基于SIM900A的溫濕度采集與傳輸

葉俊明

桂林電子科技大學

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基于SIM900A的溫濕度采集與傳輸

葉俊明

桂林電子科技大學

為了實現遠程傳輸，讓用戶實時的監測環境，本文介紹了一種基于GSM無線傳輸技術的溫濕度檢測裝置的實現方法。系統使用STM32F407和SIM900A為主要部件，溫濕度數據使用短信或者電話通知用戶。文章介紹了相關的AT指令、驅動函數等，而且具有良好研究價值。

AT指令 實時監測 SIM900A

1　總體設計

系統如圖1采以Cortex M4內核的STM32F407為主控制器。STM32F407運行頻率可達168MHz，有著更快的USART和SPI通信速度，方便SIM900A與之實現實時通信。溫濕度傳感器采用數字式帶單總線DHT11（接口簡單），這款傳感器包括一個電阻式測濕元件和一個NTC測溫元件，功耗低、測量范圍廣。采用GSM模式SIM900A做為無線通信，SIM900A支持PDU方式收發短信、撥打電話等，方便搭建多種形式的物聯網平臺。

圖1　系統結構圖

圖2　SIM900A模塊

圖3　DHT11實物圖

2　無線通信模塊的設計

2.1GSM模塊介紹

GSM模塊采用SIM900A模塊如圖2。SIM900A工作頻段為EGSM900MHz和DCS1800MHz，支持GPRS multi-slot class10/ class8和GPRS編碼格式 CS-1、CS-2、CS-3和CS-4。SIM900A內嵌TCP/IP協議，擴展的TCP/IP AT指令讓用戶更方便的使用TCP/IP協議，對數據傳輸非常有用。模塊可直接采用串口調試助手發送AT指令和數據，傳輸速率為1200bps～115200bps，并且支持RTS/CTS硬件流控，可通過軟件開關流控。

2.2SIM900A模塊的編程

本文介紹了SIM900A發送短信的步驟和編程。首先發送AT+CMGF=1，設計為文本模式；再發用AT+CSCS=”GSM”，設置GSM字符集，當然也可以設置為UCS2字符集；發送接收方的電話號碼AT+CMGS=”136xxxxxxxx”；最后發送相關英文短信。

3　傳感器模塊的設計

3.1DHT11傳感器工作原理

DHT11是一款采用單總線數據格式的數字濕溫度傳感器，圖3是DHT11的實物圖。傳感器的數據包由5Byte組成，高位先出。數據分小數部分和整數部分，數據格式：8bit濕度整數數據+8bit濕度小數數據+8bit溫度整數數據+8bit溫度小數數據+8bit校驗和（校驗和為前32位數據之和）。DHT11的數據輸出是未編碼的二進制數據。數據（濕度、溫度、整數、小數）之間應該分開處理。DHT11一次通訊時間最大3ms，主機連續采樣間隔建議不小于100m s。

3.2DHT11的編程

首先驛DHT11進行復位，查詢DHT11是否存在。得到DHT11的存在響應后，讀取40位數據并進行校驗。校驗正確后，前兩個字節為濕度的整數部分和小數部分，后兩個字節為溫度的整數部分和小數部分（這里只取整數部分）。

4　總結

本作品采用ARM和GSM的無線傳輸設計了一種基于DHT11的溫濕度采集與報警裝置。通過STM32F407實現單總線協議，采集數字式傳感器采集的溫濕度數據；通過STM32F407的串口通信發送AT指令對SIM900A的進行通信并傳輸相關的數據。系統具有實時性高、施工成本低、安全性高等優點，可以廣泛應用于遠程監控系統中。

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