一种GPRS网络通讯装置的制作方法

本发明涉及网络通讯技术领域，尤其涉及一种gprs网络通讯装置。

背景技术：

传统网络通讯常用光纤、接口、以太网等，光纤和接口通讯一般适用于距离较近的通讯，进行远距离通讯时不如以太网，以太网通讯以高速、便捷及抗干扰强等优点，已经成为最主流的通讯方式，但以太网是一种有线通讯方式，很多现场环境复杂，布线难度大，使得传输的数据噪音较大；同时数据通讯中，相关模块的持续运行，将会引起相关模块温度过高，造成数据传输有误、速度慢等缺陷。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种gprs网络通讯装置，通讯数据通过数据采集的滤波处理后，使得进入单片机中的通讯数据噪音较低，提高了单片机对通讯数据的处理质量。

本发明提出的一种gprs网络通讯装置，包括单片机、传感器和用于收发gprs通道数据的收发器，还包括数据采集器，数据采集器的输出端与单片机的输入端连接，单片机与收发器连接，数据采集器包括保护电路、ad转换电路和低通滤波电路；

所述保护电路的输入端与传感器的输出端连接，所述保护电路的输出端通过ad转换电路与所述低通滤波电路的输入端连接，所述低通滤波电路的输出端与单片机的输入端连接。

进一步地，所述保护电路包括二极管d5、d6，二极管d5的正极与二极管d6的负极连接后接入ad转换电路的输入端，二极管d5的负极接入3.3v电压，二极管d6的正极接地。

进一步地，所述低通滤波电路包括电阻r42和电容c25，电阻r42的一端与ad转换电路的输出端连接，电阻r42的另一端与电容c25一端连接后接入单片机的功能引脚中，电容c25另一端接地。

进一步地，所述低通滤波电路外接一电阻r43，电阻r43一端与ad转换电路的输出端连接，电阻r43另一端与电容c25连接并接地。

进一步地，还包括电源模块，所述电源模块包括整流电路、dc-dc降压电路、滤波电路和稳压电路；

所述整流电路的输入端连接dc12v，整流电路的输出端连接依次连接dc-dc降压电路、滤波电路、稳压电路，稳压电路的输出端分别连接到数据采集器、单片机、收发器上。

进一步地，所述滤波电路包括二极管d12和电感l7，所述dc-dc降压电路包括lm2576-adj降压器，所述lm2576-adj降压器的第1引脚与所述整流电路的输出端连接，所述lm2576-adj降压器的第2引脚通过电感l7连接到所述稳压电路的输入端，二极管d12的正极接地、负极连接到lm2576-adj降压器的第2引脚上。

进一步地，还包括移动端，单片机通过收发器与所述移动端连接。

进一步地，收发器外接有gprs天线，所述gprs天线与单片机的控制引脚连接，gprs天线包括三极管q6和两电阻r19、r20，三极管q6的集电极连接到收发器的控制引脚上，三极管q6的集极分别连接到电阻r19、电阻r20的一端，电阻r19的另一端和三极管q6的发射极连接并接地，电阻r20的另一端连接到单片机的gsm_on/off引脚上。

进一步地，收发器外接有指示灯，所述指示灯包括发光二极管d26、三极管q8和电阻r23、r24、r25，三极管q8的集电极通过电阻r25与发光二极管d26的负极连接，三极管q8的基极分别与电阻r23、电阻r24的一端连接，三极管q8的发射极与电阻r23另一端连接并接地，电阻r24的另一端与收发器的控制引脚连接。

进一步地，单片机外接有芯片uln2003a，芯片uln2003a的输出端连接有继电器。

本发明提供的一种gprs网络通讯装置的优点在于：本发明结构中提供的一种gprs网络通讯装置，数据采集器1采集到传感器3中的通讯数据，通过二极管d5、d6对信号进行缓冲，避免通讯数据冲击单片机2中，进而通过ad转换电路，将通讯数据由模拟信号转化为数字信号，该数字信号进入低通滤波电路，将电流信号转换成电压信号；收发器通过gprs天线由单片机控制间断工作的设置，一方面避免收发器一直使用，造成寿命低的缺陷，另一方面避免因收发器一直工作造成的发热缺陷；数据采集电路采集外部传感器的4-20ma信号，成本低，稳定性好，采集的距离可达1000米，信号抗干扰能力强。

附图说明

图1为本发明一种gprs网络通讯装置的流程示意图；

图2为数据采集器1的电路示意图；

图3为单片机的引脚示意图；

图4为收发器的引脚示意图；

图5为gprs天线的电路示意图；

图6为指示灯的电路示意图；

图7为sim卡的引脚示意图；

图8为供电电源的电路示意图；

图9为芯片uln2003a的引脚示意图；

图10为芯片uln2003a外接的继电器示意图；

其中，1、数据采集器，2、单片机，3、传感器，4、收发器，5、sim卡，6、供电电源，11、保护电路，12、ad转换电路，13、低通滤波电路。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

参照图1和2，本发明提出的一种gprs网络通讯装置，包括单片机2、传感器3和用于收发gprs通道数据的收发器4，还包括数据采集器1，数据采集器1的输出端与单片机2的输入端连接，单片机2与收发器4连接，数据采集器1包括保护电路11、ad转换电路12和低通滤波电路13；所述保护电路11的输入端与传感器3的输出端连接，所述保护电路11的输出端通过ad转换电路12与所述低通滤波电路13的输入端连接，所述低通滤波电路13的输出端与单片机2的输入端连接。

如图3和4所示，单片机2采用stm32f207vet6单片机，收发器4采用simcom公司生产的工业级双频gsm/gprs模块：sim900a，工作频段双频：900/1800mhz。

单片机2与收发器4可以按以下连接方式连接：单片机2的92引脚与收发器4的10引脚连接，单片机2的93引脚与收发器4的9引脚连接。

可以设置多个传感器3，实现较大范围的数据捕捉和采集；数据采集器1获取传感器3上传的通讯数据：4-20ma的电流信号，采集的距离可达1000米，信号抗干扰能力强，通过数据采集器1的ad转换、低通滤波处理后，然后传送到单片机2，单片机处理后，将通讯数据发送到收发器4上，完成远距离传输。实现远距离的稳定传输。

进一步地，所述保护电路11包括二极管d5、d6，二极管d5的正极与二极管d6的负极连接后接入ad转换电路12的输入端，二极管d5的负极接入3.3v电压，二极管d6的正极接地。d5、d6为二极管in4148，起保护作用，防止接入传感器3信号过高或过低而损坏单片机2。

进一步地，所述低通滤波电路13包括电阻r42和电容c25，电阻r42的一端与ad转换电路12的输出端连接，电阻r42的另一端与电容c25一端连接后接入单片机2的功能引脚中，电容c25另一端接地。具体地，电阻r42的另一端与电容c25一端连接后接入单片机2的ac1引脚（34引脚）中

进一步地，所述低通滤波电路13外接一电阻r43，电阻r43一端与ad转换电路12的输出端连接，电阻r43另一端与电容c25连接并接地。电阻r43为精密电阻，用于将传感器3上传的4-20ma电流信号转换为电压信号的作用。

如图8所示，进一步地，还包括电源模块，所述电源模块包括整流电路、dc-dc降压电路、滤波电路和稳压电路；

所述整流电路的输入端连接dc12v，整流电路的输出端连接依次连接dc-dc降压电路、滤波电路、稳压电路，稳压电路的输出端分别连接到数据采集器1、单片机2、收发器4上。

进一步地，所述滤波电路包括二极管d12和电感l7，所述dc-dc降压电路包括lm2576-adj降压器，所述lm2576-adj降压器的vin引脚与所述整流电路的输出端连接，所述lm2576-adj降压器的第2引脚通过电感l7连接到所述稳压电路的输入端，二极管d12的正极接地、负极连接到lm2576-adj降压器的第2引脚上。

需要说明的是，此通讯装置中的数据采集器1、单片机2、收发器4等均使用的是dc3.3v工作电压，而外部的供电电压一般为dc12v，因此需要一个电源模块进行相应的降压处理，本实施例中，dc12v的电压经整流桥kbp307整流后，具有输入dc12v正负极随意接地的功能，然后经过dc-dc降压电路的lm2576-adj的降压、滤波电路的滤波，输出dc5v的电压，再然后经过芯片为ams1117-3.3的稳压器，最终输出dc3.3v的工作电压，从而为数据采集器1、单片机2、收发器4等进行供电。

如图5所示，进一步地，收发器4外接有gprs天线，所述gprs天线与单片机2的控制引脚连接，gprs天线包括三极管q6和两电阻r19、r20，三极管q6的集电极连接到收发器4的控制引脚上，三极管q6的集极分别连接到电阻r19、电阻r20的一端，电阻r19的另一端和三极管q6的发射极连接并接地，电阻r20的另一端连接到单片机2的gsm_on/off引脚上。

具体地，gprs天线与收发器4的pwrkey引脚（1引脚）连接，gprs天线与单片机2的gsm_on/off引脚（86引脚）连接，单片机2通过gprs天线控制收发器4的开和关，当gsm_on/off引脚为低电平时，pwrkey为高电平，模块为不工作状态，当gsm_on/off为高电平时，pwrkey为低电平，模块处于工作状态，可以进行正常的数据通讯。收发器4的这种间断工作设置，一方面避免收发器4一直使用，造成寿命低的缺陷，另一方面避免因收发器4一直工作造成的发热缺陷。

如图6所示，进一步地，收发器4外接有指示灯，所述指示灯包括发光二极管d26、三极管q8和电阻r23、r24、r25，三极管q8的集电极通过电阻r25与发光二极管d26的负极连接，三极管q8的基极分别与电阻r23、电阻r24的一端连接，三极管q8的发射极与电阻r23另一端连接并接地，电阻r24的另一端与收发器4的控制引脚连接。

具体地，指示灯与收发器4的netlight引脚（52引脚）连接，当netlight引脚为高电平时，指示灯d26亮，说明正在进行网络通讯传输，当netlight为低电平时，指示灯d26灭，说明此时不在进行网络通讯传输。当指示灯64ms亮/3000毫秒灭，说明注册到gprs网络，当指示灯64ms亮/300ms灭，gprs通讯正在进行。

本实施例中，传感器3包括光照传感器和co2传感器，数据采集器1包括用于接收光照传感器的第一数据采集器和用于接收co2传感器的第二数据采集器，一个是输送光照通讯数据、另一个是输送co2通讯数据，两者均是输送通讯数据，因此第一数据采集器和第二数据采集器的电路构造一致。因此本申请中对于数据采集器1的描述，两者均适用。

本实施例中，数据采集器1采集到传感器3中的通讯数据，通过二极管d5、d6对信号进行缓冲，避免通讯数据冲击单片机2中，进而通过ad转换电路12，将通讯数据由模拟信号转化为数字信号，该数字信号进入低通滤波电路13，一方面将电流信号转换成电压信号，另一方面对该数字信号进行过滤、去燥，提高了进入单片机2的通讯数据信号质量较高。

单片机2与收发器4之间接通连接，单片机2采集各个传感器的数据，并将数据解析后传输到gprs通道中，收发器4接收gprs通道中的数据，并输送到移动端中；移动端将该数据进行处理，然后通过收发器4将处理后的数据输送到执行机构，以执行相关操作。

如图7所示，进一步地，还包括移动端，单片机2通过收发器4与所述移动端连接；移动端可以为sim卡。所述收发器4的30引脚与sim卡5的vcc引脚连接，所述收发器4的31引脚与sim卡5的data引脚连接，所述收发器4的32引脚与sim卡5的clk引脚连接，所述收发器4的33引脚与sim卡5的rst引脚连接。sim卡5通过收发器4实现数据的收发传输。所述sim卡5的vcc引脚与gnd引脚通过电容c23连接，电容c23主要起高频旁路抗干扰的作用，以确保电源供电更加稳定可靠。

作为一实施例，gprs网络通讯装置外接有报警装置，单片机2从数据采集器1通过内置的ad转换模块采集到数据采集器1的模拟信号，然后转换为数字信号，单片机2将此数字信号与设定的阈值相比较，若大于最大值或小于最小值，通过gprs通讯装置发出报警信号并启动控制。

如图9、10所示，单片机2外接有芯片uln2003a，芯片uln2003a的输出端连接有继电器，继电器通过通断控制外设执行机构的工作情况。外设执行机构可以为风机、卷帘等。

单片机2的60引脚与芯片uln2003a的relay1引脚连接，单片机2的59引脚与芯片uln2003a的relay2引脚连接；j4是外设接线端口，接外设的电源线，可根据需要接继电器的常开、常闭点，当relay1或relay2为低电平时，芯片uln2003a的rl1或rl2也为低电位，继电器动作，常开触点吸合，外设的电源线导通，外设执行机构工作。当relay1或relay2为高电平时，芯片uln2003a的rl1或rl2也rl1或rl2为高电位，继电器不动作，外设执行机构不工作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。