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基于GPRS的机舱温湿度远程监控系统的研究与设计

摘要:

针对节能联动控制器，设计了相应的远程监控软件，实现对后台的远程监控和自动控制。GPRS在项目中用作数据通信的通信媒体。该系统将对采集到的数据进行分析和处理，实现定制报表管理、报警等功能。该系统可以实现机房无人值守、机房温湿度的远程控制，保证设备的正常运行和机房的安全。它具有一定的实用价值和创新价值。

发表于：2011年第三届智能人机系统与控制论国际会议

会议日期：2011年8月26日至27日

加入IEEE Xplore的日期：2011年10月10日

印刷ISBN：978-1-4577-0676-9

Inspec加入号：12301803

指定用途：10.1109/IHMSC.2011.59

Publisher: IEEE

会议地点：浙江

第一节

介绍

随着生产的发展和技术的进步，检测技术、自动控制技术和计算机技术得到了迅速的发展，并广泛应用于远程监控领域。它还使远程控制技术、联动控制、自动报警技术、监控系统等近几年来取得了长足的进步。逐步形成了以控制和自动报警为基本内容，具有一定程度的自动化和智能化的智能协同控制远程监控系统。并以GPRS数据通信技术、各种计算机设备的协调控制和管理为支撑。节能联动控制器远程监控系统是一个综合性的远程监控系统。 其中包括GPRS通信技术、软件等监控技术。它是现代电子产品技术和计算机在现实生活中的应用。

在生产力飞速发展的今天，设备的离散分布变得更加孤立。独立的监控系统已经不能满足工业化的需要，因此,出现分布式系统。该系统基于计算机网络，通过远程控制使系统资源配置更加合理。然而，目前绝大多数分布式控制系统都是在局域网上运行，具有一定的地域限制。

在数据传输和资源共享的今天，人们有能力解决以前在资源有限的情况下难以解决的难题。这加速了远程监控系统的发展。 远程监控系统是通过计算机网络通信(如GPRS)对远程机器进行监控，实现对分布式设备状态的监控，检测设备和维护。通常，我们调用实现远程监控系统的硬件、通信媒体和远程监控系统的软件。在某些情况下，如数据采集困难的地方或设备分布广泛等，远程监控系统对设备的运行状态进行实时监控和有效的控制这些设备。针对这些缺点，本文提出了一种房间无人值守、远程控制房间温湿度的程序。确保机舱设备的正常和安全运行，具有很高的研究价值。

第二节

系统解决方案和功能

该系统以GPRS模块为通信介质，采用无线方式，采集节能链路控制器遥测数据.通过分析收集到的数据，计算机远程控制空调和散热器的启动和停止，或报警到相应的点。该系统能有效地降低房间的温湿度，节约能源和确保机舱设备的安全运行。

A.节能连杆控制器的功能

通风特点：当室内温度不符合额定温度时，启动空调，但室内温度与室外温度值相差5°C，只能启动散热器。当内部温度达到启动空调的最高温度时，但尚未达到温度极限时，打开空调，关掉散热器。当内部温度上升到一定的室温时，同时开空调和散热器。

除湿功能：系统采用SHT 10芯片采集水分。当室内湿度超过设定值时，关闭散热器并启动空调.当湿度低于设定值时，关掉空调。

运行记录：系统将实时记录散热器和空调的状态和运行时间。

故障检测：该控制器检测温度、湿度传感器、空调和散热器的电流。如果发生异常，系统将存储故障信息，并确保它可以被查询。

B.通信模块的特点

监控终端与控制中心之间的通信是系统的核心，它基于GPRS无线数据传输技术。在这里，我们选择了华为EM 310模块作为GPRS模块

EM 310由华为公司生产，支持GSM和GPRS通信模块。它有六种接口，分别是UART接口、SIM卡接口、音频接口、电源接口、usb总线接口和 网络状态指示接口。本系统主要采用URAT串行接口与单片机连接。微控制器向SMS发送AT命令，然后发送或接收信号。

C.系统软件特性

软件的主要功能如下：

设置系统参数：设定时间、最低温度、最高湿度等参数。

远程测量：系统采用华为EM 310模块对温度、湿度、运行状态等进行远程测量。它将这些数据发送给计算机。

故障报警：软件对数据进行分析，如果发生故障，则进行相应的故障处理。

故障告警处理主要通过短信模型进行。消息模块也由支持GSM和GPRS通信模块的华为EM 310公司生产。当检测到异常数据时，计算机将故障命令发送给微控制器。单片机发送AT命令来控制信号，然后启动EM 310信号通信模块，将报警信号发送给用户。

SECTION III.

系统设计

系统主要分为三部分：节能控制器模块、GPRS通信传输模块和监控软件。

节能联动控制器主要负责采集传感器的数据，包括室内温度、室外温度、管道温度、室内湿度等。节能连杆控制器在空调和散热器与已设置好的比较后来控制它们的启动或停止。节能联动控制器还需要采集空调和散热器的电流。电流、温湿度这些数据，通过RS 232串口传输到GPRS模块。

GPRS模块连接节能联动控制器和计算机.计算机通过EM 310模块将控制或通信命令发送给节能链接控制器.节能链接控制器在接收指令后进行相关操作，然后通过GPRS模块将相应的数据或运行状态传送给计算机。如果发生故障 计算机通过EM 310向节能链接控制器发送命令，然后节能控制器命令模块将故障报警信息发送到相应的故障点。

监测软件负责温度、湿度、电流等数据的遥感，并设置相应的阈值。如果需要比较数据和相应设置的值，它将执行相关的远程控制。它既可以自动操作，也可以手动操作。

A.节能链接控制器模块

节能联动控制器主要依靠C8051F340单片机.它以温湿度传感器为基础，对空调和散热器进行实时控制，达到了实时控制的目的，调节室内温湿度。C8051F340具有高速CIP-51单片机核心，与8051芯片兼容.除了8051标准的数字外设外，芯片也是集成了集成系统和数据采集中常用的一些模拟部件和其他数字外部设备。

B.GPRS通信模块

系统选用华为EM 310 GPRS通信模块，通讯由两部分组成。首先，它从前端设备接收数据，并将其发送到计算机.然后，系统发送由计算机发出的命令(包括报警指令、遥控命令等)到适当的位置做故障报警，并启动或停止遥控设备。

主机通过GPRS接收节能链接控制器采集的数据，并进行数据分析，然后进行相应的操作。命令被发送到节能链接控制器通过GPRS，这样主机就可以实现对节能链接控制器的远程监控.节能联动控制器与GPRS模块及COM的通信 GPRS模块与计算机之间的通信，均采用RS 232串口。

1. 软件设计必须与硬件兼容，既能满足系统的功能和需求，又能方便地查询和修改参数。控制系统软件是整个系统的灵魂。节能联动控制器比较复杂，对可靠性和灵活性提出了更高的要求.在设计监控软件时，必须确保任何功能模块在触发时立即执行，并在有限的时间内完成，否则会影响整个系统的正常运行。为了使计算机能够与节能链路控制器通信，本设计根据实际应用建立了具体的通信协议。

系统时间设置数据协议：

No.	Content	Remark
1	F	开始标志
2	T	时间设定
3	Site No.	8字节
4	Year	4字节
5	Month	2字节
6	Day	2字节
7	Hour	2字节
8	Minute	2字节
9	Second	2字节
10	F	结束标志

表二.传感器参数设置协议：

No.	Content	Remarks
1	F	Start flag
2	S	Set parameter
3	Site No.	8byte
4	最低温度	4byte
5	最高温度	4byte
6	极限温度	4byte
7	最高温度	4byte
8	空调电流	4byte
9	散热器电流	4byte
10	F	End flag

表三.控制命令协议：

No.	Content	Remark
1	F	Start flag
2	C	Control
3	Site No.	8byte
4	0: Air-conditioning 1: Radiator	1byte
5	0: Off 1: On	1byte
6	F	End flag

表四.系统数据格式：

<td

资料编号：[3192]</td

No.	Content	Remark
1	F	Start flag
2	D	Data
3	Site No.	8byte
4	室内温度	4byte
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