2.1 GPRS接口電路設(shè)計(jì)
　　M23與LPC2292之間的接口設(shè)計(jì)較易實(shí)現(xiàn)。使用UART1控制GPRS模塊，GPRS所需的+5 V、+12 V電源和地，直接由MCU開發(fā)板提供。M23模塊正常工作需要正確連接GPRS天線。
2.2 CHTM-02A溫濕度傳感器接口電路設(shè)計(jì)
　　LPC2292和 CHTM-02A的接口部分只需要4根線，其中第1根接5V電源；第2根接地；第3根接LPC2292的一路A/D輸入，本設(shè)計(jì)中使用AIN1，即P0.28引腳，測(cè)量環(huán)境濕度；第4根接LPC2292的另一路A/D輸入P0.27，測(cè)量環(huán)境溫度。
3  軟件設(shè)計(jì)
　　本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)可分為數(shù)采終端(測(cè)量節(jié)點(diǎn))和控制中心兩大部分，它們構(gòu)成一個(gè)最基本的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，需要這個(gè)系統(tǒng)可以方便地?cái)U(kuò)容，包括數(shù)采終端的數(shù)量和可采集信息的種類。且每個(gè)數(shù)采終端由其唯一的SIM卡號(hào)區(qū)別身份，組網(wǎng)便利。
　　本設(shè)計(jì)中控制中心可以是任意一個(gè)GPRS終端，例如手機(jī)或者連接有GPRS終端的電腦。而數(shù)采終端要完成實(shí)現(xiàn)GPRS編程控制、環(huán)境參數(shù)的采集、預(yù)處理等工作。采用常規(guī)的前/后臺(tái)系統(tǒng)(foreground/background)編程極其復(fù)雜，選擇嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II作為軟件系統(tǒng)平臺(tái)，將各個(gè)處理模塊分成單獨(dú)的任務(wù)，能夠較好地完成系統(tǒng)需求[6]。詳細(xì)的移植可參考文獻(xiàn)[6]。在數(shù)采終端軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，涉及到的主要任務(wù)有：LPC2292初始化、GPRS模塊初始化、通信、采集傳感器信息、看門狗等12個(gè)任務(wù)。
3.1  數(shù)采終端主任務(wù)設(shè)計(jì)
　　數(shù)采終端有兩種工作模式：一是由控制中心控制，數(shù)采終端判斷控制中心GPRS地址(本設(shè)計(jì)由唯一的手機(jī)號(hào)碼確定)和讀取溫濕度值，在數(shù)采終端與控制中心建立鏈接之后，數(shù)采終端將適時(shí)地通過無線網(wǎng)絡(luò)把溫濕度數(shù)據(jù)信息傳輸給控制中心。數(shù)采終端在整個(gè)系統(tǒng)中起到一個(gè)采集、預(yù)處理數(shù)據(jù)和發(fā)送的作用。實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)SIM卡上存有過多短信息時(shí)，會(huì)干擾系統(tǒng)正常通信。故程序中在判斷完每個(gè)新收到的短信后將其刪除。二是定時(shí)發(fā)送節(jié)點(diǎn)信息，此模式相對(duì)簡單一些。下面主要分析第一種工作模式。
　　第一種工作模式下主程序流程圖如圖2所示。

3.2 GPRS初始化任務(wù)設(shè)計(jì)
　　在對(duì)GPRS模塊操作前，要運(yùn)行GPRS模塊進(jìn)行初始化。它包括復(fù)bitGPRS模塊、讀緩沖區(qū)大小和設(shè)定信息中心號(hào)碼等。上面介紹的每一步操作都有相應(yīng)的AT指令，程序中執(zhí)行指令的步驟是一樣的。LPC2292通過串口1使用AT指令操作GPRS模塊，例如AT+CMGF=1：設(shè)置為文本模式,不支持中文。  
　　常用的與短信息操作相關(guān)的AT指令有：
　　AT+CNMA：新信息確認(rèn)應(yīng)答。
　　AT+CNMI：新信息指示。這個(gè)命令選擇如何從網(wǎng)絡(luò)上接收短信息。
　　AT+CMGR：讀短信。信息從+CPMS命令設(shè)定的存儲(chǔ)器讀取。
　　AT+CMGS：發(fā)送信息。
　　AT+CMGD：刪除短信息。刪除一個(gè)或多個(gè)短信息。
　　AT+CSCA：短信服務(wù)中心地址。
　　GPRS初始化至關(guān)重要，如果初始化不成功，將直接影響下面程序的執(zhí)行。為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)中把相關(guān)部分都封裝成帶返回參數(shù)的函數(shù)形式。
　　設(shè)定信息中心號(hào)碼是初始化的關(guān)鍵，不同地區(qū)的信息中心號(hào)碼是不同的，這一點(diǎn)要引起注意。并且信息中心號(hào)碼只需要設(shè)置一次就可以了。中國移動(dòng)短信中心服務(wù)號(hào)碼的編碼規(guī)則是：+861380 + 開戶地四bit長途區(qū)號(hào) + 500，長途區(qū)號(hào)不足四bit的在后面加"0"補(bǔ)齊(如北京為+8613800100500，四川綿陽的信息中心號(hào)碼是+8613800816500)。
3.3 數(shù)據(jù)采集任務(wù)設(shè)計(jì)
　　前面已經(jīng)介紹過，數(shù)據(jù)采集包括溫度和濕度的采集，選用的溫濕度傳感器是CHTM-02A，該器件的轉(zhuǎn)換速度快，線性度非常理想。圖3為采集濕度的流程圖。

　　在濕度采集程序流程圖中，提到了初始化，它包括對(duì)LPC2292的 A/D轉(zhuǎn)換器和I/O的初始化。MCU從傳感器接收的是與溫濕度的值相應(yīng)的電壓值，根據(jù)傳感器使用手冊(cè)將接收到的電壓轉(zhuǎn)換成所需要的數(shù)字量。為了得到更加接近于現(xiàn)實(shí)的真實(shí)值，使用增強(qiáng)型均值濾波，即將采集的8次外部電壓值去除最大和最小值后取平均值，這個(gè)平均值即為濾波后的電壓。溫度采用相似的方式進(jìn)行處理。
　　該傳感器可測(cè)量溫度范圍為0～100℃，濕度測(cè)量的范圍為0%RH～100%RH，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，程序中做出相應(yīng)的處理。
3.4 控制中心程序設(shè)計(jì)
　　控制中心可以是任一GPRS終端，本設(shè)計(jì)為手機(jī)。在系統(tǒng)中有發(fā)送控制命令和接收測(cè)量節(jié)點(diǎn)采集的環(huán)境信息的作用。
　　本系統(tǒng)綜合運(yùn)用了無線通信技術(shù)、MCU控制技術(shù)、溫濕度傳感器技術(shù)和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II，以模塊化完成，實(shí)現(xiàn)了溫濕度采集模塊化、無線通信模塊化。通過對(duì)該數(shù)采系統(tǒng)的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)GPRS模塊工作正常，溫濕度值傳輸準(zhǔn)確、穩(wěn)定。以溫濕度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)，與測(cè)試所得的溫濕度值作對(duì)比，誤差?。撼叵聺穸取?RH%,溫度±0.5℃。且系統(tǒng)硬件接口電路簡單，軟硬件系統(tǒng)穩(wěn)定，模塊化程度高，具有很好的可操作性和維護(hù)性。