摘 要

在人们生活中，温度是一个密切相关的一个变量，对人们的生活有着巨大的意义，所以对温度这一变量的检测是人类现在以及将来一直要去研究的一个方向。以冷藏技术为例，食物的保鲜水平已经达到了很高的水平，极大的延长了食物的保鲜周期同时还保持了食物原先色泽，使得食物的口感几乎没有发生改变。冷藏技术在冷库中的应用就显得十分重要。对于冷库温度远程检测就要用到GPRS模块，因为GPRS的无线通信功能使得检测尤为方便。本文介绍了STM32F103RBT6这一单片机，通过这个单片机以及其检测温度的工作原理达到对系统软件设计的目的。该测温系统主要由DS18B20单总线温度传感器、GPRS传输模块SIM800C和STM32微控制器组成，具有无线传输网络的特征。最终实现对冷库温度的采集、处理、发送和接收，达到快捷、方便、准确的实用效果。

关键词：单片机，GPRS无线，数据采集，测温系统

Software design of real time detection system for cold storage temperature

Abstract

In people's life, the temperature is a closely related one variable, is of great significance for people's life, so the detection of the temperature of this variable is now and always go to study the human future in one direction. In cold storage technology as an example, the level of fresh food has reached a very high level, greatly prolong the preservation period of food while maintaining the original color of food, making food taste almost no change. The application of cold storage technology in cold storage is very important. For cold storage temperature remote detection, we should use GPRS module, because GPRS wireless communication function makes detection more convenient. This paper describes the STM32F103RBT6 microcontroller, through the microcontroller and its temperature detection principle, to achieve the purpose of system software design. The temperature measuring system is mainly composed of DS18B20 single bus temperature sensor, GPRS transmission module, SIM800C and STM32 microcontroller, and has the characteristics of wireless transmission network. Finally, it can collect, process, send and receive cold storage temperature, and achieve quick, convenient and accurate practical results.

Keywords: MCU，GPRS，Wireless， Data acquisition，Temperature measuring system

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目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题的研究意义和目的 1

1.2 发展历程及研究现状 2

1.3本文的主要内容及章节安排 3

第二章 单片机概述 4

2.1ALIENTEK MiniSTM32 V2.0 开发板的特点描述 4

2.2STM32引脚及功能 4

2.3EEPROM 5

第三章 DS18B20的概述 6

3.1 DS18B20一般说明及特点概述 6

3.2 DSl8B20的外部管脚及特点 7

3.3 DS18B20内部结构 8

3.4 DS18B20的测温功能 8

第四章 GPRS技术 9

4.1 GPRS简介 9

4.2 GPRS的特点 9

4.3 GPRS连接Internet的原理 10

4.4 GPRS的发展及应用 10

4.4.1 GPRS的发展 10

4.4.2 GPRS的应用 11

第五章 系统软件设计 12

5.1 SIM800C 13

5.1.1模块综述 13

5.1.2 SIM800C模块实物及功能框图 14

5.2 DS18B20测温流程 15

5.2.1 初始化 15

5.2.2 DS18B20实验的具体软件设计 15

5.2.3 温度采集模块的主程序 16

5.3 单片机中涉及SIM800C串口初始 16

5.4 GPRS应用系统中的协议转换 17

5.5软件设计所要用到的主要AT命令 18

5.6 Keil uVision5 20

5.7上位机程序及检测界面 21

5.8 GPRS连接测试 22

5.9 检测界面 22

总结 24

致谢 25

参考文献 26

第一章 绪论

1.1 课题的研究意义和目的

时代在不断地进步，人们不但注重个人的出行方式和生活节奏，更加注重对于饮食的安全和质量。但同时环境问题、食品安全等困惑着现代人们。以食品为例，食品的保鲜冷藏一直影响着人们生活的方方面面，食品的保鲜技术直接影响了食品的质量和口感。特别是食品的储存过程中对于温度的监控更为重要，所以对于冷库温度检测系统的设计一直是人们所研究的课题。谈起温度这一个词语，大家并不陌生，它与我们的生活密切相关，正因为有了温度，地球才有了生机，地球上才有了人类的诞生。毫不犹豫地可以说，温度是人类生活和发展下去的一个非常重要的动力。而对于温度的研究，一直是人们不断地追求的方向。温度的探究将会更加深刻的了解事物发展的原理和趋势。通过对温度的控制达到人们所要求的目的，这样的一个设备仓库就是我们所说的冷库。它可以不受气候的影响，使农畜产品的储存保鲜时限得以延长，同时还适应了市场供需。在我们生活中，冷库的设计给我们带来许许多多的方便，也解决了我们的生活中的一些问题。一般冷库的温度是在0℃以下的，所以它可以很好的存储实物，达到保鲜的目的。在中国，运输行业的不断发展，运输也变得十分的复杂，食物在运输的过程中经常因为温度的问题而变坏，而冷库的出现可以很好的解决这一问题。在大型冷库系统中^[1]，冷库个数较多，存储食品的种类繁多，每一个冷库都根据储存的食品种类，都有自己必须的工作温度。而冷库温度的监控人员就要要求准确地检测每一个冷库的实时温度，同时要对每一个异常温度进行获取、分析、处理 。终上所述，冷库温度的实时检测系统不仅在现在而且在将来都是我们要研究和探讨的课题方向。

有关温度的测量技术在某种意义上对于工业发达的国家来说是一个重要的探究课题。温度是一个非常重要的参数，用于工业和农业，医学，科研，国防工业，航天工业等。在国外的一些工业生产中是比较注重温度测量的过程，因为温度的测量通常约占了50%的生产过程。温度的检测往往推动着结构构件检测技术的无形发展。随着技术的不断加强，检测温度的设备也不断的小型化，工业仪表可以动态测量，测量灵敏度也不断提高，所测得的温度值也就越加的精准。这也不断地推动着工业发展。GPRS是通用分组无线业务^[2]（General Packet Radio Service）的英文简称，是在现有的GSM系统开发了一种新的分组数据承载业务。此功能适用于大多数的移动互联网应用。采用该方法会大大节省人力和财力，减少工作人员在野外操作的困难，也可以替人类到环境比较恶劣的条件下进行正常作业，而且采集数据精确，速度快。使用GPRS无线功能给检测的工作人员带来极大的方便，同时也节约了时间。相反，如果使用温度的有线采集，将在采集模块的布线问题上花费太多时间，而且系统的设计需要更高的成本。无线温度采集系统的组建省去了数据传输时的布线^[3]，而且数据传输距离可以很远，可靠性高。将GPRS这种业务运用到我们设计中再好不过了，不但实现了远程的温度检测，同时也降低了我们的设计成本，也降低了整个冷库温度检测的操作难度。通过此技术更好地实现了对冷库温度的检测，也加强和提高了我们软件设计的实际操作能力和水平。

1.2 发展历程及研究现状

冷藏业的发展是以冷库这一设备为基础的。全世界，在工业发达的国家冷库行业是发展最为快速的。因此这些发达国家对于冷库温度的实时检测技术也是十分的顶尖的。以日本为例，日本国家的土地资源紧张单层冷库成本较大大多为多层冷库，而且冷库信息化化和自动化水平较高。制冷技术与我们生活息息相关，例如我们生活中离不开电冰箱的使用。从80、90年代的简单的制冷电冰箱到如今的智能变温的智能冰箱，温度的采集准确度越来越高，这无疑是冷藏技术的巨大发展提高。在中国这样一个人口大国，冷库行业中冷库种类也是十分的繁多，有工业企业级的超大冷库和个人的小型冷库。对于冷库使用也推动冷库冷藏技术的发展，也使冷藏得技术管理有了更高的科学要求。而针对冷链物流的特点^[4]，基于GPS/GPRS的车载冷库（冷链）物流信息监控系统，该系统能远程实时监控冷库运输车辆的地理位置、车速以及车载冷库内部的温湿度。这成为了相关部门实时了解、安排调度物流运输车辆的依据。在物流行业，对于易腐败的食物加强温度的监控就显得十分的重要，给食物一个适宜温度温度环境可以延长食物变质的时间确保食物质量安全，所以对物流行业冷库的研究具有十分重要的实际意义。

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