來源：國(guó)外電子元器件  作者：哈爾濱理工大學(xué) 揚(yáng)雪 王秋光

摘  要：介紹基于TC35 GSM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TC35進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并給出TCC35短消息收發(fā)模塊在CO氣體監(jiān)測(cè)儀中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：TC35：?jiǎn)纹瑱C(jī)；CO氣體濃度監(jiān)測(cè)儀；設(shè)計(jì)

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。目前，國(guó)內(nèi)CO氣體監(jiān)測(cè)儀與控制中心的數(shù)據(jù)通信最常見的是通過CAN總線、RS一485總線或RS一232總線來完成。RS一232總線的通訊距離是12 m，最大可達(dá)15．4 m；RS一485總線的通訊距離是1200 m。CAN總線的直接通訊距離最大可達(dá)10 km。但無論哪種方式都有距離的限制．而且最終決定了控制中心的固定性。隨著GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的迅速普及和競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈．GSM模塊作為一種主要的GSM網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備．應(yīng)用越來越廣泛，并已開發(fā)出多種前景樂觀的應(yīng)用．如GPS／GSM(SMS)移動(dòng)車輛監(jiān)控定位系統(tǒng)；機(jī)房監(jiān)控、遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)：移動(dòng)性數(shù)據(jù)查詢證券交易和信息查詢；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；移動(dòng)：POS機(jī)和移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)：移動(dòng)IC卡電話、固定無線接入 系統(tǒng)；移動(dòng)性數(shù)據(jù)和Intemet的接入。但是還沒有把短消息模塊應(yīng)用在CO氣體檢測(cè)儀器中。筆者提出一種通過GSM短消息收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)與短信中心通信的CO氣體監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)方案。

2 TC35模塊

TC35型模塊是終端的主要功能部件，由GSM基帶處理器、電源專用集成電路、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GSM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(yǔ)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。TC35模塊適合最小功率的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TC35。TC35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5 VDC。由于TC35的突發(fā)耗電電流峰值可達(dá)3 A．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TC35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TC35的耗電要求。

3 CO氣體監(jiān)測(cè)儀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

具有GSM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=70 nA±10 nM/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0 V～O．7 V的電壓,以保證當(dāng)CO濃度在0~10-3時(shí)A3的輸出為0 V～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3 435 K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5 Ω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)TC35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TC35的數(shù)據(jù)輸入，輸出接口。需要注意的是TC35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．TC35的BXDO對(duì)應(yīng)單片機(jī)的。RXD,TC35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(2．65 V)，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TC35進(jìn)人工作狀態(tài)．必須給IGT加一延時(shí)大于：100 ms的低脈沖．電平下降持續(xù)時(shí)間不能超過100 ms。啟動(dòng)后IGT應(yīng)保持高電平(3.3 V)。驅(qū)動(dòng)IGT時(shí)TC35的供電電壓不能低于3．3V，否則TC35不能被激活。TC35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300 b／s~115 kb／s可選．筆者給系統(tǒng)設(shè)置的是9600 b／s。ZIF連接器給SIM卡接口提供6針．其中CCIN