2.資料收集預警模組設計 (1).硬體電路規劃與設計
本模組主要係由：一組太陽能板、一組鉛蓄電池、及印刷電路 板組合而成。
該鉛蓄電池係經由一顆 7805 穩壓 IC 送出 5V 之電源與直接送 出 12V 之電源供系統使用，而太陽能板則是在太陽能充足時 對電池充電，並提供系統所需之電源。本系統之核心部份，
CPU80196KC 透過 74373、74244，當作位址之匯流排，而經由 74245 當作資料匯流排，利用 74244、74245 來增強 BUS 的驅 動能力，而利用此位址及資料匯流排來存取外部 RAM、ROM 及 8255 等週邊 IC，而外部的類比量測信號，則經由內建的 A/D 轉換取得數值。
圖 2-2 中的 ROM 是用來作存放程式之用，而 RAM(DS1644) 則是用來存放資料，其 8255 使用 Port C 連接到一個 4*4 的 鍵盤，而 Port A 則連到一個 LCD 顯示面板。由於 CPU 所輸出 的電壓位準是 0V～+5V，而 RS-232 所使用的電壓位準+12V～
-12V，所以我們在 CPU 與 RS-232 之間加了一顆 ICL232 把 CPU 的輸出位準提升到 RS-232 的位準。
（2）.軟體程式規劃與設計
本節將針對資料收集預警模組的軟體程式設計作一簡單描 述。資料收集預警模組使用 80196KC 的單晶片，程式以組合語 言撰寫，其單晶片的軟體功能簡述如下：
80196KC 主要的軟體功能有：
a. 隨時監控感測器的變化。
b. 鍵盤掃描與按鍵功能設定。
c. 當主控端要求時，能把資料傳回主控端。
d. 當感測器的數值超過警戒值時，自動發出警告訊息。
圖 2-5 為主程式的流程圖，主程式一開始需進行系統程式的規 劃，初值設定與周邊介面的啟動，其包括了（A）80196KC 單晶
片的規劃（B）中斷向量位址的設定（C）串列埠，計時器啟動 與外部中斷致能（D）8255 週邊介面控制器的規劃。這些初始 化的規劃與設定動作有助於後續各副程式與主程式中進行 I/O 資料讀寫動作的效率，再者各串列埠、計時器與外部中斷信號 旗標的設定與啟動，方可允許 80196KC CPU 進行外部 （透過 串列通信埠，串列埠中斷副程式流程圖如圖 2-4 所示）設備資 料轉換的工作。程式接下來將對 GSM 模組進行連線測試，若測 試成功，接下來對 GSM 模組進行初始設定，設定完成後系統進 入待命狀態並監測準位，如果這時候有收到簡訊的話，就會把 來電者之電話號碼紀錄起來，然後回復確認簡訊給來電者，如 果這時預設的準位超過警戒值時，就會對之前有紀錄的所有號 碼送出警告簡訊，而如果有收到主控端撥來的電話要求連線 時，則和主控端建立起連線，通訊協定完成後開始傳送資料，
資料傳送完成後就自動切斷連線。程式將一直循環偵測這三種 狀況。
串 列 埠 中 斷 副 程 式
是 否 有 接 收 資 料
接 收 資 料
接 收 到 的 資 料 是 否 完 整 正 確
判 斷 是 否 將 資 料 傳 出
將 資 料 傳 出
返 回
要 求 重 送 否
否 否
是 是
是
圖 2-4 串列埠中斷副程式流程圖
圖 2-5 主程式軟體流程圖
開始
規劃 80196KC 晶片
對 GSM模組進行連結測試 規劃 8255 晶片
啟動串列埠及計時器 設定中斷向量位址
主程式
成功
顯示錯誤訊息
進入待命狀態並監測準位 試誤次數減1
參數設定
是否= 0 ?
是否超過警報 點 ?
收到簡訊
收到主控端的 連要求
傳送及時資料 與主控端建立連線
回覆並確認簡訊 傳送警告短訊
中斷連線
結束
是
是 是
是
是
是 否
否 否 否 否
否
2.1.2 硬體及軟體整合與測試
在硬體的設計上，對於外部信號的輸入將採用一個可變電阻 器來模擬感測器數值得變化，等到真正接用系統時才轉換成現場 感測器 硬體電路初期利用實驗室電路板進行功能測試，確定無 誤後再利用 Protel 電路板規劃軟體進行電路圖繪製及佈線，因
於系統軟體程式 合語言撰寫，需花費
中，初期輔以 WINICE 96 進行，待除 錯技
2.1.
（
的準位（即行動電 準位調整器之功能，其乃利用 利用主動濾波電路以抑制雜 訊，由 具
。
的發展與測試過程，將以組 較多的時間，程式除錯過程
巧熟練後，再捨棄 ICE 硬體線路模擬器，直接燒錄 EPROM 進 行整合測試，直到軟體功能符合需求為止。
3 GSM 無線型資料收集模組設計 1）GSM 通訊模組介面電路之設計
圖 2-6 所示為擬研製GSM收發控制模組的系統方塊圖。圖 中GSM通信單元則利用現有行動電話手機配合語音處理配件（例 如耳機）與語音輸出配件組合而成。再者語音信號輸入或輸出 行動電話之前，必須將訊號準位調整至適當
話可接受且不失真的準位），此為 加法器達成準位調整的目的，再者
於OPA 有極高的使用彈性，故可兼具信號放大的功能。
此外準位調整器中亦包含整形電路，以解決接收信號失真的問 題。解碼器/擬採用Motorola MC145027/MC145026 IC對，其中 編碼器IC將控制指令經由A1～A9位址線以二元資料型態進行編碼 後再以串列方式經由位準調整器輸出訊號，再者解碼器將所接 收到串列型式的控制指令以二元資料 4-bit格式表示，89C51 微 處理機負責：1.撥號工作 2.控制指令傳送 3.經由RS-232 串列埠 與需量控制器或PC進行資料交換。程式將存放於內建 8K ROM記 憶區內。另通信協定也需預為規劃，此協定關係著命令收送成 功與否，其中錯誤碼檢查方式採CRC碼。此外為確保正確地傳送
資料除利用編碼器/解碼器的位址線確保資料外尚可利用＂回 型（No cross over type）。
位 準