一種通用低功耗gprs測控終端的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及無線網絡測控終端技術領域，特別涉及一種通用低功耗GPRS測控終端，包括微處理器、數據采集模塊、數據傳輸模塊、存儲模塊、定時模塊、電源和復位及電壓檢測模塊，所述的微處理器采用低功耗單片機MSP430F149，低功耗單片機MSP430F149采集的數據包括8路模擬量輸入，4路開關量輸入和數字溫度傳感器DS18B20的溫度輸入量，每個低功耗單片機MSP430F149配有2路開關量輸出，所述的低功耗單片機MSP430F149采集的數據通過GPRS模塊上傳至監(jiān)控中心并將發(fā)送的該組數據存儲在E2PROM芯片中，本實用新型提供的有益效果是：可以同時實現低成本傳輸和低功耗待機。
【專利說明】
一種通用低功耗GPRS測控終端
技術領域
[0001]本實用新型涉及無線網絡測控終端技術領域，特別涉及一種通用低功耗GPRS測控終端。
【背景技術】
[0002]隨著經濟社會的高速發(fā)展，在各種工業(yè)生產中對生產重要數據的檢測越來越重視，但是有些檢測地點位置偏僻，供電不方便，同時數據實時性要求高。對于這類情況的監(jiān)測，目前采用人工和自動采集兩種方式進行監(jiān)測，以往自動采集監(jiān)測數據的相關設施和系統(tǒng)建設需要建立供電設施，投入較大，或者采用太陽能供電，但是由于功耗較高，建設成本也較高。

【發(fā)明內容】

[0003]為了解決現有技術的問題，本實用新型提供了一種高速度、高精度的通用低功耗GPRS測控終端。
[0004]本實用新型所述技術方案如下:
[0005]—種通用低功耗GPRS測控終端，包括微處理器、數據采集模塊、數據傳輸模塊、存儲模塊、定時模塊、電源和復位及電壓檢測模塊，所述的電源的供電方式包括市電供電、太陽能和鋰電池供電，所述的復位及電壓檢測模塊的功能由MAX6705實現；
[0006]所述的微處理器采用低功耗單片機MSP430F149，低功耗單片機MSP430F149采集的數據包括8路模擬量輸入，4路開關量輸入和一路來自數字溫度傳感器DS18B20的溫度輸入量，低功耗單片機MSP430F149的工作電壓為3.3V，每個低功耗單片機MSP430F149配有2路開關量輸出，低功耗單片機MSP430F149采集的數據以及終端工作的狀態(tài)在LCD顯示模塊上實時顯示；
[0007]所述的數據傳輸模塊采用內嵌TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊，所述的GPRS模塊用于實現終端登陸無線網絡，GPRS模塊的工作電壓為3.3?4.2VDC，在市電供電、太陽能供電時采用LM2596-5為GPRS模塊供電；
[0008]所述的存儲模塊采用E2PR0M芯片。
[0009]所述的定時模塊采用PCF8563芯片。
[0010]所述的低功耗單片機MSP430F149采集的數據通過GPRS模塊上傳至監(jiān)控中心并將發(fā)送的該組數據存儲在E2PR0M芯片中，低功耗單片機MSP430F149與GPRS模塊通過外部串口進行數據交互，低功耗單片機MSP430F149使用AT指令控制GPRS模塊。
[0011]在非工作周期，GPRS測控終端可以被置于單片機LPM3的低功耗狀態(tài)，當PCF8563芯片定時中斷到來時，喚醒低功耗單片機MSP430F149進入工作周期開始新一輪數據采集與傳輸。
[0012]本實用新型提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0013]通用低功耗GPRS測控終端是集成了信號采集，過程1控制和無線數據通信于一體的高性能測控裝置，可以直接接入標準變送器信號或儀表輸出的模擬信號、電平信號、干觸點、脈沖信號等，是過程信號實施無線監(jiān)控的最佳手段，可廣泛用于管網測控、工業(yè)自動化等諸多領域。另外，本實用新型可以同時實現低成本傳輸和低功耗待機。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本實用新型原理的結構框圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0017]如圖1所示，一種通用低功耗GPRS測控終端，包括微處理器、數據采集模塊、數據傳輸模塊、存儲模塊、定時模塊、電源11和復位及電壓檢測模塊12;
[0018]所述的微處理器采用低功耗單片機MSP430F149 I；
[0019]所述的數據傳輸模塊采用內嵌TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊2;
[0020]所述的存儲模塊采用E2PR0M3芯片。
[0021]所述的定時模塊采用PCF85634芯片。
[0022]低功耗單片機MSP430F149I為GPRS測控終端的主控部分。在非工作周期，低功耗單片機MSP430F149 I可以被置于單片機LPM3的低功耗狀態(tài)。當PCF8563 4芯片定時中斷到來時，喚醒低功耗單片機MSP430F149 I進入工作周期開始新一輪數據采集與傳輸。低功耗單片機MSP430F149 I采集的數據包括8路模擬量5輸入，4路開關量6輸入和一路來自數字溫度傳感器DS18B20 7的溫度輸入量，采集的數據按制訂的傳輸協(xié)議打包，通過GPRS模塊2上傳至監(jiān)控中心10并將發(fā)送的該組數據存儲在E2PR0M3芯片中。
[0023]數據傳輸模塊采用內嵌TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊2，用于實現終端登陸無線網絡。低功耗單片機MSP430F149 I與GPRS模塊2通過外部串口 13進行數據交互，使用AT指令控制GPRS模塊2。低功耗單片機MSP430F149 I采集的數據以及終端工作的狀態(tài)在LCD顯示模塊9上實時顯示。另外，每個低功耗單片機MSP430F149 I配有2路開關量8輸出，監(jiān)控中心10發(fā)送下行命令，可以對拓展的組件進行遠程開關控制。電源11部分負責各功能模塊的供電，電源11供電方式包括市電供電、太陽能和鋰電池供電。GPRS模塊2的工作電壓為3.3?4.2VDC，且電源應具有至少2A峰值電流的輸出能力。低功耗單片機MSP430F149 I以及其他功能模塊的工作電壓為3.3V。在市電(或者太陽能)供電時采用LM2596-5為GPRS模塊2供電，保證滿足其峰值電流的要求;采用LP2980-3.3降壓后再為低功耗單片機MSP430F149 I及其他部分供電。在現場不提供市電的情況下，GPRS測控終端切換到鋰電池供電模式，在鋰電池供電模式下，GPRS測控終端在非工作周期進入LPM3模式，從而延長電池的使用時間。復位及電壓檢測模塊功能由MAX6705實現。GPRS測控終端在工作周期和低功耗模式的功耗分別為200mW和
0.004mWo
[0024]GPRS測控終端傳輸協(xié)議設計:傳輸協(xié)議的制訂直接影響數據通過GPRS網絡傳輸的實時性與可靠性。由于過大的數據包不能在一個信道傳輸，需要分割到不同的信道，必然導致傳輸延遲的增加，因此GPRS測控終端的數據傳輸協(xié)議一定要盡量精簡數據傳輸的格式。GPRS測控終端的數據傳輸分上行數據和下行命令兩類。上行數據分為正常數據和報警數據兩種。下行命令分查詢GPRS測控終端狀態(tài)的數據和遠程設置GPRS測控終端的數據。具體格式如下。
[0025]上行數據的傳輸格式
[0026]I)正常數據 $ DAT，ID，CHO?CH7，TEMP，10*校驗值。
[0027]說明:CHO?CH7顯示RTU的8路12位AD轉換后的值。TEMP顯示DS18B20 7當前的溫度值。1為當前1輸出和輸入的狀態(tài)。
[0028]2)報警數據
[0029]$ ALM，ID，CHO?CH7，TEMP，1，AA，BB，CC*校驗值。
[0030]說明:數據區(qū)部分同正常數據格式的數據部分相同。AA、BB代表AD報警的信息位，CC代表溫度報警狀態(tài)和101-4輸入的報警狀態(tài)。
[0031]GPRS測控終端將采集的數據按照以上格式進行打包。GPRS模塊2將打包好的數據發(fā)送至監(jiān)控中心10。監(jiān)控中心10對采集數據、報警信息進行解析，按照用戶的要求顯示在監(jiān)控中心10的平臺上。如果出現報警數據，監(jiān)控中心10可以對GPRS測控終端進行相應的下行控制。
[0032]下行命令的傳輸格式
[0033]I)查詢GPRS測控終端狀態(tài)的數據格式$ PFGET，ID，TEMP*校驗值。
[0034]說明:TEMP表示查詢的物理量。
[0035]2)遠程設置GPRS測控終端的數據格式
[0036]$PFSET，ID，HME，AA* 校驗值。
[0037]說明:??ΜΕ表示設置的物理量，AA為設置的物理量的值。
[0038]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種通用低功耗GPRS測控終端，包括微處理器、數據采集模塊、數據傳輸模塊、存儲模塊、定時模塊、電源和復位及電壓檢測模塊，其特征在于，所述的電源的供電方式包括市電供電、太陽能和鋰電池供電，所述的復位及電壓檢測模塊的功能由MAX6705實現； 所述的微處理器采用低功耗單片機MSP430F149，低功耗單片機MSP430F149采集的數據包括8路模擬量輸入，4路開關量輸入和一路來自數字溫度傳感器DS18B20的溫度輸入量，低功耗單片機MSP430F149的工作電壓為3.3V，每個低功耗單片機MSP430F149配有2路開關量輸出，低功耗單片機MSP430F149采集的數據以及終端工作的狀態(tài)在LCD顯示模塊上實時顯示； 所述的數據傳輸模塊采用內嵌TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊，所述的GPRS模塊用于實現終端登陸無線網絡，GPRS模塊的工作電壓為3.3?4.2VDC，在市電供電、太陽能供電時采用LM2596-5為GPRS模塊供電。2.根據權利要求1所述的一種通用低功耗GPRS測控終端，其特征在于，所述的存儲模塊采用E2PR0M芯片。3.根據權利要求1所述的一種通用低功耗GPRS測控終端，其特征在于，所述的定時模塊采用PCF8563芯片。4.根據權利要求1所述的一種通用低功耗GPRS測控終端，其特征在于，所述的低功耗單片機MSP430F149采集的數據通過GPRS模塊上傳至監(jiān)控中心并將發(fā)送的該組數據存儲在E2PR0M芯片中，低功耗單片機MSP430F149與GPRS模塊通過外部串口進行數據交互，低功耗單片機MSP430F149使用AT指令控制GPRS模塊。5.根據權利要求1所述的一種通用低功耗GPRS測控終端，其特征在于，在非工作周期，GPRS測控終端可以被置于單片機LPM3的低功耗狀態(tài)，當PCF8563芯片定時中斷到來時，喚醒低功耗單片機MSP430F149進入工作周期開始新一輪數據采集與傳輸。
【文檔編號】G05B19/042GK205644141SQ201620300774
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】馬耿, 任炳春, 李士峰, 張志勇, 李峰, 莫吉銳, 路倩倩
【申請人】山東正方人合信息技術有限公司