基于GSM短信平台的微功耗智能涡街流量计的研制

论文摘要

涡街流量计具有结构简单牢固、无可动部件、可靠性高、寿命长、测量范围宽等优点,所以自从投放市场以来,得到广泛地应用。但目前大多数涡街流量计的供电均采用交流电源方式供电,这样不但增加现场安装施工的难度,同时极易引入电源干扰。因此研制一种可以电池供电的微功耗、抗干扰能力强的涡街流量计具有非常重要的意义。目前GSM在国内已形成覆盖网络,它具有保密性高、抗干扰能力强、可靠性高、开发性强等特点,保证了数据传输的准确性和稳定性,并提供双方完备的通信协议,使用户在此通信平台上的开发简单易行。短消息业务SMS(ShortMessage Service)作为GSM网络的一种基本业务,已经得到越来越多的重视,其简便快捷的性能和相对低廉的收费赢得了广大用户的青睐,同时也为远程数据传输提供了一种新的技术手段。涡街流量计的使用环境复杂,使用RS232进行数据传输已经逐渐地不能满足用户的要求,而短消息业务具有RS232无与伦比的优越性,所以采用短消息业务来完成小流量数据传输已经越来越受欢迎。本文介绍了短消息业务SMS的原理及特点、涡街流量计的硬件设计和软件设计。单片机系统是硬件电路的核心部分,为了降低系统的功耗,采用了TI公司的MSP430单片机作为系统的控制器,MSP430是TI公司推出的一种超低功耗单片机。程序采用MSP430 C语言编程,在IAR Embedded System开发环境中开发。为了缩短开发周期,采用专门的GSM Modem来完成数据的传输。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.1.1 流量计量的意义
• 1.1.2 流量计的分类
• 1.1.3 短消息业务的发展与前景
• 1.2 涡街流量计的工作原理及发展
• 1.3 课题来源和内容
• 第2章 GSM通信系统的短消息业务
• 2.1 短消息业务概念
• 2.1.1 短消息的分类
• 2.1.2 短消息的基本元素
• 2.2 短消息业务的结构
• 2.2.1 短消息业务的网络体系结构
• 2.2.2 短消息协议结构
• 2.3 短消息业务使用的逻辑信道
• 2.4 点对点短消息业务的传输过程
• 2.4.1 MO型短消息过程
• 2.4.2 MT型短消息过程
• 2.5 短消息发送协议
• 2.5.1 三种接口协议的比较
• 2.5.2 SMS数据的PDU格式
• 2.6 本章小结
• 第3章 涡街流量信号的产生及调理电路设计
• 3.1 检出器
• 3.1.1 漩涡发生体
• 3.1.2 压电传感器
• 3.1.3 检出器的壳体
• 3.2 信号调理电路
• 3.2.1 电荷放大器
• 3.2.2 交流放大及低通滤波电路
• 3.2.3 限幅放大电路
• 3.2.4 施密特整形电路
• 3.3 屏蔽和抗干扰技术
• 3.3.1 电场耦合的屏蔽和抑制技术
• 3.3.2 磁场耦合的抑制技术
• 3.3.3 接地抗干扰技术
• 3.4 本章小结
• 第4章 涡街流量计硬件设计
• 4.1 MSP430单片机
• 4.1.1 MSP430F149的主要特性
• 4.1.2 低功耗模式
• 4.1.3 片内外围模块
• 4.2 显示模块的设计
• 4.3 按键设计
• 4.3.1 设定参数
• 4.3.2 状态查询
• 4.3.3 检测零点
• 4.4 电源管理电路设计
• 4.4.1 DS2438芯片介绍
• 4.4.2 DS2438与单片机的连接
• 4.5 数据存储电路设计
• 4.5.1 FRAM铁电存储器的原理及特点
• 2C总线'>4.5.2 I²C总线
• 4.5.3 FM24CL64与单片机接口
• 4.6 实时时钟电路的设计
• 4.6.1 器件概述
• 4.6.2 引脚说明
• 4.6.3 DS1302与MSP430F149的接口电路
• 4.7 通信模块设计
• 4.7.1 GSM短信平台模块
• 4.7.2 GSMModem与单片机接口设计
• 4.8 本章小结
• 第5章 涡街流量计的软件设计
• 5.1 系统软件的整体设计
• 5.2 测量模块软件设计
• 5.3 显示模块软件设计
• 5.4 按键处理模块软件设计
• 5.5 时钟模块软件设计
• 5.6 电源管理模块软件设计
• 5.7 通信模块软件设计
• 5.8 软件抗干扰措施
• 5.9 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
• 致谢