng)中分部在各處的遙測(cè)站通過GSM網(wǎng)絡(luò)與中心站進(jìn)行短消息傳輸，把遙測(cè)站測(cè)的水位、雨量等數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼荆儆芍行恼具M(jìn)行相關(guān)的處理。（）遙測(cè)站遙測(cè)站的組成框圖如圖1所示，主要由傳感器（雨量計(jì)、水位計(jì)）、遙測(cè)數(shù)傳儀、電源組成。由數(shù)傳儀控制采集雨量、水位等水文信息，通過GSM模塊向中心站發(fā)送包含這些水文信息的短消息。（） 中心站中心站組成框圖如圖2所示，由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制GSM模塊接收各處遙測(cè)站的水文數(shù)據(jù)，再由中心站的其他設(shè)備或軟件進(jìn)行處理。在數(shù)據(jù)服務(wù)器上采用Windows NT為服務(wù)器操作系統(tǒng)，以SQL Server為

39、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的軟件設(shè)計(jì)采用Visual Basic和Visual C混合編程的方法。全中文的操作界面使得操作直觀、方便、靈活。遙測(cè)站與中心站之間是通過GSM通信系統(tǒng)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。由于GSM系統(tǒng)集中了現(xiàn)代信源編碼技術(shù)、信道編碼、交織、均衡技術(shù)、數(shù)字調(diào)制技術(shù)、話音編碼技術(shù)以及慢調(diào)頻技術(shù)，同時(shí)在系統(tǒng)中引入了大量計(jì)算機(jī)控制和管理，因而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性、安全性和可靠性。結(jié)束語(yǔ)本簡(jiǎn)易水位測(cè)試系統(tǒng)實(shí)用方便，系統(tǒng)通過水位的變化來(lái)控制與單片機(jī)I0口相連的LED變化，這種顯示效果可以很好的控制水位。在遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)中，通過采用單片機(jī)的串口可以實(shí)時(shí)的將水位信息傳送給(GSM模塊。在無(wú)請(qǐng)求時(shí)，其

40、水位信息暫存在單片機(jī)中，且不斷的更新水位信息。當(dāng)用戶需要時(shí)，會(huì)根據(jù)用戶的需要自動(dòng)的通過串口將最新的水位信息送給GSM模塊。由于GSM短信模塊采用G100A，使得無(wú)線數(shù)據(jù)的傳送變得極為容易，用戶操作起來(lái)也非常方便。并且在其拓展應(yīng)用方面，以GSM通信系統(tǒng)的短消息傳輸遙測(cè)站與中心站之間的水文測(cè)量數(shù)據(jù)，無(wú)論在系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性、可靠性，還是在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本上都比現(xiàn)有的水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的通信系統(tǒng)具有很大的優(yōu)勢(shì)，因而具有很廣泛的應(yīng)用價(jià)值。除此以外，在汛期期間，中心站還可以以手機(jī)短信形式向行政首長(zhǎng)發(fā)布重點(diǎn)水庫(kù)、重要水文站每日8時(shí)水情與重大天氣形勢(shì)信息，為有關(guān)各級(jí)防汛決策和指導(dǎo)抗洪搶險(xiǎn)提供可靠的依據(jù)。遇重大天

41、氣形勢(shì)變化，手機(jī)短信發(fā)至沿各縣、鄉(xiāng)級(jí)政府主要負(fù)責(zé)人，采取一些措施，做好防洪的準(zhǔn)備，可以避免災(zāi)情所造成的損失。參考文獻(xiàn)：李文仲 段朝玉 短距離無(wú)線數(shù)據(jù)通信入門與實(shí)戰(zhàn) 北京航天航空大學(xué)出版社 200612吳時(shí)霖 等譯 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò) 機(jī)械工業(yè)出版社，2001舒華英 胡一聞，等 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用 人民郵電出版社，2001姚永熙 水文儀器與水利水文自動(dòng)化 河海大學(xué)出版社，2000曾義芳 DSP基礎(chǔ)知識(shí)及系列芯片 北京航天航空大學(xué)出版社 200611黃智偉 單片無(wú)線數(shù)據(jù)通信IC原理與應(yīng)用 北京航天航空大學(xué)出版社 200411AT89C2051 and GSM communications netw

42、ork in the level of long-range detection systemAbstract: This paper presents a wireless transceiver module GSM MCU and the long-range detection system and water show. In the system, the water level in the design of a simple detection method to the situation of the water level measured, SCM through t

43、he LED display system to be shown at the site level, and the water level information will be passed attendant to the GSM wireless transmission to the remote terminal, playing the role of testing. The other hand, the paper also introduced this system at this stage of flood control, flood season water

44、 level detection is used. Its extensive coverage, low cost and convenience features, we can replace the existing wide-area water level detection and alarm systems, ensure that the broad masses of the peoples lives and property safety.Keywords: remote serial communication GSM GSl00 detection AT89C205

45、1附錄資料：不需要的可以自行刪除 C語(yǔ)言圖形模式速成第一節(jié) 圖形模式的初始化Turbo C 提供了非常豐富的圖形函數(shù)，所有圖形函數(shù)的原型均在graphics. h 中，本節(jié)主要介紹圖形模式的初始化、獨(dú)立圖形程序的建立、基本圖形功能、圖形窗口以及圖形模式下的文本輸出等函數(shù)。另外，使用圖形函數(shù)時(shí)要確保有顯示器圖形驅(qū)動(dòng)程序*.BGI，同時(shí)將集成開發(fā)環(huán)境options/Linker中的Graphics lib選為on，只有這樣才能保證正確使用圖形函數(shù)。 不同的顯示器適配器有不同的圖形分辨率。即是同一顯示器適配器，在不同模式下也有不同分辨率。因此，在屏幕作圖之前，必須根據(jù)顯示器適配器種類將顯示器設(shè)置成為

46、某種圖形模式，在未設(shè)置圖形模式之前，微機(jī)系統(tǒng)默認(rèn)屏幕為文本模式(80列，25行字符模式)，此時(shí)所有圖形函數(shù)均不能工作。設(shè)置屏幕為圖形模式，可用下列圖形初始化函數(shù)：void far initgraph(int far *gdriver, int far *gmode,char *path);其中g(shù)driver和gmode分別表示圖形驅(qū)動(dòng)器和模式，path是指圖形驅(qū)動(dòng)程序所在的目錄路徑。有關(guān)圖形驅(qū)動(dòng)器、圖形模式的符號(hào)常數(shù)及對(duì)應(yīng)的分辨率見graphics. h。圖形驅(qū)動(dòng)程序由Turbo C出版商提供，文件擴(kuò)展名為.BGI。 根據(jù)不同的圖形適配器有不同的圖形驅(qū)動(dòng)程序。例如對(duì)于EGA、 VGA 圖形適配

47、器就調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序EGAVGA.BGI。#include stdio.h#include graphics.hint main()int gdriver, gmode;gdriver=VGA;gmode=VGAHI;initgraph(&gdriver, &gmode, C:TC2.0BGI);bar3d(100, 100, 300, 250, 50, 1); /*畫一長(zhǎng)方體*/getch();closegraph();return 0;有時(shí)編程者并不知道所用的圖形顯示器適配器種類，或者需要將編寫的程序用于不同圖形驅(qū)動(dòng)器，Turbo C 提供了一個(gè)自動(dòng)檢測(cè)顯示器硬件的函數(shù)，其調(diào)用格式為：void

48、 far detectgraph(int *gdriver, *gmode);其中g(shù)driver和gmode的意義與上面相同。 自動(dòng)進(jìn)行硬件測(cè)試后進(jìn)行圖形初始化：#include stdio.h#include graphics.hint main()int gdriver, gmode;detectgraph(&gdriver, &gmode); /*自動(dòng)測(cè)試硬件*/printf(the graphics driver is %d, mode is %dn,gdriver,gmode); /*輸出測(cè)試結(jié)果*/getch();initgraph(&gdriver, &gmode, C:TC2.

49、0BGI);/* 根據(jù)測(cè)試結(jié)果初始化圖形*/bar3d(100, 100, 300, 250, 50, 1); /*畫一長(zhǎng)方體*/getch();closegraph();return 0;上例程序中先對(duì)圖形顯示器自動(dòng)檢測(cè)，然后再用圖形初始化函數(shù)進(jìn)行初始化設(shè)置，但Turbo C提供了一種更簡(jiǎn)單的方法， 即用gdriver=DETECT 語(yǔ)句后再跟initgraph()函數(shù)就行了。采用這種方法后，上例可改為：#include stdio.h#include graphics.hint main()int gdriver=DETECT, gmode;initgraph(&gdriver, &gmo

50、de, C:TC2.0BGI);bar3d(50, 50, 150, 30, 50, 1);getch();closegraph();return 0;另外，Turbo C 提供了退出圖形狀態(tài)的函數(shù)closegraph()，其調(diào)用格式為：void far closegraph(void);第二節(jié) 屏幕顏色的設(shè)置和清屏函數(shù)對(duì)于圖形模式的屏幕顏色設(shè)置，同樣分為背景色的設(shè)置和前景色的設(shè)置。在Turbo C中分別用下面兩個(gè)函數(shù)： 設(shè)置背景色: void far setbkcolor(int color);設(shè)置作圖色: void far setcolor(int color);其中color 為圖形方式

51、下顏色的規(guī)定數(shù)值，對(duì)EGA，VGA顯示器適配器，有關(guān)顏色的符號(hào)常數(shù)及數(shù)值見graphics.h。清除圖形屏幕內(nèi)容但不清除圖形背景使用清屏函數(shù)，其調(diào)用格式如下： voide far cleardevice(void);#include stdio.h#include graphics.hint main()int gdriver, gmode, i,aa;gdriver=DETECT;initgraph(&gdriver, &gmode, C:TC2.0BGI); /*圖形初始化*/setbkcolor(0); /*設(shè)置圖形背景*/cleardevice();for(i=0; i=15; i+)

52、setcolor(i); /*設(shè)置不同作圖色*/circle(320, 240, 20+i*10); /*畫半徑不同的圓*/getch();for(i=0; i=15; i+)setbkcolor(i); /*設(shè)置不同背景色*/cleardevice();circle(320, 240, 20+i*10);getch();aa=getmaxcolor();printf(maxcolor=%d,aa);getch();closegraph();return 0;另外，TURBO C也提供了幾個(gè)獲得現(xiàn)行顏色設(shè)置情況的函數(shù)。 int far getbkcolor(void); 返回現(xiàn)行背景顏色值。i

53、nt far getcolor(void); 返回現(xiàn)行作圖顏色值。int far getmaxcolor(void); 返回最高可用的顏色值。第三節(jié) 基本畫圖函數(shù)基本圖形函數(shù)包括畫點(diǎn)，線以及其它一些基本圖形的函數(shù)。本節(jié)對(duì)這些函數(shù)作一全面的介紹。 、畫點(diǎn). 畫點(diǎn)函數(shù) void far putpixel(int x, int y, int color); 該函數(shù)表示有指定的象元畫一個(gè)按color 所確定顏色的點(diǎn)。對(duì)于顏色color的值可從表3中獲得而對(duì)x, y是指圖形象元的坐標(biāo)。在圖形模式下，是按象元來(lái)定義坐標(biāo)的。對(duì)VGA適配器，它的最高分辨率為640 x480，其中640為整個(gè)屏幕從左到右所有象

54、元的個(gè)數(shù)，480為整個(gè)屏幕從上到下所有象元的個(gè)數(shù)。屏幕的左上角坐標(biāo)為(0,0)，右下角坐標(biāo)為(639, 479)，水平方向從左到右為x 軸正向，垂直方向從上到下為y軸正向。TURBO C的圖形函數(shù)都是相對(duì)于圖形屏幕坐標(biāo)，即象元來(lái)說的。關(guān)于點(diǎn)的另外一個(gè)函數(shù)是： int far getpixel(int x, int y); 它獲得當(dāng)前點(diǎn)(x, y)的顏色值。 II、有關(guān)坐標(biāo)位置的函數(shù) int far getmaxx(void);返回x軸的最大值。int far getmaxy(void);返回y軸的最大值。int far getx(void); 返回游標(biāo)在x軸的位置。void far gety(

55、void); 返回游標(biāo)有y軸的位置。void far moveto(int x, int y); 移動(dòng)游標(biāo)到(x, y)點(diǎn)，不是畫點(diǎn)，在移動(dòng)過程中亦畫點(diǎn)。void far moverel(int dx, int dy); 移動(dòng)游標(biāo)從現(xiàn)行位置(x, y)移動(dòng)到(x+dx, y+dy)的位置，移動(dòng)過程中不畫點(diǎn)。、畫線I. 畫線函數(shù)TURBO C提供了一系列畫線函數(shù)： void far line(int x0, int y0, int x1, int y1); 畫一條從點(diǎn)(x0, y0)到(x1, y1)的直線。void far lineto(int x, int y); 畫一作從現(xiàn)行游標(biāo)到點(diǎn)(x,

56、 y)的直線。void far linerel(int dx, int dy); 畫一條從現(xiàn)行游標(biāo)(x，y)到按相對(duì)增量確定的點(diǎn)(x+dx, y+dy)的直線。void far circle(int x, int y, int radius); 以(x, y)為圓心，radius為半徑，畫一個(gè)圓。void far arc(int x, int y, int stangle, int endangle,int radius); 以(x,y)為圓心，radius為半徑，從stangle開始到endangle結(jié)束(用度表示)畫一段圓弧線。在TURBO C中規(guī)定x軸正向?yàn)? 度，逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)一周，

57、依次為90,180, 270和360度(其它有關(guān)函數(shù)也按此規(guī)定，不再重述)。 void ellipse(int x, int y, int stangle, int endangle,int xradius,int yradius);以(x, y)為中心，xradius，yradius為x軸和y軸半徑，從角stangle 開始到endangle結(jié)束畫一段橢圓線，當(dāng)stangle=0，endangle=360時(shí)， 畫出一個(gè)完整的橢圓。void far rectangle(int x1, int y1, int x2, inty2); 以(x1, y1)為左上角，(x2, y2)為右下角畫一個(gè)矩形

58、框。 void far drawpoly(int numpoints, int far *polypoints); 畫一個(gè)頂點(diǎn)數(shù)為numpoints,各頂點(diǎn)坐標(biāo)由polypoints給出的多邊形。polypoints整型數(shù)組必須至少有2 倍頂點(diǎn)數(shù)個(gè)無(wú)素。每一個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)都定義為x,y，并且x在前。值得注意的是當(dāng)畫一個(gè)封閉的多邊形時(shí)，numpoints 的值取實(shí)際多邊形的頂點(diǎn)數(shù)加一，并且數(shù)組polypoints中第一個(gè)和最后一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)相同。下面舉一個(gè)用drawpoly()函數(shù)畫箭頭的例子。#include stdio.h#include graphics.hint main()int gdri

59、ver, gmode, i;int arw16=200,102,300,102,300,107,330,100,300,93,300,98,200,98,200,102;gdriver=DETECT;initgraph(&gdriver, &gmode, C:TC2.0BGI);setbkcolor(BLUE);cleardevice();setcolor(12); /*設(shè)置作圖顏色*/drawpoly(8, arw); /*畫一箭頭*/getch();closegraph();return 0;II、設(shè)定線型函數(shù)在沒有對(duì)線的特性進(jìn)行設(shè)定之前，TURBO C 用其默認(rèn)值，即一點(diǎn)寬的實(shí)線，但TU

60、RBO C 也提供了可以改變線型的函數(shù)。線型包括：寬度和形狀。其中寬度只有兩種選擇：一點(diǎn)寬和三點(diǎn)寬。而線的形狀則有五種。下面介紹有關(guān)線型的設(shè)置函數(shù)。void far setlinestyle(int linestyle,unsigned upattern,int thickness);該函數(shù)用來(lái)設(shè)置線的有關(guān)信息，其中l(wèi)inestyle是線形狀的規(guī)定，見graphics.h。對(duì)于upattern，只有l(wèi)inestyle選USERBIT_LINE 時(shí)才有意義 (選其它線型，uppattern取0即可)。此時(shí)uppattern的16位二進(jìn)制數(shù)的每一位代表一個(gè)象元，如果那位為1，則該象元打開，否則該象