基于TC35短消息模块的瓦斯浓度警告器的设计

摘要：基于GSM通讯技术，以ARM微控制器LPC2109为核心，通过控制瓦斯浓度传感器CO-BF采集工作环境的瓦斯浓度，再将达到警告级别的浓度值通过TC35短消息模块发送出去的方案。从硬件搭建和软件设计出发，介绍了瓦斯浓度警告器的实现。为瓦斯浓度的实时采集及预警提供了更加有效的解决方案。

本文引用地址：引言

由于短消息具有内容直观，传输距离远，用户无需建立信号中转站，如今在各个领域都得到了广泛的应用。本文通过GSM模块TC35的短消息功能实现了瓦斯浓度信息的远距离发送。

硬件电路的设计方案

系统总体方案硬件设计原理框图参见图1。

GSM模块的选择GSM模块采用Siemens公司的TC35，可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据、语音传输，短消息服务(SMS)和传真功能。模块的工作电压为3.3～4.8 V，可以工作在900 MHz和1800 MHz两个频段。具有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、传真。通过40PIN的ZIF连接器，实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。模块集射频电路与基带于一体，其主要组成结构分为6个部分：GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器及天线接口。

微控制器芯片的选择因为需要通过串口给TC35模块发送数据和命令，所以需要选择一个合适的带有串口通讯功能的微控制器来作为设计的主控芯片。设计选用NXP公司的LPC2109微控制器。

LPC2109有8K的RAM空间和64K的Flash空间，足以烧写和运行相关代码，工作温度-40℃～+85℃，适合工作在各种恶劣环境中。内核运行频率可达60MHz，内部集成一个IIC通讯模块，两个SPI通讯模块，两路32位定时器模块，四路10位A/D转换模块，四路外部中断接口，六路PWM通道并有12个外部中断引脚以及46个GPIO接口。

瓦斯浓度采集模块设计选用Alphasense公司的CO-BF型一氧化碳传感器。该传感器的测量范围为5000ppm，灵敏度80～120nA/ppm， 响应时间小于30秒，线性范围为-15ppm至+15ppm，分辨率为0.5ppm尺寸，工作温度为-30～50℃，工作湿度为15～90%RH。以上参数非常适合设计的需要。

设计通过CO-BF型传感器采集现场CO浓度模拟信号， 经主控芯片LPC2109的A /D转换模块变成数字量，并通过做相应的处理后判断转换值是否超过预警浓度值。若超出预警值，则通过断电控制模块断开电源，并通过LPC2109的串口模块向TC35模块发送报警短消息到指定接收的SIM卡上。

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