第38卷第2期中國測試 Vol.38 No.22012年3月 CHINA MEASUREMENT TEST March,2012乙醇檢測系統(tǒng)底層系統(tǒng)設計曾力,黃劼,楊艷(四川大學制造學院,四川成都610065)摘要:管道輸送乙二醇時,需要檢測其是否泄露。采用液位傳感器測量乙二醇液位,同時根據乙二醇影響空氣溫度和濕度的性質,輔以溫濕度傳感器測量周圍空氣的溫度和濕度,采用 GSM MODEM進行無線傳輸實現(xiàn)數據交互,采用STC12C5412AD單片機作為系統(tǒng)的控制單元。實驗表明系統(tǒng)工作準確可靠,操作方便,對于檢測具有穩(wěn)定化學性質的液體和氣體具有參考價值關鍵詞:傳感器;乙二醇泄漏檢測;溫濕度;管道運輸;系統(tǒng)休眠中圖分類號:TQ223162TM930.12文獻標志碼:A文章編號:1674-5124(2012)02-0093-03 Design underlying-system software for ethylene glycol detection system ZENG Li, HUANG Jie, YANG Yan (Manufacturing Science and Engineering School, Sichuan University, Chengdu 610065, China) Abstract: As it conveyed by the tunnel there needs to check whether it is leaking or not.In order to achieve the goal, it should be detected the level of ethylene glycol with level sensors. Then, as the humidity and temperature in air are influenced by ethylene glycol, they should be detected with corresponding sensors as an auxiliary way. The GSM MODEM is used to exchange data wirelessly and the microcomputer STCI2C5412AD is used as the controller for the system. Experimental results show that the system is accurate, reliable and convenient with reference value in detecting some kinds of liquid or gas with stable properties Key words: sensor; ethylene glycol-leaking detection; humidity and temperature; tunnel-transporting; system dormancy0引言溫濕度的測量采用SHT71型傳感器,該型號傳乙二醇是一種化學性質穩(wěn)定的液體,要直接進感器輸出經過標定的數字信號,通過PC總線與單片行檢測,手段比較復雜,費用較高,目前市面上的傳機實現(xiàn)通信液位傳感器采用LMP633系列纜式靜感器均難以滿足檢測需求,在無人值守的現(xiàn)場實現(xiàn)壓傳感器,測量范圍是0~1m,供電電壓12.5~36V,起來比較困難。因此,采用測量乙二醇液位的辦法,輸出信號4~20mA。同時針對乙二醇吸收水分和對溫度有影響的性質,1.2檢測裝置設計可以采用檢測乙二醇周圍空氣的溫度和濕度的辦法通常在管道的連接處發(fā)生泄露的幾率大于管道進行檢測,測量值通過 GSM MODEM實現(xiàn)傳輸-2其他部位,因此液位傳感器應該安裝在此處如圖1這種方式免去了鋪設大量通信電纜的工序,成本低所示,檢測容器與管道的連接處通過漏斗相連,一旦廉,穩(wěn)定性好,可節(jié)約大量人力物力資源。發(fā)生泄露,乙二醇通過漏斗進入容器內。檢測容器應1硬件設計該盡量做到密封,防止其他液體進入容器影響測1.1硬件選擇量。液位傳感器安裝在檢測容器底部,溫濕度傳感系統(tǒng)控制器采用STC12C5410AD型單片機, GSM該器、 MODEM信號處理電路安裝在檢測容器壁型號帶有8路10位精度的ADC。上。系統(tǒng)上電之后,首先進行系統(tǒng)初始化,之后系統(tǒng)收稿日期:2011-08-29;收到修改稿日期:2011-11-04處于等待狀態(tài),此時可以發(fā)送檢測命令或者休眠命作者簡介:曾力(1982-),男,四川江油市人,碩士研究生,令。如果發(fā)送檢測命令,系統(tǒng)把液位傳感器和溫濕度專業(yè)方向為測試計量技術及儀器。傳感器測量值通過 GSM MODEM送至控制器,處理94中國測試2012年3月 GSM MODEM閥井 MAX232信號發(fā)送液位傳感器12C5412溫濕度傳感器溫濕度傳感器N1185電壓檢測模塊檢測容器短信貓信號處理電路LM2576電壓LM2576電壓LM2576電壓液位傳感器芯片,9V芯片,5V芯片,12V24V電池圖檢測裝置設計太陽能充電器完成之后,通過 GSM MODEM把測量值發(fā)送至操作圖2系統(tǒng)硬件電路員處13-4如果發(fā)送休眠指令, GSM MODEM、液位傳感器和溫濕度傳感器斷電,只有控制器處于通電狀系統(tǒng)上電態(tài),系統(tǒng)進入休眠。系統(tǒng)初始化1.3硬件電路構成如圖2所示,系統(tǒng)采用24V電池供電。24V電新指令 ERROR?錯誤,丟棄壓通過LM2576穩(wěn)壓芯片降壓之后可獲得9,12,5V電壓,分別給 GSM MODEM、液位傳感器、單片機及有新信息到其外圍器件供電。同時,24,9,12,5V電壓分別送入mti?讀取提取CN1185電壓檢測芯片進行檢測,以獲取當前電池電內容壓信息。電池電壓低于19V時,太陽能充電器自動c?成功讀取給電池充電,同時 GSM MODEM把將電壓過低信息信息發(fā)送出去。液位傳感器輸出4~20mA模擬量,送入單片機經過A/D轉換得到8位數字量,溫濕度傳感器mS?成功發(fā)送信息直接輸出經過標定的8位數字信號至單片機。液位值和溫濕度值通過 GSM MODEM發(fā)送出去,實現(xiàn)數錯誤指令丟棄據交互。這里LM2576芯片是穩(wěn)壓芯片,通過控制其圖3主程序結構圖使能端來使其停止工作,從而實現(xiàn)對后續(xù)電路的通斷電操作,以達到節(jié)能的目的5是否為控制命令,是控制命令則提取命令內容和發(fā)2軟件設計送端電話號碼,完成后刪除本條信息,不是控制命令,2.1主程序設計作為干擾短信處理,刪除信息;返回值是CMGR,代主程序結構圖如圖3所示,上電之后,系統(tǒng)進行表 GSM MODEM成功讀取一條短信息,程序返回;初始化之后程序進入主循環(huán)控制器在主循環(huán)程序返回值是CMGS,代表 GSM MODEM成功發(fā)送短信中等待接收 GSM MODEM傳來的數據,判斷是否有息,程序返回新指令到。沒有新指令,返回繼續(xù)等待接收;有新指2.2中斷程序設計令則分析指令內容,并根據內容作進一步處理。在乙二醇輸送過程中,如果采用 GSM MODEM主循環(huán)程序對判斷 GSM MODEM返回值進行連續(xù)發(fā)送測量值的方式,不光提高了通信費用,增加判斷,不同的返回值代表的含義如下:返回值是ER電池耗電量,而且對于乙二醇發(fā)生泄露這種偶然情ror,代表 GSM MODEM接收指令出錯,程序返回,況并不適用,只需要間隔一定的時間發(fā)送一次測量 ERROR丟棄;返回值是MTI,代表 GSM MODEM值便可知道現(xiàn)場的情況,即設定一個檢測周期,當設接收到新的短信息等待讀取,此時調用讀取指令,讀定的周期時間到,系統(tǒng)才會發(fā)送檢測值。另外,由于系取并保存 GSM MODEM中的內容,同時判斷該指令統(tǒng)是電池供電,從節(jié)約電池耗電量方面考慮在沒有第38卷第2期曾力等:乙二醇檢測系統(tǒng)底層系統(tǒng)設計95輸送乙二醇時,可使 GSM MODEM、液位傳感器、溫濕度傳感器和其他一些芯片斷電,使系統(tǒng)處于休眠進入中斷狀態(tài)。待休眠一段時間之后系統(tǒng)蘇醒,開機4min檢測是否收到控制命令,如果沒有則重新進入休眠狀態(tài),定時時間單位此時單片機必須保持供電,以便休眠結束能夠喚醒斷電的傳感器和芯片。同樣,當系統(tǒng)處于檢測狀態(tài)時,使 GSM MODEM和液位傳感器斷電,當檢測周要求定時時間期時間到時,給 GSM MODEM通電,發(fā)送測量值。因此,系統(tǒng)的程序需要實現(xiàn) GSM MODEM斷電和通電,設定定時周期和休眠周期等功能。系統(tǒng)停止工作假設中斷時間為60ms,單片機每間隔60ms執(zhí)行中斷程序一次。為了達到需要的定時周期,可以通過短信貓通電設定循環(huán)變量的辦法實現(xiàn)例如設定 LOOPL、 LOOPH短信通電傳感器短信短信貓通電貓通電作為2個循環(huán)變量,可實現(xiàn)一基本定時單位,然后設定另一循環(huán)變量TIME,TIME為基本定時單位的倍數。如果不能滿足定時長度,可適當增加循環(huán)變量。短信發(fā)送完成開機4min采集數據短信通電需要注意的是, GSM MODEM收發(fā)數據時存在短信發(fā)送垃圾短信干擾的問題。為了解決這一問題,設定一個斷電,系統(tǒng)進入睡眠特殊格式來發(fā)送數據。例如,采用 SCZZXXXX555周期的格式,其中SCZZ和55是數據傳輸的固定格式,XXXX為有效數據,任何非此格式的短信皆作干擾返回主程序短信處理,通過程序直接丟棄。圖4所示為中斷程序流程圖,60ms定時時間圖4中斷流程圖到,程序進入中斷執(zhí)行程序,首先判斷定時時間單位是否到,其次判斷要求實現(xiàn)的定時時間是否到。如3結束語本系統(tǒng)實現(xiàn)了乙二醇傳輸過程中的無人值守檢果定時時間到,下一步接下來就判斷系統(tǒng)的當前狀測,經濟適用,性能穩(wěn)定,且采用無線傳輸的方式,適態(tài),設定一變量 SYSSTOP來表示系統(tǒng)工作狀態(tài),如合數據的遠距離傳輸目前實驗室調試階段已經成果為0則表示系統(tǒng)工作,為1表示系統(tǒng)停止工作。功,對于類似的具有穩(wěn)定化學性質的液體和氣體檢 SYSSTOP為1時,系統(tǒng)處于休眠狀態(tài),根據前面可以知道,此時 GSM MODEM有通電和未通電兩種測具有廣泛的適用性。參考文獻狀態(tài),因此接下來判斷 GSM MODEM是否通電。沒有通電,表示系統(tǒng)的休眠周期結束,接下來需要給山朱向慶陳志雄遠程分布式溫濕度實時監(jiān)控系統(tǒng)設計計算機測量與控制,2010181)55-57 GSM MODEM上電,開機4min判斷是否有新的控2劉子龍基于STC單片機的物流定位終端系統(tǒng)西華制命令到。如果 GSM MODEM處于通電狀態(tài),表示大學學報:自然科學版,2011,30(5):73-764min開機時間到, GSM MODEM斷電,系統(tǒng)重新進[3]曹柏榮,馮運達翟丹霞無線溫濕度測量系統(tǒng)及其應用休眠狀態(tài)。自動化儀表,2005(7):30-31 SYSSTOP為0時,系統(tǒng)處于工作狀態(tài),同樣需要4]黃世奇,鄭健,陸燕等溫濕度遠程測控系統(tǒng)設計與實現(xiàn)判斷 GSM MODEM是否通電,設定 CATSTA表示國外電子測量技術,2004(2):47-58. GSM MODEM狀態(tài),為1表示通電,為0則表示斷5馮顯英,葛榮雨.基于數字式溫濕度傳感器SHT1的溫濕度測控系統(tǒng)]自動化儀表,2006(1):29-40電。 CATSTA為1時,表示 GSM MODEM已發(fā)送檢[6]翟春艷,岳修正,肖宏,等基于單片的溫濕度感測系統(tǒng)的測數據至操作員處, GSM MODEM和傳感器斷電;實現(xiàn)]電子設計工程,2011(12):40-49 CATSTA為0時,表示檢測周期時間到,應該給S7楊建華,劉皓,劉文琦基于GSMSMS的分布式測控系統(tǒng) MODEM和傳感器上電、采集和發(fā)送數據。但GSM的通訊實現(xiàn)[]控制工程,2005(1):33-58 MODEM上電之后,在發(fā)送數據之前應該設定一段[8]婁輝,黃海.遠程測控中 GSM Modem短信開發(fā)電子延時時間,使其完成自檢和初始化電器,2006(1):54-69