基于DS18B20和MG323室温采集系统的研究

徐涛++刘军

摘 要：为了实现对室内温度的实时远程监控，设计了一种基于DS18B20温度采集和MG323的GPRS网络室内温度远程监控系统。该系统采用DS18B20和MSP430f149单片机进行数据采集，结合GPRS无线传输、服务器和上位机构建了一种基于GPRS的远程室温监控方案。

关键词：GPRS；DS18B20；室温采集系统；MSP430f1149

中图分类号：TU995 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.076

随着我国的快速发展，能源矛盾日益突出，已经成为经济和社会发展的重要制约因素之一。我国不仅处于能源紧张的情况，且能源利用率低、浪费大、污染重。尤其是在北方城市，冬季供热对煤炭等不可再生资源的消耗大，因此，无线室温采集系统应运而生。本系统主要用在集中供暖、集中供冷、小区仓储灯领域，可对室温进行实时监测，生成合理曲线，从而调节热源运行，为制订合理的自动化运行方案提供重要数据。此外，本系统可根据客户需要将温度数据在固定时间发送到Web服务器上，通过IE浏览器即可查看温度的实际值和温度变化曲线，从而了解现场的温度情况。

1 系统硬件设计

本系统采用TI公司的16位超低功耗微控制器MSP430f149单片机进行温度采集和GPRS传输，主要模块设计结构如下。

1.1 温度传感器

温度传感器为DS18B20，具有体积小、硬件成本低、抗干扰能力强和精度高的特点。DS18B20只需要连接到msp430的I/O口上即可运行，由于其单总线为开漏，所以，需要外接1个200k的上拉电阻，如图1所示。

1.2 GPRS

GPRS是本系统的核心传输部件，采用华为公司的MG323模块，其属于50PIN的B2B模块，支持GSM4频（GSM850、GSM900、DS1800、PCS1900）。此外，提供了2个UART接口，可以支持短消息、管理电话本、接受数据业务、嵌入式TCP/UDP等功能。本系统中主要使用TCP/IP功能，以配合模块支持AT命令。MSP430与GPRS模块之间通过RS232串行口连接，并发动AT指令，可将采集到的温度数据发送到上位机软件，从而实现远程温度监控。

1.3 电源

如果单片机是整个系统的大脑，则电源是系统的动力之源——心脏。本套无线室温监测系统硬件采用锂电池供电，无须外接电源。为了保证MSP430的运转稳定、GPRS上传数据准确，单片机采用可单独供电的AS1360，GPRS采用可控制的ACT4060供电，可达到降低功耗的目的。工作电流为80～100 mA，待机电流为40 mA左右。

2 系统软件设计

2.1 GPRS无线传输网络

GPRS模块MG323与MSP430间基于AT指令的串行通信，可通过单片机发送不同的AT指令给MG322模块，MG323模块依据接收的不同AT指令执行不同的任务。由于MG323基于TCP/IP协议，所以，只要发送正确的AT指令便可实现TCP/IP的通信，从而与上位机进行数据通信；相反，上位机只要也发送正确的AT指令，便可对单片机下设数据。

GPRS远程传输过程中用到的AT指令为：发送“AT+IPR = 115200”设置波特率为115 200 bit；发送“AT+CREG”查询GPRS网络注册状态，返回“1”注册成功，“0”没有注册成功；发送 “AT^IPOPEN=1，＼"TCP＼"，＼"60.2.176.226＼"，1003，1000”，打开1条TCP链接；发送“AT^IPSENDEX=1，2，1000”，进行数据传输。

2.2 上位机软件的实现

本系统使用的主要为VS2012开发的监控软件，并利用SQL2008数据库对数据进行存储和处理。该监控软件可以对不同用户和不同设备进行分组管理，使用户清楚地了解自身管辖下的设备情况。软件内置了一些温度的动态分析，比如“温度趋势“，设有温度的上、下限制报警，同时，可采集GPRS的信号强度、电池容量等信息，可实时了解现场温度，也了解设备的运行状态，以方便维护。

3 结束语

本文简要介绍了基于DS18B20和MG323室温采集系统的硬件设计流程和系统软件开发流程。将GPRS无线通信技术应用到室内、外和工业场合的温度监测中，可迅速、准确地掌握现场温度状态，从而合理调配资源，达到节能、环保，防止能源浪费的目的；采用锂电池供电，可将设备安装在任何区域，摆脱了电力电的束缚，真正做到了低碳环保；当现场温度突然变化时，上位软件可及时报警，工作人员能以最快的速度作出反应。

参考文献

[1]谢兴红，林凡强，吴雄英.MSP430单片机基础与实践[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.

[2]郝安林，康会光，牛小平，等.SQL Server 2008基础教程与实验指导[M].北京：清华大学出版社，2012.

〔编辑：张思楠〕