基于AW60环境监测系统的设计

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摘 要：设计了一种以MC9S08AW60单片机为核心的环境监测系统，系统通过DS18B20温度传感器、PO188光照度传感器采集温度、光照度，传送到单片机进行处理，并输出到LCD、手机。该系统工作性能良好，监测精度高，能基本满足人们日常生活的需求。

关键词：MC9SAW60单片机；环境监测；GSM

近年来我国科技得到迅猛发展，可是自然生态环境却遭到了越来越严重的破坏，给人们的日常生活及工农业生产带来许多困扰，所以，人们迫切想了解周边环境状况。而目前，国内用于民用的生活环境监控系统较少，随着单片机的广泛应用和通信技术的日趋发展，制作一个价格低廉、使用方便的环境监测系统越来越受到关注。

一、系统总体设计

为了实现对环境参数的实时监测，设计了一种基于MC9S08aw60单片机的环境监测系统。系统由AW60最小系统、温度采集电路、光照度采集电路、液晶显示电路、报警电路、串口通信电路、GSM模块电路等组成。

二、硬件设计与实现

1.单片机最小系统

该系统设计的最小系统模块采用独立设计，在最小系统模块上设计了相应的外接扩展板接口，将MCU的所有I/O引脚引出，

方便用户进行不同系统应用，节省成本。

单片机最小系统由MC9S08AW60单片机芯片、晶振电路、电源电路、复位电路、BDM写入调试接口、与扩展板接口等组成。本系统中选用的MC9S08A60芯片是飞思卡尔公司生产的一款高性能的8位微控制器，即使在各种恶劣环境下，MC9S08AW60亦可达到极佳的EMC性能。晶振选用4 MHZ，电源电路采用5 V直流电源，在电源正极和负极间接一个0.1 uF的无极电容，用来降低电源波动对系统的影响，增强电路工作稳定性。复位电路由一个按键并接一个RC电路组成，当按下按键时，复位引脚收到低电平，从而完成复位功能。

BDM写入调试接口采用Freescale公司自定义的片上调试规范，开发人员可通过它不断多次向目标板下载程序，或对MCU的Flash进行写入、擦除等操作。

2.数据采集电路

包括温度采集电路和光照度采集电路。温度采集电路选用DS18B20温度传感器，该传感器是数字传感器，该传感器DQ端连接一个电阻并接到MCU的输入引脚，MCU通过该引脚直接获取温度信息。光照度传感器采用PO188传感器，该传感器是模拟传感器，通过AW60内部自带的A/D转换将采集到的光照信息。

3.LCD显示电路

用来显示初始菜单、DS18B20温度传感器和PO188光照传感器采集来的温度和光照度信息，并根据实时更新显示。通过PTA口连接LCD的8个数据端，PTC2、PTC3、PTE3连接控制端。

4.GSM模块

选用华为公司的GPS模块GTM900-C，自带RS232通讯接

口，内部已设计了该模块和单片机连接的电平转换电路，所以直接通过单片机的串口和模块的串口连接。MC9S08AW60单片机发送AT指令控制GTM900-C模块，实现数据的无线传输和控制。

GSM通信模块内安装了SIM卡，该号码作为本系统的号码。

5.报警电路

采用声光报警。光报警部分直接用一个LED发光二极管串接一个1K电阻，再接到单片机的PTD5脚。声报警部分选用一个UNL2003达林顿管、一个蜂鸣器以串接一个电阻组成，UNL2003用来驱动蜂鸣器，其IN1端接单片机的PTD5，OUT1端接蜂鸣器，当超过预设报警温度或光照时，通过PTD5的输出高电平，激活蜂鸣器报警。

三、软件设计与实现

本系统选用Freescale公司自主研发的Codewarrior6.3版本，采用C语言编写。程序流程是系统初始化后，接收正常的温度和光照测量数据，通过LCD显示，同时系统可以通过按键设置温度或光照的报警范围、接收报警信息的手机号，程序通过判断若实时采集的信息超过设定值，会通过声光电路发出报警，并发送短信到设定手机上，达到警示作用。单片机和GTM900-C模块间通过AT指令通信。

本系统所研究的环境参数的监测可以实现远程化和无线化，具有结构简单、成本低廉、监控方便的特点。经过系统测试，所得数据符合技术要求。今后还可以根据实际应用要求增加譬如空气质量监测、有毒气体监测等。

参考文献：

[1]李天山.基于单片机的室内环境监测仪设计与实现[J].滨州学院学报，2012.

[2]曾静波.基于GPRS的环境监测系统的设计[J].科技信息，2012（20）：283-285.

[3]行少亮，朱波.基于物联网的智能环境监测系统[J].数字技术与应用，2011.

（作者单位 无锡科技职业学院）