第頁(yè)共54頁(yè)基于STM32單片機(jī)的凈水器遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u21682基于STM32單片機(jī)的凈水器遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置設(shè)計(jì) 1298251緒論 2100901.1研究背景及意義 228451.2研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 342041.3本論文的主要內(nèi)容 3159302系統(tǒng)整體框架 4201762.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 455032.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路 4176082.3設(shè)計(jì)方案介紹 599492.3.1穩(wěn)壓電路原理介紹 57702.3.2水溫傳感器介紹 5125032.3.3電導(dǎo)率傳感器介紹. 6174662.3.4水流量傳感器介紹 7185272.3.5PH傳感器介紹 85652.3.6OLED顯示屏介紹 9159572.3.7sim800c模塊介紹 9224602.4本章小結(jié) 10169283硬件設(shè)計(jì) 11162133.1穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì) 11128033.2STM32單片機(jī)控制器電路 11319403.3傳感器電路設(shè)計(jì) 13202443.3.1水溫傳感器電路介紹 13121893.3.2電導(dǎo)率傳感器電路介紹 13312383.3.3水流量傳感器電路介紹 14162433.3.4PH傳感器電路介紹 1418263.4OLED顯示屏電路設(shè)計(jì) 1457323.5SIM800c模塊短信電路設(shè)計(jì) 15274253.6本章小結(jié) 1512954程序設(shè)計(jì) 16204254.1開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 16172104.2整體程序設(shè)計(jì)框架 16221384.3傳感器程序設(shè)計(jì) 17232194.3.1DS18B20溫度傳感器程序設(shè)計(jì) 17163934.3.2電導(dǎo)率傳感器程序設(shè)計(jì) 18302594.3.3水流量傳感器程序設(shè)計(jì) 19114254.3.4PH值傳感器程序設(shè)計(jì) 2072374.4OLED顯示程序設(shè)計(jì) 21316174.4.1OLED顯示原理 21241954.4.2OLED顯示程序設(shè)計(jì) 22209424.5SIM800c模塊程序設(shè)計(jì) 2319614.6本章小結(jié) 24186455系統(tǒng)功能測(cè)試 25264435.1溫度檢測(cè)功能測(cè)試 2518985.2電導(dǎo)率檢測(cè)功能測(cè)試 2641485.3PH值檢測(cè)功能測(cè)試 27264505.4水流量檢測(cè)功能測(cè)試 28180995.5SIM800c短信模塊功能測(cè)試 3037935.6測(cè)試結(jié)論 3116366結(jié)論 311緒論研究背景及意義從改革開(kāi)放后開(kāi)始我國(guó)的經(jīng)濟(jì)就在高速發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)伴隨著大量工業(yè)污染物的排放，自然環(huán)境的迅速變化以及對(duì)自然資源的環(huán)境污染和毀壞。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，隨著長(zhǎng)江源頭環(huán)境污染的嚴(yán)重，周邊自然環(huán)境也呈現(xiàn)了不斷惡化趨勢(shì)?；哪潭戎饾u加重，草地退化更加嚴(yán)重，原來(lái)大量的水源也被北方大面積的黃沙所淹沒(méi)。由于源頭地自然環(huán)境的變化，直接導(dǎo)致了黃河文化洪水頻繁、自然資源匱乏的嚴(yán)峻危機(jī)。而源頭自然環(huán)境的進(jìn)一步遭到損害，也嚴(yán)重影響著地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也是水污染對(duì)人類危害的明證，人們從此開(kāi)始關(guān)注水的安全問(wèn)題。伴隨著自來(lái)水的廣泛應(yīng)用，人類也更多的采用了自來(lái)水，但是在我國(guó)自來(lái)水處理工藝中一直以來(lái),，經(jīng)過(guò)的基本都是常規(guī)操作如：混凝、沉降、過(guò)濾、殺菌等，但是水中的重金屬離子在這些處理工藝處理下并不可以更深層次的去除，并且通過(guò)加殺菌劑殺菌消毒后也會(huì)使水源中出現(xiàn)大量含氯，因?yàn)檫@些都是對(duì)人類身體健康不利的物質(zhì)。而且水管在通過(guò)近幾十年的腐蝕，現(xiàn)在我國(guó)很多省市的城市供水管網(wǎng)采用的又是鍍鋅管，許多老舊管網(wǎng)中的水含有鐵銹，而城市建設(shè)過(guò)程中也導(dǎo)致了水網(wǎng)的破壞，使水在運(yùn)輸過(guò)程中受到二次污染。因此人們對(duì)于凈水器系統(tǒng)投入愈來(lái)愈多的關(guān)注，凈水器廣泛的應(yīng)用于各個(gè)場(chǎng)所，如學(xué)校、家庭等。凈水器是為了人們可以飲用更為純凈和優(yōu)質(zhì)的水而誕生，以前的人們更多關(guān)注水質(zhì)的好壞，而現(xiàn)在人們更加關(guān)注水的溫度、PH數(shù)值以及每日攝入的水量，這也預(yù)示著人們的生活水平在不斷地提高。智能凈水器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用的主要目標(biāo)就是在于為人們能夠?qū)崿F(xiàn)飲水安全而誕生，而這樣的一款凈水器需要能夠檢測(cè)出多種水質(zhì)的數(shù)據(jù)，以便人們更好的判斷飲用水的安全。本課題設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的凈水器遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，主要以單片機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等為硬件體系，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于水質(zhì)的水溫、電導(dǎo)率、PH值、水流量等數(shù)據(jù)收集以及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)的便捷和智能等優(yōu)勢(shì)，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用推廣意義。1.2研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)隨著水源頭的影響導(dǎo)致了水質(zhì)，而為了進(jìn)一步的提高和改善飲水質(zhì)量，人們就需要凈水器這樣的裝置將水質(zhì)進(jìn)行二次凈化。人們自己家中使用的自來(lái)水凈水器是每家每戶都需要必備的家用儀器，所以商業(yè)化市場(chǎng)也就非常之巨大。因此，為了提高飲水質(zhì)量開(kāi)發(fā)和應(yīng)用家用凈水器，確保人民身體飲水健康的客觀需要，凈水器檢測(cè)裝置具有廣闊和長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展前景。20世紀(jì)50年代家用凈水器出現(xiàn)，在一九七零年以后才開(kāi)始普及。但目前，在發(fā)達(dá)國(guó)家中已經(jīng)相當(dāng)普遍，一般的家庭都采用自來(lái)水凈水器。家用凈水器由美國(guó)杜邦公司、日本日立公司等全球知名公司最先研發(fā)制造。但因?yàn)槲覈?guó)家用凈水機(jī)的發(fā)展起步相對(duì)比較晚,直至20世紀(jì)80年代中期以后才有凈水機(jī)產(chǎn)品出現(xiàn),但都過(guò)于強(qiáng)調(diào)去除水中的污物,也缺乏注意到水體中的電導(dǎo)率和PH值，因此食用過(guò)多過(guò)酸或過(guò)堿式的飲用水，都會(huì)造成身體不好。現(xiàn)今的家用凈水器生產(chǎn)水平成熟可靠，可以對(duì)水質(zhì)中的有害物質(zhì)及細(xì)菌有較強(qiáng)的物理吸附作用，并且國(guó)內(nèi)的凈水器從生產(chǎn)水平、制造工藝、凈水效果、成本價(jià)格等方面都有優(yōu)勢(shì)，但都缺少水質(zhì)檢測(cè)功能。而隨著人們健康意識(shí)和對(duì)飲水質(zhì)量要求的不斷提高，家用凈水器在去除水中雜質(zhì)的同時(shí)也要求能夠檢測(cè)到水質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)，這樣才能更直觀的觀察到水質(zhì)的情況。而現(xiàn)今預(yù)計(jì)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,家用凈水器將朝著凈水介質(zhì)功能更全、凈化效果更好、使用更為方便并且能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的方向發(fā)展。1.3本論文的主要內(nèi)容本論文在寫(xiě)作過(guò)程中，主要分為五個(gè)部分闡述了基于單片機(jī)的凈水器遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)內(nèi)容，具體的研究?jī)?nèi)容如下所示：第一，先通過(guò)文章評(píng)論的方式，從基礎(chǔ)理論上、實(shí)際研發(fā)情況上以及需求上對(duì)關(guān)于凈水器遠(yuǎn)程控制設(shè)備的進(jìn)行了詳盡研究，針對(duì)凈水器設(shè)備研發(fā)基礎(chǔ)上的背景切入，重點(diǎn)研發(fā)內(nèi)容等方面做出了說(shuō)明，并從宏觀角度奠定文章撰寫(xiě)的框架。第二，對(duì)基于單片機(jī)的凈水器遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)的系統(tǒng)整體框架進(jìn)行了描述，該部分主要講解了設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)中使用到的各個(gè)傳感器，液晶屏以及短信模塊的分析介紹。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)需求和總結(jié)設(shè)計(jì)的分析，明確了基于單片機(jī)的凈水器遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)和應(yīng)用的可行性。第三，描述出了凈水器遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件電路模塊設(shè)計(jì)介紹和各個(gè)傳感器模塊介紹、液晶屏顯示模塊介紹、GSM短信模塊介紹的分析，在確定系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)及其思路的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)計(jì)裝置的硬件元件進(jìn)行了選擇確定，并設(shè)計(jì)完成了智能凈水器的各級(jí)硬件模塊，主要包含:STM32單片機(jī)電路模塊、穩(wěn)壓電路模塊、傳感器電路模塊、OLED液晶顯示屏電路模塊、SIM800c模塊短信電路模塊電路等。第四，描述了系統(tǒng)軟件程序模塊的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)對(duì)傳感器模塊程序設(shè)計(jì)、OLED液晶屏模塊程序設(shè)計(jì)、SIM800c短信模塊程序設(shè)計(jì)等進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。第五，對(duì)于各個(gè)傳感器模塊以及SIM800C短信模塊進(jìn)行了系統(tǒng)應(yīng)用測(cè)試，以保證裝置系統(tǒng)在日常運(yùn)行當(dāng)中的實(shí)用性和可靠性。2系統(tǒng)整體框架2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求（1）液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示用水量(精度為0.1L)、PH值和電導(dǎo)率;（2）溫度傳感器檢測(cè)溫度，液晶顯示溫度;（3）將液晶顯示的溫度、用水量(精度為0.1L)、PH值和電導(dǎo)率每隔一分鐘左右上傳到手機(jī)短信。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路通過(guò)相關(guān)專業(yè)論壇、專業(yè)網(wǎng)站、實(shí)時(shí)新聞等查詢資料以及在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下，對(duì)基于單片機(jī)的凈水器遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)分析，作為本次整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路如下：(1)在家庭中，老人和小孩都需要飲用更健康的水以保證身心健康，并且在一些特別的病況藥物的下，飲用偏酸或偏堿的水可能導(dǎo)致病況更加嚴(yán)重，因此實(shí)時(shí)檢測(cè)水中成分是非常有必要的。(2)在學(xué)校中，學(xué)校師生的飲水安全時(shí)刻都牽動(dòng)著每個(gè)人的心。有時(shí)水會(huì)長(zhǎng)時(shí)間堆放在一個(gè)地方或水質(zhì)混濁不清，都不能夠飲用，為防止出現(xiàn)這樣的事情，就非常有必要設(shè)計(jì)一種能夠檢測(cè)水質(zhì)安全以及可以遠(yuǎn)程監(jiān)察水質(zhì)安全的凈水器裝置以避免上述情況發(fā)生。(3)傳統(tǒng)的飲水器是只是采用一個(gè)水桶，一個(gè)加熱器將水分為熱水和冷水，并沒(méi)有一定的對(duì)水質(zhì)的檢測(cè)功能。本次的研究就是要將飲用水中的溫度、PH值、電導(dǎo)率、飲用水的用水量等信息呈現(xiàn)在飲用者的面前。使用STM32單片機(jī)為控制器，由各個(gè)模塊電路連接各個(gè)傳感器使其檢測(cè)到的水質(zhì)數(shù)據(jù)通過(guò)OLED液晶屏直觀的看到水質(zhì)數(shù)據(jù)，還可以使用SIM800c短信模塊通過(guò)手機(jī)實(shí)時(shí)觀察水質(zhì)數(shù)據(jù)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)用水安全以及檢測(cè)水質(zhì)安全。綜上所述：本文通過(guò)將凈水器的研究以及對(duì)于傳感器的各個(gè)因素：溫度、電導(dǎo)率、水流量、PH值等方面的采集通過(guò)傳感器上傳單片機(jī)換算得出結(jié)果上傳至OLED液晶屏得到直觀看到水箱內(nèi)的水質(zhì)情況。如圖2-1所示，整個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)中央控制器和多個(gè)傳感器、一個(gè)OLED液晶屏、一個(gè)SIM800c短信模塊組成，使用穩(wěn)壓電路供給能源保證各個(gè)電路使用。傳感器之間互不影響，溫度、水質(zhì)、PH值和水流量等數(shù)據(jù)通過(guò)各自傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)單片機(jī)的運(yùn)算后得出數(shù)據(jù)上傳OLED液晶屏以及通過(guò)SIM800c短信模塊每隔一分鐘上傳手機(jī)短信，從而得到凈水器遠(yuǎn)程檢測(cè)效果。圖2-1系統(tǒng)構(gòu)架圖2.3設(shè)計(jì)方案介紹2.3.1穩(wěn)壓電路原理介紹設(shè)計(jì)一個(gè)電路使用12V電源適配器，通過(guò)濾波電容以及穩(wěn)壓二極管實(shí)現(xiàn)單向?qū)?，并且需要完成保護(hù)電源免受回流傷害。提供傳感器、液晶顯示屏、SIM800c短信模塊以及單片機(jī)需要使用到的不同穩(wěn)定電壓。因此設(shè)計(jì)上要完成輸入電壓穩(wěn)定，12V穩(wěn)定電壓轉(zhuǎn)5V穩(wěn)定電壓以及轉(zhuǎn)3.3V穩(wěn)定電壓，方可完成設(shè)計(jì)上需要。2.3.2水溫傳感器介紹水溫傳感器所使用的YL-47DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，是一款帶有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出值的溫濕度復(fù)合傳感器。此傳感器廣泛應(yīng)用的溫濕度傳感器技術(shù)和數(shù)字模塊采集技術(shù)，以保證所采用設(shè)備擁有相當(dāng)好的穩(wěn)定性和較長(zhǎng)時(shí)間的工作穩(wěn)定性。它所使用的除了NTC式測(cè)量溫度元器件和電阻式感濕元件之外，還連接了一種高性能的八位單片微式計(jì)算機(jī)。使該感應(yīng)器的生產(chǎn)能夠達(dá)到高速響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、市場(chǎng)價(jià)格比高等優(yōu)勢(shì)。另外，在開(kāi)發(fā)YL-47DHT11數(shù)字濕度感應(yīng)器時(shí)，還在極為精密的濕度感應(yīng)器校驗(yàn)室中進(jìn)行了校準(zhǔn)，以及將校準(zhǔn)的系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，這些校準(zhǔn)系數(shù)當(dāng)使用到溫濕度傳感器檢測(cè)水溫時(shí)即可調(diào)用。傳感器接口為了更加便捷使用采用的是單線制串行接口，這可以減少體積、減少功耗，使得系統(tǒng)更為簡(jiǎn)易快捷集成化，并且信號(hào)的傳輸距離能夠達(dá)到20米以上。DS18B20器件是一種采用了“一線總線”接口的溫度傳感器。設(shè)計(jì)者通過(guò)“一線總線”可快速實(shí)現(xiàn)組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，從而令設(shè)計(jì)者的開(kāi)發(fā)效率大大提升，它能根據(jù)實(shí)際需求通過(guò)不復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)9~l2位的數(shù)字值直接讀出被測(cè)物體的溫度。其測(cè)溫寬度范圍可以達(dá)到負(fù)五十五攝氏度至正一百二十五攝氏度，精度可達(dá)到正負(fù)零點(diǎn)五攝氏度。被測(cè)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，數(shù)字信號(hào)的使用使其提升了器件的抗干擾性。與一般的測(cè)溫器件對(duì)比，它是一種不同于傳統(tǒng)測(cè)溫器件的低電壓的特點(diǎn)，還包括微型體積、接口相對(duì)不復(fù)雜的數(shù)字式測(cè)溫器件。它存在多種封裝形式，可以工作在3—5.5V的電壓范圍，因而使設(shè)計(jì)者更有效率地開(kāi)發(fā)使用。這里選擇了單總線接口的DS18B20（實(shí)物如圖2-2）作為本次設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)傳感器。DS18B20器件內(nèi)部的基本構(gòu)成由：溫度觸發(fā)對(duì)比器TH和TL、高達(dá)64位ROM、一線接口、溫度敏感元件相構(gòu)成。由于DS18B20無(wú)需外圍器件，測(cè)量范圍和精度都滿足本文設(shè)計(jì)條件。圖2-2DS18B20實(shí)物圖2.3.3電導(dǎo)率傳感器介紹.在本次設(shè)計(jì)中檢測(cè)水質(zhì)電導(dǎo)率采用的是濁度傳感器（實(shí)物如圖2-4），濁度傳感器的工作原理是利用光學(xué)原理，通過(guò)光傳輸?shù)浇邮斩怂芤褐械纳⑸渎屎屯腹饴蕘?lái)判斷濁度情況。傳感器內(nèi)部采用紅外線對(duì)管，當(dāng)裝置放入水中時(shí)光線穿過(guò)水獲取數(shù)據(jù)，將光的散射率和透光率傳輸至單片機(jī)。檢測(cè)過(guò)程為當(dāng)水質(zhì)越污濁，接收端收到的光就越少；水質(zhì)越清澈，接收端收到的光就越多，而光接收端把透過(guò)的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電流大小，透過(guò)的光少，電流就小，反之透過(guò)的光多，電流就大。濁度傳感器模塊將傳感器輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行模數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理。改進(jìn)款模塊具有數(shù)字量和模擬量輸出接口。單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量進(jìn)行采樣處理，以獲知當(dāng)前水的污濁度。該模塊價(jià)格低廉、使用方便、測(cè)量精度高。濁度傳感器模塊的接口電路組成如2-3圖所示。該模塊通過(guò)3PinXH-2.54接頭與濁度傳感器進(jìn)行連接。調(diào)節(jié)10K藍(lán)色電位器的旋鈕可以對(duì)數(shù)字量輸出觸發(fā)閾值進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖2-3濁度傳感器接口電路實(shí)物圖模塊引腳定義如下2-1表所示。表2-1濁度傳感器模塊引腳定義表序號(hào)引腳定義功能描述備注1VCC供電電壓正極，5V不可使用3.3V2AO模擬信號(hào)輸出輸出電壓范圍0~5V3DO數(shù)字信號(hào)輸出小于設(shè)定值輸出高電平；大于設(shè)定值輸出低電平4GND供電電壓負(fù)極圖2-4濁度傳感器實(shí)物圖2.3.4水流量傳感器介紹本設(shè)計(jì)使用的水流傳感器（實(shí)物如圖2-5所示）要求相對(duì)比較高，名為電磁流量傳感器（即為霍爾傳感器），使用的主要由水流電磁轉(zhuǎn)子、塑料閥體組件組成它裝在進(jìn)水端檢測(cè)進(jìn)水流量。其本身的抗干擾能力相對(duì)于其它產(chǎn)品較強(qiáng)，范圍也較廣，成本相對(duì)較低，因此采用此傳感器。電磁式流量傳感器[2]是一種速度式流量計(jì)。其工作原理為：當(dāng)水流由輸入端進(jìn)入流過(guò)磁性葉輪使得磁性葉輪旋轉(zhuǎn)，再由輸出端輸出傳感器時(shí)，磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致被推近內(nèi)置的電磁元件，電磁元件被磁力運(yùn)動(dòng)打開(kāi)，形成電信號(hào)傳輸；當(dāng)磁極停止旋轉(zhuǎn)時(shí)傳感器電磁元件被關(guān)閉，停止電信號(hào)傳輸。電磁元件由于電磁效應(yīng)輸出電信號(hào)，使其輸出的電磁脈沖頻率與水流速度成正比，這樣，原來(lái)可以根據(jù)電磁脈沖的信號(hào)來(lái)判斷水流的速度和大小，并通過(guò)STM32單片機(jī)程序計(jì)算，將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在本地，水流越快，輸出頻率越高，反之，水流越慢，電磁元件輸出的脈沖頻率越低。圖2.5水流傳感器實(shí)物圖2.3.5PH傳感器介紹PH傳感器（實(shí)物如圖2-6所示）是用來(lái)檢測(cè)被測(cè)物中氫離子濃度并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的可用輸出信號(hào)的傳感器，通常由信號(hào)傳輸部分和化學(xué)檢測(cè)部分構(gòu)成。所使用的PH傳感器的特點(diǎn)是：快速電纜接頭、耐水、避免安裝時(shí)電纜打結(jié)、使用壽命長(zhǎng)、在有毒的離子水溶液中表現(xiàn)良好以及可以以各種方式安裝。PH傳感器常用來(lái)進(jìn)行對(duì)溶液、水等物質(zhì)的測(cè)量。其原理是：當(dāng)一個(gè)參比電極和一個(gè)氫離子可逆指示電極同時(shí)浸入溶液中形成原電池時(shí)（參比電極的電位原理是恒定的,是目前已知的)，因此在某個(gè)高溫時(shí)就會(huì)形成一種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而這種電動(dòng)勢(shì)和溶液的氫離子活性直接相關(guān)，和其他離子的存在關(guān)系不大。二十五攝氏度以下溶液中的氫離子活度約為1mol/千克，大氣氫氣壓為1.0132*X05pa(1個(gè)大氣壓)，而這時(shí)的氫電極就被叫做標(biāo)準(zhǔn)氫電極，它的電極電勢(shì)為零。而根據(jù)這種標(biāo)準(zhǔn)氫電極能夠衡量任何陰極的電勢(shì)。圖2-6PH傳感器實(shí)物圖2.3.6OLED顯示屏介紹OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管（OrganicLightEmittingDiode）。OLED具有響應(yīng)速度快、面板靈活、工作溫度范圍廣，自發(fā)光、無(wú)背光、高對(duì)比度、厚度薄、視角廣、結(jié)構(gòu)和工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)良特性。OLED顯示屏特點(diǎn)：（1）0.96寸OLED有黃藍(lán)，白，藍(lán)三種顏色可選（2）分辨率為128*64（3）接口方式繁多：OLED裸屏的接口總共就有5種包括：6800、3線或4線的串行SPI接口方式、IIC接口方式、8080兩種并行接口方式，這五種接口都是通過(guò)屏上的BS0~BS2來(lái)配置的。（4）兩種接口的Demo板，接口分別為四針模式的IIC模塊（如下圖2-8所示），七針模式的SPI/IIC兼容模塊（如下圖2-7所示）。圖2-7OLEDSPI/IIC兼容模塊顯示屏實(shí)物圖圖2-8OLEDIIC模塊顯示屏實(shí)物圖此模塊使用OLEDIIC模塊顯示屏作為裝置顯示屏，這樣更有利于設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。2.3.7sim800c模塊介紹本設(shè)計(jì)中選擇用于發(fā)送短信的是SIM800C短信模塊是一款高性能高性價(jià)比工業(yè)級(jí)的GSM/GPRS模塊（開(kāi)發(fā)板）。SIM800C短信模塊性價(jià)比高，性能穩(wěn)定，外觀小巧，能滿足客戶的多種需求。SIM800C工作頻率為GSM/GPRS850/900/1800/1900MHz，可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、短信和數(shù)據(jù)信息的低功耗傳輸，尺寸為17.6*15.7*2.3mm，適用于各種緊湊型產(chǎn)品設(shè)計(jì)。它采用了SIMCOM的工業(yè)級(jí)四頻850/900/1800/1900MHzSIM800芯片，可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、短信、數(shù)據(jù)和傳真信息的低功耗傳輸。圖2-9是SIM800C短信模塊的實(shí)物圖。圖2-9SIM800C短信模塊實(shí)物圖2.4本章小結(jié)本章通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)功能的需求，進(jìn)行了原理上和可行性的分析，從而確定了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思路。系統(tǒng)的穩(wěn)壓電路方式，通過(guò)對(duì)電源的濾波以及穩(wěn)壓，達(dá)到提供元器件所需要的5V電源以及單片機(jī)所需要的3.3V電源。通過(guò)了解各個(gè)傳感器的功能、特點(diǎn)以及優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)確定設(shè)計(jì)中需要的傳感器是否能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，從而完成水質(zhì)的各個(gè)數(shù)據(jù)檢測(cè)。通過(guò)介紹，了解了水質(zhì)中數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵和穩(wěn)壓電路的工作原理和設(shè)計(jì)需求；本章節(jié)從設(shè)計(jì)要求中挖掘出元器件，經(jīng)過(guò)理論的分析，為后面電路接口的設(shè)計(jì)提供了思路。3硬件設(shè)計(jì)通過(guò)第1章節(jié)的原理分析和論證，為了滿足基于單片機(jī)的凈水器遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)的要求，本系統(tǒng)的硬件組成分為：系統(tǒng)電源模塊、溫度檢測(cè)電路、水流量檢測(cè)電路、PH值檢測(cè)電路、電導(dǎo)率檢測(cè)電路、OLED液晶屏顯示模塊、GSM短信模塊以及中央控制器系統(tǒng)電路等。3.1穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)電路使用12V電源適配器通過(guò)濾波電容進(jìn)行濾波從而到達(dá)穩(wěn)定的電壓，再經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓?jiǎn)蜗驅(qū)ǘO管使得電源單向?qū)ǚ乐闺娏骰亓鳠龤щ娫矗鸬奖Ｗo(hù)作用。再?gòu)?2V轉(zhuǎn)5V穩(wěn)壓芯片，使得電壓變?yōu)?V穩(wěn)壓電源給與顯示屏、GSM短信模塊以及各個(gè)傳感器電路提供電源。最后再經(jīng)過(guò)一個(gè)穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓為3.3V給與單片機(jī)提供電源。圖3-1為穩(wěn)壓電路圖。圖3-1穩(wěn)壓電路圖3.2STM32單片機(jī)控制器電路本設(shè)計(jì)的中央控制器采用芯片為STM32F103RCT6的單片機(jī)。芯片擁有比較豐富的內(nèi)部資源，是一款高速、低功耗、多種接口的處理器。增強(qiáng)型，32位基于ARM核心的帶512K字節(jié)閃存的微控制器USB、CAN、多達(dá)112個(gè)快速I/O端口、11個(gè)定時(shí)器、3個(gè)ADC、13個(gè)通信接口，中央控制器主要負(fù)責(zé)運(yùn)算PID算法控制恒流源輸出電流能力，通過(guò)片內(nèi)自帶的ADC采樣輸出電流，以及對(duì)傳感器取樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后控制顯示電路將數(shù)據(jù)顯示給用戶。圖3-2為STM32F103RCT6核心電路圖。圖3-2STM32F103RCT6核心電路圖STM32F103RCT6的技術(shù)特點(diǎn)：(1)帶有豐富的接口資源,如：增強(qiáng)型，32位基于ARM核心的帶512K字節(jié)閃存的微控制器USB、CAN、11個(gè)定時(shí)器、3個(gè)ADC、13個(gè)通信接口。(2)Cortex-M3核并內(nèi)嵌閃存和SRAM。(3)內(nèi)置閃存存儲(chǔ)器。(4)FSMC(可配置的靜態(tài)存儲(chǔ)器控制器)和LCD并行接口。(5)低能耗。IO分配表如表3-1所示：表3-1STM32F103RCT6引腳分配表引腳名功能GPIOA4OLED顯示屏SDAGPIOA5OLED顯示屏SCLGPIOA9SIM800cTX2GPIOA10SIM800cRX2GPIOB11水溫傳感器接口GPIOA2水質(zhì)傳感器接口GPIOA1PH值傳感器接口GPIOA0水流量傳感器接口GPIOB0LED1GPIOB1LED23.3傳感器電路設(shè)計(jì)傳感器電路由四部分組成：溫度檢測(cè)電路、水流量檢測(cè)電路、PH值檢測(cè)電路、電導(dǎo)率檢測(cè)電路。傳感器與傳感器之間相互不想影響，只有溫度相差較大時(shí)，PH值會(huì)受到溫度的影響。輸入電路通過(guò)濾波、穩(wěn)壓從而達(dá)到傳感器電路需要使用的5V穩(wěn)定電壓，從而使得傳感器可以正常工作。3.3.1水溫傳感器電路介紹本次設(shè)計(jì)使用DS18B20芯片來(lái)對(duì)水質(zhì)溫度進(jìn)行測(cè)溫，接入5V穩(wěn)壓電源，連接單片機(jī)PB11口，傳輸數(shù)據(jù)至單片機(jī)運(yùn)算。圖3-3為水溫傳感器電路圖。圖3-3水溫傳感器電路圖3.3.2電導(dǎo)率傳感器電路介紹本次設(shè)計(jì)使用濁度傳感器，濁度傳感器將傳感器輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，由一個(gè)微控制器處理AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。接入5V穩(wěn)壓電源，連接單片機(jī)PA2口，傳輸數(shù)據(jù)至單片機(jī)運(yùn)算。圖3-4為電導(dǎo)率傳感器電路圖。圖3-4電導(dǎo)率傳感器電路圖3.3.3水流量傳感器電路介紹該設(shè)計(jì)使用霍爾傳感器，其中水流由傳感器輸入端流入使得磁性轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，速度隨流速變化，霍爾傳感器輸出相應(yīng)的脈沖信號(hào)，控制器收到傳感器上傳的數(shù)據(jù)借以確定水的流量。傳感器接入單片機(jī)接口PA2，接入5V穩(wěn)壓電源，傳輸數(shù)據(jù)至單片機(jī)運(yùn)算。圖3-5為水流傳感器電路圖。圖3-5水流傳感器電路圖3.3.4PH傳感器電路介紹本設(shè)計(jì)PH檢測(cè)模塊最重要的部分是檢測(cè)水的PH值，可以簡(jiǎn)便地檢測(cè)液體中的PH值，包含兩部分：電極和信號(hào)傳輸器。電極插入待檢測(cè)的水中，檢測(cè)氫離子濃度，然后由內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)，輸出到單片機(jī)上，然后單片機(jī)程序進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，計(jì)算出被測(cè)物中的PH值。傳感器接入5V穩(wěn)壓電源，連接單片機(jī)PA1口，傳輸數(shù)據(jù)至單片機(jī)運(yùn)算。圖3-6為PH傳感器電路圖。圖3-6PH傳感器電路圖3.4OLED顯示屏電路設(shè)計(jì)根據(jù)OLED使用手冊(cè)連接其引腳至中央控制器的相對(duì)應(yīng)接口上，通過(guò)SPI協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。本次設(shè)計(jì)使用OLED液晶屏，接入5V穩(wěn)壓電源，液晶屏OLEDSDA口連接單片機(jī)PA4口，OLEDSCL口連接單片機(jī)PA5口傳輸數(shù)據(jù)至單片機(jī)運(yùn)算。圖3-7為OLED顯示屏電路圖。圖3-7OLED顯示屏電路圖3.5SIM800c模塊短信電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)使用SIM800c短信模塊，通過(guò)使用濾波電容以及穩(wěn)壓二極管提供穩(wěn)定5V電源，模塊RX2口連接單片機(jī)PA10口，模塊TX2口連接單片機(jī)PA9口，將單片機(jī)收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)短信的模式每隔一分鐘上傳手機(jī)。圖3-8為SIM800c模塊電路圖。圖3-8SIM800c模塊電路圖3.6本章小結(jié)本章從電源模塊、STM32F103RCT6控制器模塊、傳感器電路設(shè)計(jì)模塊、OLED顯示屏電路設(shè)計(jì)、SIM800c模塊短信電路設(shè)計(jì)模塊講解了整個(gè)設(shè)計(jì)的硬件安排。系統(tǒng)電源采用12V適配器通過(guò)兩個(gè)濾波電容再由ss34穩(wěn)壓二極管單向?qū)ㄗ龅奖Ｗo(hù)電源不受損害，接入穩(wěn)壓芯片使得12V穩(wěn)壓為5V，提供電源給與傳感器、短信模塊以及顯示屏。再將電源穩(wěn)壓為3.3v給單片機(jī)供電，主要提供給中央控制器及外圍電路；采用的微控制器具有Cortex-M3內(nèi)核可以作為本次設(shè)計(jì)的中央控制器，可以大大提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。中央控制器在經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)運(yùn)算后將得到的數(shù)據(jù)上傳到OLED液晶屏上，以及通過(guò)SIM800c模塊短信實(shí)時(shí)發(fā)送短信至手機(jī)，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求。4程序設(shè)計(jì)本章主要介紹系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)思想，包括：整體程序設(shè)計(jì)框架、各個(gè)傳感器子程序設(shè)計(jì)、OLED顯示程序設(shè)計(jì)、SIM800C短信模塊程序設(shè)計(jì)。4.1開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介本次裝置軟件設(shè)計(jì)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境是由keiluvision5來(lái)提供并且進(jìn)行設(shè)計(jì)，keiluvision5能夠提供了一個(gè)面向嵌入式系統(tǒng)和單片機(jī)系統(tǒng)的完整開(kāi)發(fā)方案。keiluvision5的界面和操作便利性得到了很大的提升和改進(jìn)。在兼容性方面也很強(qiáng)大，可包容51全系列的單片機(jī)控制器產(chǎn)品、功耗極低的MSP430系列產(chǎn)品以及嵌入式平臺(tái)的STM32系列單片機(jī)處理器。設(shè)計(jì)中使用的CortexM內(nèi)核的微控制器應(yīng)用程序（STM32F103RCT6控制器）提供了一個(gè)完整的C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境以及大量的中間庫(kù)。keiluvision5軟件首先要建立一個(gè)工程文件，隨后分支建立第二級(jí)、第三級(jí)等子功能模塊調(diào)用函數(shù)的.C文件和H文件，在主程序中實(shí)現(xiàn)庫(kù)函數(shù)和功能模塊函數(shù)之間的循環(huán)調(diào)用。編譯方式的模塊化在使得查找bug時(shí)更加容易，將錯(cuò)誤范圍縮小至一個(gè)函數(shù)中，從上至下每個(gè)函數(shù)都可執(zhí)行下去且無(wú)出現(xiàn)任何bug和錯(cuò)誤信息，則表示程序函數(shù)的編譯完成，可生成HEX文件下載至控制器內(nèi)，在硬件中調(diào)試設(shè)計(jì)裝置是否出現(xiàn)錯(cuò)誤或顯示出錯(cuò)，在排除外在因素的情況下程序正常運(yùn)行，傳感器檢測(cè)正常，即可完成系統(tǒng)的軟硬件結(jié)合。4.2整體程序設(shè)計(jì)框架整體程序設(shè)計(jì)框架的設(shè)計(jì)思想是，初始化各模塊：OLED顯示模塊初始化、傳感器電路初始化、sim800c短信模塊初始化。將傳感器程序逐個(gè)檢測(cè)是否能夠?qū)崟r(shí)上傳數(shù)據(jù)，傳感器連接單片機(jī)接口程序驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，單片機(jī)程序運(yùn)算后上傳并且可以將數(shù)據(jù)顯示至屏幕上。在sim800c短信模塊上插入電話卡，在初始化完成后單片機(jī)輸入傳感器收集到并且通過(guò)單片機(jī)運(yùn)算得到的數(shù)據(jù)后，由GSM短信模塊每隔一分鐘發(fā)送收集到的水質(zhì)數(shù)據(jù)短信到手機(jī)上。從而到達(dá)設(shè)計(jì)要求。圖4-1為此設(shè)計(jì)的整體程序流程圖。圖4-1整體程序流程圖4.3傳感器程序設(shè)計(jì)4.3.1DS18B20溫度傳感器程序設(shè)計(jì)DS18B20傳感器的讀寫(xiě)信號(hào)類別有：讀L、讀H、寫(xiě)L、寫(xiě)H、復(fù)位信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)。由主器件發(fā)送所有信號(hào)的請(qǐng)求，從器件做出響應(yīng)，除了應(yīng)答信號(hào)以外。DS18B20傳感器的數(shù)據(jù)傳輸類型為低字節(jié)在前高字節(jié)在后。DS18B20讀寫(xiě)時(shí)序簡(jiǎn)介：(1)寫(xiě)時(shí)序：因?yàn)槭菃慰偩€器件，所以DS18B20寫(xiě)時(shí)序包括寫(xiě)L和寫(xiě)H兩種時(shí)序。兩種寫(xiě)時(shí)序在主器件將總線拉低時(shí)開(kāi)始，所有寫(xiě)時(shí)序最短時(shí)間不低于60us，當(dāng)出現(xiàn)兩個(gè)互相無(wú)影響的寫(xiě)時(shí)序時(shí)，它們之間需要不低于1us的恢復(fù)時(shí)間。①寫(xiě)H時(shí)序：主器件發(fā)送低電平，持續(xù)2us，接著不再占用數(shù)據(jù)端口，持續(xù)60us。②寫(xiě)L時(shí)序：主器件發(fā)送低電平，持續(xù)60us，接著不再占用數(shù)據(jù)端口，持續(xù)2us。(2)讀時(shí)序：主器件發(fā)出讀請(qǐng)求時(shí)，從器件器響應(yīng)主機(jī)，主器件開(kāi)始讀取數(shù)據(jù)，所以，在主器件發(fā)出請(qǐng)求命令后，主器件必須馬上變?yōu)榻邮漳Ｊ阶龊媒邮諟?zhǔn)備，以便能夠讀取從機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)。DS18B20溫度傳感器程序流程圖如圖4-2所示。以下為溫度傳感器子程序編寫(xiě)： floatDS18B20_Read_Temp(void)//DS18B20讀取溫度 { uint8_tDS18B20_MS,DS18B20_LS; DS18B20_Init();//DS18B20初始化 Delay_us(1);//延時(shí)約1us DS18B20_Write_Data(0xCC);//寫(xiě)跳過(guò)ROM指令 DS18B20_Write_Data(0x44);//寫(xiě)溫度轉(zhuǎn)換指令 Delay_us(125);//延時(shí)約125us DS18B20_Init();//DS18B20初始化 Delay_us(1);//延時(shí)約1us DS18B20_Write_Data(0xCC);//寫(xiě)跳過(guò)ROM指令 DS18B20_Write_Data(0xBE);//寫(xiě)讀暫緩器指令 DS18B20_LS=DS18B20_Read_Data();//讀取低字節(jié) DS18B20_MS=DS18B20_Read_Data();//讀取高字節(jié) TempData.UpdateState=TEMP_UPDATE_SUCCESS; TempData.temp=(DS18B20_MS*256+DS18B20_LS)*0.0625; if(TempData.temp<=-50||TempData.temp>50){ TempData.UpdateState=TEMP_UPDATE_NONE; TempData.temp=50; } returnTempData.temp; }圖4-2DS18B20溫度傳感器程序流程圖4.3.2電導(dǎo)率傳感器程序設(shè)計(jì)電導(dǎo)率傳感器通過(guò)濁度感應(yīng)器模塊,將電流信息轉(zhuǎn)化為電壓信息是傳感器輸出信號(hào)的主要方法,并利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理功能。改款的模塊將具備模擬量與數(shù)值測(cè)量輸入輸出的接口。模擬量可利用單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器完成采樣處理,以獲得當(dāng)前水的污濁量。將串行接口初始化,使用ADC進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,再使用收集到的數(shù)字信息進(jìn)行程序運(yùn)行,上傳單片微型計(jì)算機(jī)。電導(dǎo)率傳感器程序流程圖如4-3所示。圖4-3電導(dǎo)率傳感器程序流程圖4.3.3水流量傳感器程序設(shè)計(jì)水流量傳感器使用霍爾流量開(kāi)關(guān)渦輪流量計(jì)可以使得誤差減小為10ml。將串口初始化，通過(guò)磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的速度上傳數(shù)據(jù)到達(dá)單片機(jī)水流量子程序運(yùn)算，從而達(dá)到檢測(cè)水流量的效果。以下為水流量傳感器子程序編寫(xiě)。水流量傳感器程序流程圖如4-4所示。floatdriver_water_stream_getVal(void){floatval; if(global_stream_pluse_val>0) { if(global_stream_pluse_val%2){ val=(global_stream_pluse_val-1)/2; if(val>0){ val-=1; } }else{ val=global_stream_pluse_val/2; } val=val/450.0*1000; if(val*0.16<250){ val=val+val*0.154; }else{ val+=250; } returnval; } return0;}圖4-4水流量傳感器程序流程圖4.3.4PH值傳感器程序設(shè)計(jì)PH值檢測(cè)最重要的是采集水質(zhì)的PH值，為了能夠更為方便地檢測(cè)液體中的PH值，傳感器采用的是只有電極以及傳輸器兩部分的傳感器，能夠快速檢測(cè)的同時(shí)還減少占用面積。首先，玻璃管檢測(cè)水中的氫離子濃度，然后由內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換為可輸出的信號(hào)，輸出到單片機(jī)。將串口初始化，ADC采集數(shù)據(jù)上傳程序計(jì)算由傳送至單片機(jī)程序，進(jìn)而上傳顯示屏以及SIM800c短信模塊。PH值傳感器程序流程圖如4-5所示。PH值換算程序：OLED_8X16_PRINTF(0,0,"PH:%03d.%01d",(uint8_t)Val->ph_val,(uint32_t)(Val->ph_val*10)%10);圖4-5PH值傳感器程序流程圖4.4OLED顯示程序設(shè)計(jì)4.4.1OLED顯示原理OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管(OrganicLightEmittingDiode)。OLED是自發(fā)光器件，也就是說(shuō)它不需背光源。OLED顯示屏的引腳定義如表4-1：表4-1OLED顯示屏引腳定義引腳序列引腳名功能描述1GND電源地2VCC電源正（3～5.5V）3D0在SPI和通信中為時(shí)鐘管腳4D1在SPI通信中為數(shù)據(jù)管腳5RES復(fù)位（低電平復(fù)位）6DC數(shù)據(jù)和命令控制管腳7CS片選管腳OLED作為一個(gè)顯示屏少不了顯存的存在，其使用的是SSD1306顯存共為8KB大小，顯示屏被SSD1306切成了8扇區(qū)。SSD1306將整個(gè)屏幕分成了64行，8行為一扇區(qū)，一扇區(qū)則有128個(gè)字節(jié)。SSD1306芯片的操作指令非常的多，這里僅介紹本文使用到的一些指令:(1)0X81：對(duì)比度設(shè)置指令。這個(gè)指令由0X81指令加上準(zhǔn)備輸入的對(duì)比度的值組成，且高字節(jié)為命令，低字節(jié)為設(shè)置值。(2)0XAE/0XAF：0XAE指令禁止顯示；0XAF指令允許顯示。(3)0X8D：該指令也由兩個(gè)字節(jié)組成，且高字節(jié)為命令，低字節(jié)為設(shè)置值。(4)0XB0~B7：這個(gè)指令是選擇哪一扇區(qū)。(5)0X00~0X0F：選擇屏幕最初COLO位置的低四位。(6)0X10~0X1F：選擇屏幕最初COLO位置的高四位。4.4.2OLED顯示程序設(shè)計(jì)使用的是0.96寸4線7引腳SPI通信接口的OLED，只寫(xiě)OLED而不對(duì)其進(jìn)行讀操作。以下為OLED的SPI程序：voidOLED_Write_Byte(u8_tData,u8_tCom){ u8_ti; OLED_CS=0; OLED_DC=Com; for(i=0;i<8;i++) { OLED_SCLK=0; if(Data&0x80) OLED_SDIN=1; else OLED_SDIN=0; OLED_SCLK=1; Data<<=1; } OLED_CS=1;}OLED顯示的程序流程圖如圖4-6所示：圖4-6OLED顯示程序流程圖4.5SIM800c模塊程序設(shè)計(jì)通過(guò)SIM800C模塊可以實(shí)現(xiàn)短信的傳輸功能，將應(yīng)用到的指令中有AT+CMGS。AT+CMGS:主要用來(lái)收發(fā)短信,在"GSM"字符集下,最大可以發(fā)送一百八十個(gè)字節(jié)的英文字符,在"UCS2"字符集下,最高可以發(fā)出七十個(gè)漢字(包括字符/數(shù)字)。當(dāng)SIM八百C模塊初始化后,可以檢測(cè)卡是否插入成功,然后通過(guò)AT的不同指令對(duì)短訊模塊的不斷檢測(cè),將sms短信消息回調(diào),并讀取SIM卡ccid,最終短信傳輸完成。SIM800C模塊程序流程圖,如圖4-7所示。以下為sim800_sms發(fā)送短信程序編寫(xiě)：staticintapp_sms_recv_callback(sms_message_paraType*para){if(para==NULL||para->message==NULL||\para->phone_n==NULL){return-1;}/*編輯短信404*/if(strlen((char*)para->message)<=0||\strstr((char*)para->message,"404")==NULL){return-1;} /*綁定新的電話號(hào)碼*/if(strstr((char*)para->phone_n,"+86")&&\strlen((char*)para->phone_n)>=14){APP_DEBUG("addnewphonenum%s",para->phone_n); main_parameter_list.parameter_set(9,para->phone_n,\ strlen((char*)para->phone_n));}return0;}圖4-7SIM800C模塊程序流程圖4.6本章小結(jié)本章根據(jù)系統(tǒng)整體框架的原理分析、數(shù)據(jù)計(jì)算和硬件設(shè)計(jì)編寫(xiě)相應(yīng)的程序，通過(guò)穩(wěn)壓電路程序完成對(duì)于設(shè)計(jì)需要電壓5V以及3.3V穩(wěn)定輸出。傳感器提供數(shù)據(jù)輸入，經(jīng)過(guò)電路傳輸單片機(jī)程序數(shù)據(jù)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)水溫、水質(zhì)、PH值、水流量等數(shù)據(jù)上傳，再由OLED液晶屏程序獲取數(shù)據(jù)顯示在屏幕上，以及由SIM800c短信模塊程序接收數(shù)據(jù)信息同步每分鐘上傳到相對(duì)應(yīng)的手機(jī)上。設(shè)計(jì)對(duì)于各個(gè)模塊的功能進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的調(diào)試驗(yàn)證。模塊功能驗(yàn)證無(wú)誤后，對(duì)各模塊進(jìn)行組合調(diào)試驗(yàn)證，以達(dá)到期望設(shè)計(jì)的結(jié)果。5系統(tǒng)功能測(cè)試5.1溫度檢測(cè)功能測(cè)試測(cè)試條件：分別使用溫度為47攝氏度和28攝氏度的水，用于檢測(cè)溫度傳感器的靈敏性，將溫度傳感器放入不同的水中檢測(cè)，查看OLED液晶屏上顯示的溫度與實(shí)際使用的水溫度是否相同。測(cè)試結(jié)果：檢測(cè)溫度由于受到外環(huán)境較冷影響，有上下1溫度誤差，但當(dāng)裝置處于室溫狀態(tài)下環(huán)境溫度誤差幾乎為0。測(cè)試結(jié)果滿足設(shè)計(jì)條件。測(cè)試結(jié)果圖：如下5-1圖，5-2圖所示。圖5-147攝氏度水檢測(cè)圖圖5-228攝氏度水檢測(cè)圖5.2電導(dǎo)率檢測(cè)功能測(cè)試測(cè)試條件：分別使用清水、肥皂水、含有泥沙的水檢測(cè)水的電導(dǎo)率，查看OLED液晶屏上顯示。測(cè)試結(jié)果：檢測(cè)電導(dǎo)率與實(shí)際電導(dǎo)率相符合。測(cè)試結(jié)果圖：如下5-3圖、5-4圖、5-5圖所示。圖5-3清水電導(dǎo)率檢測(cè)圖圖5-4肥皂水電導(dǎo)率檢測(cè)圖