基于GSM的超远程水泵控制系统电路设计

　　针对传统远程控制器存在控制距离短、易受障碍物干扰、无反馈信息等问题，设计了一种基于GSM技术的超远程水泵控制系统。该系统是基于时分多址技术的GSM短信业务，以ARM处理器和GSM通信模块为核心，采用标准AT指令和串口通信以PDU短信的格式实现对水泵运转、水管上水、水塔液位高度的控制和反馈。实际应用表明，该系统工作稳定，实用性强。

　　该系统的信号接收端主要由ARM处理器、TC35i通信模块、信号采集继电器模块、控制继电器模块、靶式流量开关、液位传感器、液位开关、液晶显示组成。 ARM处理器与TC35i通信模块通过串口通信，其结构如图1所示。其中，信号采集继电器模块采用12V的继电器采集信号，提高了采集信号的抗干扰能力；控制继电器模块由光电耦合器、12V继电器、24V中间继电器组成，控制信号经过光电隔离和放大，有效防止了水泵的误动作，控制继电器模块 发出的控制信号为标准的DC24V和AC220V，可以控制水泵动力箱的交流接触器，实现水泵的启动和停止；液位传感器采集的液位信号经过ARM处理器显示在12864液晶上，同时也可供液位查询使用。

　　该设备的信号发送器主要由ARM处理器、TC35i通信模块、按键、指示灯、12864液晶组成，其结构如图2所示。当水泵已启动时，对应的电机指示灯会亮；当水管已经抽上水时，上水指示灯会亮；当按下液位查询按键时，液晶就会显示此次液位查询的结果。

　　STM32最小系统原理图如图所示。

　　STM32主电路

　　STM32外部晶振电路

　　STM32 RTC晶振电路

STM32 复位电路

　　STM32电源电路设计

　　该设备的信号接收端由蓄电池供电，供电原理图如图所示。蓄电池的额定输出电压为36V，蓄电池经过电源转换模块产生5V、12V、24V的恒压，分别供ARM处理器、TC35i通信模块、信号采集继电器模块和控制继电器模块使用。电源转换模块采用LM2596电流输出降压开关型集成稳压芯片，宽电压输入，大电流输出，自动升降压，为控制器各模块的工作提供稳定的电源保证。该设备的信号发送端由4节5号干电池供电，经过LM7805稳压芯片产生5V恒压供各个模块和指示灯使用。

　　STM32电源电路如图7所示。

　　图7 STM32电源电路

　　MAX232串口通信电路

　　MAX232串口通信电路如图8所示。

　　图8 串口通信电路

　　12864液晶显示电路图

　　12864液晶显示电路如图9所示。

　　图9 液晶显示电路

　　按键电路

　　按键电路如图10所示。

　　图10 按键与处理器的连接示意图

　　控制信号驱动电路

　　如图11所示，驱动电路选用光耦芯片AQW214来进行光电隔离路［7］，当处理器的管脚为高电平［8］时，光耦没有输出，继电器不动作；当处理器的管脚为低电平时，光耦有输出，继电器动作，并且在继电器的线圈两端加了发光二极管和续流二极管，当继电器动作时发光二极管被点亮，使继电器的输出更直观、更稳定。

　　图11 驱动电路

　　针对传统远程控制器存在控制距离短、控制信号不稳定、易受障碍物干扰等问题，将基于时分多址技术的GSM短信传输技术应用于海产养殖产业中，开发出了一种基于GSM技术的超远程水泵控制系统。该系统具有以下优点：控制距离远，不受障碍物干扰，传输信号稳定，安装方便，操作简单。该装置在实际应用时，控制信号和反馈信号传输及时准确，但在操作方便性和系统灵活性等方面还需进一步完善。