摘 要

随着科技的发展远程测控技术愈发成熟，使得使用无线通信进行远程测控成为可能。目前我国SCR系统的研发还处于起步阶段，与发达国家还有差距。因此还有不少地方需要改进和研究。

本文以SIM868作为无线通信模块，实行对SCR系统的远程测控。

首先在硬件设计方面，参考多种不同芯片，选定SIM868来进行硬件设计。使用Cadence软件完成对无线通信模块的原理图设计和PCB布局布线。然后进行了PCB制板。

其次对设计好的硬件进行调试，并解决在调试过程中遇到的问题，实现了基于SIM868的数据传输。

最后，实现SIM868与TMS570LS的对接和调试并解决在对接过程中遇到的问题，最终实现了通过570微处理器对SIM868的调控和数据调用。

关键词：远程测控 SIM868 TMS570LS 原理图

Abstract

With the development of science and technology remote control technology increasingly mature, making the use of wireless communications for remote monitoring and control possible. At present, China's SCR system research and development is still in its infancy, there is still a gap with the developed countries. So there are lots of things need to be studied.

In this paper, SIM868 as a wireless communication module, the implementation of the SCR system remote monitoring and control.

First in the hardware design, reference to a variety of different chips, selected SIM868 for hardware design. Using Cadence software to complete the wireless communication module schematic design and PCB layout and wiring. Then the PCB board was made.

Followed by the design of the hardware debugging, and solve the problems encountered in the debugging process, based on SIM868 data transmission.

Finally, to achieve SIM868 and TMS570LS docking and debugging and solve the problems encountered in the docking process, and ultimately to achieve through the 570 microprocessor SIM868 control and data calls.

Key words：SIM868 TMS570LS Remote monitoring and control Schematic diagram

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究目的和意义 1

1.3国内外研究现状 2

1.4研究内容 4

第二章 硬件总体设计 4

2.1目前主流远程测控系统 5

2.1.1 应用专线的远程测控系统 5

2.1.2利用公用电话网的远程测控系统 5

2.1.3采用光纤通道的远程测控系统 6

2.1.4采用英特网的远程测控系统 6

2.1.5采用无线通信的远程测控系统 7

2.2提出控制方案 8

2.3本章小结 9

第三章 无线通信单元硬件设计 9

3.1 原理图设计软件选择 9

3.2 SIM868 10

3.3 原理图设计 12

3.3.1远程测控单元供电单元设计 13

3.3.2 远程测控单元卡座设计 14

3.3.3 远程测控单元天线设计 15

3.3.4 串口设计 16

3.4 本章小结 17

第四章 无线通信单元PCB设计和测试 17

4.1 PCB设计软件选择 17

4. 2 PCB设计 18

4.3 封装 19

4.4 创建电路板 20

4.5 调试与验证 21

4.6 本章小结 25

第五章 单片机与SIM868对接 26

5.1 TMS570LS单片机介绍 26

5.2 570控制器与SIM868调试 27

5.3 问题解决 29

第六章 结论与展望 30

6.1 结论 30

6.2 展望 30

参考文献 31

致谢 32

第一章 绪论

1.1研究背景

随着社会的发展，各个国家对环境污染问题越来越重视，对废气排放要求越来越严格。柴油机是目前主流的船舶的动力来源，废气中含有大量的氮氧化物，非甲烷碳氢，颗粒物等。其中氮氧化物不仅对环境有害，会形成光化学污染以及酸雨，同时是有毒气体会对人体产生伤害。随着国内外尾气排放标准的提高，其中最新的国五排放标准中，废气排放中氮氧化物浓度不能超过0.18g/km。与此同时，国际海事组织于2016年1月1日开始实施的最新排放标准，也为尾气处理带来了新的挑战，因此柴油机的尾气后处理装置和系统（SCR系统）也需要升级，以适应更高的排放标准和要求。SCR技术意为选择性催化还原技术，是一种处理氮氧化物的方式。随着无线通信技术的发展，使远程测控船舶的SCR系统成为可能。无线通信技术不同于过去其他的远程测控技术，有更高的实时性和可靠性，并且克服了多数据样本的采集困难，解决了超远距离的远程测控的问题。

图1.1 国四和国五排放标准对比图

1.2研究目的和意义

选择性催化还原（SCR）是柴油车尾气排放中NOx的一种处理方法，而SCR系统则是采用SCR技术的柴油机尾气后处理装置。为实现对SCR系统的参数采集、数据传输以及远程测控，设计SCR远程测控系统很有必要。

随着通信技术、信息技术的发展，使得远程测控及数据传输日益进步。无线网络具有传输速率快，高带宽，支持多种格式的数据传输等优点，所以利用无线网络来实现SCR系统的数据传输具有多方面的优势。

SIM868是SIMCom公司于2016年推出的采用四频GSM/GPRS网络和全球卫星导航系统模块的低能耗小尺寸多功能的通信芯片，同时具有2G网络模块和全球定位系统。用于远程测控时不仅可以进行数据传输，而且可以提供定位信息。SIM868采用GPS-VBAT、BAT供电，具有两个speaker音频接口和一个MIC音频接口以及独立UART的全球卫星导航系统接口，而SIM868相对于其他产品的优势在于，具备双GSM天线和双SIM卡接口，在通过硬件插脚使能GPS的同时支持北斗卫星导航系统。基于SIM868的SCR远程测控系统设计具有重大意义。