2 系统通信的实现
2.1 建立系统通信的主要部件
(1)MCS-51系列单片机功能强,内存较大。
(2)GPRS模块。系统采用利事达信息技术有限公司开发的GPRS模块LT8030,采用标准的RS 232接口,用户可以通过单片机或其他CPU的UART口,使用相应的AT命令对模块进行控制,达到轻松进入GPRS网络的目的。
(3)服务器。建立SOCKET连接必须具有公网的IP地址,故应保证矿部控制中心计算机连接到Internet并且取得公网IP地址。在单片机对GPRS模块控制之前,服务器端需运行SOCKET端口监听程序,并且设为监听状态,端口号也要设定,例如port:1024。
2.2 系统通信的主要实现过程
(1)通过AT指令初始化GPRS无线模块,使之附着在GPSR网络上,获得网络运营商动态分配的GPRS终端IP地址,并与目的终端建立连接。
(2)通过串口0扩展MAX232标准串口和外部控制器(例如数据采集端)连接,外部控制器端接出标准串口,按照约好的协议可很容易利用本设计的控制器进行通信。
(3)复用P1.2和P1.3,也就是串口1分别和GPRS模块的TXD0和RXD0连接,通过软件置位完成对MC35的初始化和控制GPRS模块的收发数据。矿部控制中心的接收服务器支持两种接入方式:一种是通过非对称数字用户线路(Asymmetrieal Digital Sub setiber Line,ADSL)/局域网(LAN)/公共交换电话网络(Pu blic Swi tched Telephone Network,PSTN)/ISDN(Integrated services digital network)直接接入Internet。此时,发送接收服务器的动态IP地址或固定IP地址。如果接收服务器处在局域网内,可以使用第二种接入方式——即通过支持SOCKET的代理服务器接入Internet。此时发送的将是代理服务器的公网IP地址。
3 系统硬件设计
系统硬件电路图如图2所示。
(1)AT89C52单片机是一个低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8 KB的可反复擦写的只读程序存储器(EPROM)和128 B的随机存取数据存储器(RAM),器件采用美国Atmel公司的高密度、不易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元,内置功能强大的微型计算机的AT89C52提供了高性价比的解决方案。本设计采用11.059 2 MHz晶体振荡器,通过定时器设置使之与GPRS模块的通信频率(9 600 Hz)一致。
(2)ADC0809模数转换芯片的数据采集。ADC0809内部带有输出锁存器,可与AT89C52单片机直接相连。ADC0809转换器的片选信号右P2.7线选控制,其通道地址INO~IN7分别为7FF8H~7FFFH。当单片机产生写信号时,则由一个或非门产生转换器的启动信号START和地址锁存信号ALE(高电平有效),同时将地址总线送出的通道地址A,B,C锁存,模拟量通过被选中的通道送到A/D转换器,并在START下降沿时开始逐位转换。当转换结束时,转换结束信号EOC变成高电平,经反相器后,可向CPU发中断请求。当单片机产生读信号时,则由一个或非门产生OE输出允许信号(高电平有效),将A/D转换结果读入单片机。
(3)GPRS模块。设计中所采用的是LT8030 GPRS IP Modem。LT8030基于SIEMENS的MC35 GPRS模块,并且内嵌了完整的TCP/IP协议,为用户提供更简单的网络接口。LT8030采用的GPRS技术无缝覆盖、永远在线和按流量计费。