1、引言
co氣體濃度監(jiān)測(cè)儀是用來測(cè)量相關(guān)環(huán)境空氣中co含量的便攜式智能儀器。介紹基于nl-2007gsm模塊的co氣體監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)，其主要特點(diǎn)是能夠應(yīng)用sms進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。對(duì)無線通訊模塊nl-2007進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并給出nl-2007短信遙控報(bào)警模塊在co氣體監(jiān)測(cè)儀中的應(yīng)用。
2、nl-2007模塊
nl-2007模塊是終端的主要功能部件，由gsm基帶處理器、電源集成電路、射頻電路和閃速存儲(chǔ)器等部分組成，負(fù)責(zé)處理gsm蜂窩設(shè)備中的音頻、數(shù)據(jù)和信號(hào)，內(nèi)嵌的軟件部分執(zhí)行應(yīng)用接口和所有g(shù)sm協(xié)議站的功能?；鶐幚砥靼涓C無線部分的所有模，數(shù)轉(zhuǎn)換功能，為滿足gsm、pcs蜂窩用戶市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的要求.在不用外接電路的情況下就能支持fr、hr和efr語音和信道編碼。射頻部分基于smarti型電路.模塊內(nèi)的天線電纜連接到gsc類型的50ω連接器。nl-2007模塊適合zui小功率的gsm蜂窩設(shè)備.這種蜂窩設(shè)備的應(yīng)用部分構(gòu)成人機(jī)接口（mmi）。通過串口（rs232）可接入nl-2007。nl-2007通過40針zif連接蜂窩應(yīng)用部分，zif連接器提供控制數(shù)據(jù)、音頻信號(hào)和電源線的應(yīng)用接口。終端系統(tǒng)的工作電壓為5vdc。由于nl-2007的突發(fā)耗電電流峰值可達(dá)3a.故外加穩(wěn)壓器件必須達(dá)到足以提供該額定電流的條件。在該終端中。采用lm2596型開關(guān)電源完成12v到5v的轉(zhuǎn)換.作為nl-2007終端的電源。必須注意的是。由lm2596完成開關(guān)電源轉(zhuǎn)換需要大功率的電感器和電容器.以提高儲(chǔ)能能力.滿足nl-2007的耗電要求。
3、co氣體監(jiān)測(cè)儀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
具有g(shù)sm短消息收發(fā)功能的便攜式co氣體濃度監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)如圖1所示。筆者研制的監(jiān)測(cè)儀主要用于公共場(chǎng)所及某些生產(chǎn)車間空氣中co濃度的監(jiān)測(cè).采用電池作為供電電源.co傳感器n1選用日本根本特殊化學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)的nap一505型電化學(xué)式傳感器。傳感器輸出電流與co氣體濃度成線性關(guān)系（uout=70na±10nm/l×106）。a1（op90）可以保證工作電極和參考電極等電位。傳感器輸出oμa～70μa電流經(jīng)aa（op90）轉(zhuǎn)換成0v～o.7v的電壓,以保證當(dāng)co濃度在0~10-3時(shí)a3的輸出為0v～2.5v,以滿足md轉(zhuǎn)換器u.i（ads7822）的輸入要求。op90具有內(nèi)部調(diào)零電路.允許儀器放大器提供真正的零輸入零輸出操作。nap一505的溫度特性用常數(shù)b為3435k的ntc熱敏電阻器進(jìn)行補(bǔ)償，溫度經(jīng)過補(bǔ)償后.其輸出在一10℃~50℃范圍內(nèi)能夠滿足精度要求。ul（ads7822）的參考電壓通過5ω電阻器和電容器組成的電源濾波器接到vcc上.濾除電源自身的高頻噪聲。經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送人u2（89lv/51）單片機(jī)，存儲(chǔ)在u7（at24c08）中。co氣體濃度監(jiān)測(cè)儀的液晶顯示模塊可以顯示濃度值和濃度變化曲線.并通過短消息收發(fā)模塊與控制中心通信。4單片機(jī)對(duì)nl-2007模塊的控制
本系統(tǒng)只使用短消息收發(fā)功能.因此只使用nl-2007的數(shù)據(jù)輸入，輸出接口。需要注意的是nl-2007是作為數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（dce）來連接的，而不是像一般調(diào)制解調(diào)器作為數(shù)據(jù)終端設(shè)備（dte）進(jìn)行連接。如圖l所示.nl-2007的bxdo對(duì)應(yīng)單片機(jī)的。rxd,nl-2007的txd0對(duì)應(yīng)單片機(jī)的rxd。te35數(shù)據(jù)接口工作在cmos電平（2.65v），單片機(jī)對(duì)fc35的控制和通信信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)中通過7404型oc門電路完成電平轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)加電后，為使nl-2007進(jìn)人工作狀態(tài).必須給igt加一延時(shí)大于：100ms的低脈沖.電平下降持續(xù)時(shí)間不能超過100ms。啟動(dòng)后igt應(yīng)保持高電平（3.3v）。驅(qū)動(dòng)igt時(shí)nl-2007的供電電壓不能低于3.3v，否則nl-2007不能被激活。nl-2007的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合itu—rs232接口標(biāo)準(zhǔn)。它有固定的參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和l位停止位.無校驗(yàn)位.波特率為300b/s~115kb/s可選.筆者給系統(tǒng)設(shè)置的是9600b/s。zif連接器給sim卡接口提供6針.其中ccin用來檢測(cè)sim卡是否插好.連接器的sync腳控制燈的狀態(tài).以此判斷nl-2007的工作狀態(tài)。單片機(jī)控制短消息收發(fā)子程序.其流程如圖2所示。其中。初始化工作包括設(shè)置串口速率、無線網(wǎng)絡(luò)登陸及設(shè)置短信模式為pdu模式。
4、短信收發(fā)的實(shí)現(xiàn)
nl-2007采用at賀氏指令。單片機(jī)可以通過正確的at指令對(duì)nl-2007模塊進(jìn)行初始化短消息的接收和發(fā)送。對(duì)短消息的控制有3種模式：block模式、pdu模式和text模式。使用block模式需要廠家提供驅(qū)動(dòng)支持。目前，pdu模式已取代block模式，而text模式不支持中文。因此本系統(tǒng)使用pdu模式進(jìn)行短消息的接收和發(fā)送。nl-2007啟動(dòng)后自動(dòng)給單片機(jī)發(fā)送~sysstart,表示模塊可以正常工作,然后通過如下at指令對(duì)短消息模塊進(jìn)行控制：網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)：at+creg?設(shè)置成pdu模式：at+cmgf=0發(fā)送sms信息（pdu）模式：at+cmgs=0190doa0891683108401505f011000d91683167866040f20008a9044f60597dla（發(fā)送時(shí)將其轉(zhuǎn)換為ascll碼）。由單片機(jī)發(fā)送at+cmgl;o0d0a的查詢命令可查詢是否有未讀短消息。返回格式如下：
+cmgl：2，0，，260891683108401505f0240d91683167866040f20008507032418095000665e94eoa597dok
接收數(shù)據(jù)格式解釋如下：+cmgl：2，0，，26，（2：第二條;0：未讀）;26：短消息的長(zhǎng)度
5、結(jié)束語
控制中心具有可移動(dòng)，覆蓋范圍廣，實(shí)時(shí)性好，可靠性高，保密性好。以gsm網(wǎng)絡(luò)作為無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，短消息業(yè)務(wù)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，適合遠(yuǎn)程移動(dòng)監(jiān)控中心站的管理.具有很廣泛的應(yīng)用前景。