文档介绍：基于单片机和有线电话网的
远程数据采集控制系统——PC 端设计
(理学院,物理系,应用物理学专业陈泽帆)
(学号 2000145021)
内容提要:本文研究如何利用 MODEM 通过有线电话网来进行远程数据采集和控制。
以温度作为模拟对象,以单片机为采集前端,实现了远程温度的采集;以 MODEM 和公用
电话网为桥梁,实现了数据的远程传输;计算机将把温度处理的结果返回给远端的单片机,
远端的单片机根据 PC 机发来的信号做出相应的动作,来模拟远程控制。文中重点分析了基
于 Visual C++的 PC 和远程单片机之间通过 MODEM 建立数据通讯的方法以及 PC 机端数
据处理软件与人机界面设计与实现过程。
关键词:调制解调器远程通信 Win32通讯 API 串口通讯
教师点评:数据的远程采集和控制是许多工业和民用领域常见的问题。该生能综合应
用数字电路、模拟电路、微机原理、单片机接口技术和高级语言编程等多门所学课程的知识,
与同学一道共同设计了整个系统的硬件和软件,在调试过程中和实现方法上有自己独到的思
考,运用串口通讯和多线程技术,较好地完成了 PC 机与 MODEM 之间的通讯、数据处理
和人机界面设计等任务。反映了较强的汇编语言和高级语言编程能力和实际动手能力、较好
的分析问题解决问题的能力和良好的合作精神。论文叙述清楚,条理清晰,方法合理,结论
正确。符合优秀本科毕业论文要求。(点评老师:李雄军,副教授)
一引言
遥控和远程控制给我们带来的方便之处是众所周知的。对那些无人看守,或者根本就不
合适人去看守却又需要随时采集现场数据以达到实时或准实时监控目的的场合,远程控制的
必要性和意义变得更为突出。举个高科技的例子,今年美国发射了火星探测器勇气号到火星
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去探测,探测器把收到的数据发给地面控制中心。而地面控制中心则可以发送指令来控制探
测器的动作。因此在这种人无法去或接近的地方,远程控制则必不可少。类似的例子不胜枚
举。当今远程数据的采集、监测和控制成为日益重要的检测和控制技术,已广泛应用于工农
业生产甚至民用等需要同时监控温度、压力、流量等的场合。
上面举的例子都是无线传输的,无线传输具有很大的灵活性,采集点可以随意更改,
但数据链路性能差,需要较强的算法,更致命的是它一般适于短程遥控,如果要进行长距离
的遥控则需要功率强大的发射器,这样成本会很高。
随着科技的发展,计算机和网络得到了很大的普及,特别是近几年通讯技术突飞猛进
的发展,完整和成熟的有线公共电话网,使得远程数据的采集和控制更为简便。利用电话网
控制的控制范围广(遍布繁华的都市到偏僻的山区),而且信道特性好,传输的可靠性高,
而且成本低,这样,只要有电话到达的地方都可以实施数据的远程采集控制。
二系统的设计
系统的设计任务与原理
本系统能实现远程温度的采集和控制,能自动发出对现场的温控信号,单片机对 PC 机
传来的温控信号进行对比并设置信号灯,当 PC 机通过拨号的方式对站点进行连接时,发出
命令,单片机处理命令后由传感器 DS18B20 直接采集数据并将数据经 MODEM 通过电话网
传输到 PC 机上,实现单片机数据的采集,把采集到的温度显示给用户,PC 机对采集的数
据进行比较,当发现高于或低于温度上限时控制单片机前端现场报警,从而达到对现场的控
制。同时我们在 PC 机端也可重新设置采集温度的频率,单片机收到调节频率信号后即可重
新调整温度的采集频率。现场数据采集器采用被动应答方式,即将现场端 MODEM 置为自
动应答方式。下面为利用 MODEM 通讯的原理图。
图 MODEM 通信工作过程
在程序编写方面,下位机我们采用 MSC-51 汇编语言进行编程,完成对串口的控制及
温度的采集转换。仿真运行环境为清华同方股份有限公司生产的 TSC-51/196 单片机实验
开发系统。下位机硬件选用美国 ATMEL 公司生产的 AT89C51 单片机。上位机通信部分我
们采用 Visual C++ 来编制应用程序界面,具有拨号、数据管理、将接收到的数据进行显
示并对现场进行控制的功能。
RS-232C 基础知识
RS-232-C 标准最初是远程通信连接为数据终端设备 DTE(Data Terminal Equipment)与数
据通信设备 DCE(munication Equipment)而制定的。这个标准并未考虑计算机系统
的应用要求。但目前它又广泛地被借来用于计算机与终端或外设之间的近端连接标准。显然,
这个标准的有些规定及和计算机系统是不一