基于GPRS的远程监控系统标准设计.doc

方经理：你好！用户首先要是技术性方案，包含视频图片大小，传输方法（GPRS），传送时间及故障处理（如发送失败怎样处理等），图像清楚度，设备工作模式（如白天工作模式和夜晚工作模式）；报警通知（如哪个基站发生报警需要短信提醒，或在后端有对应声音提醒）；整个系统不需要大量存放，只要一台监控主机及对应管理软件。要求能够对所拍内容进行分时统计并方便调取；用戶需求以下：方案可行性说明；依据及指导思想；技术原理：具体描述技术工作原理，及步骤结构，运行示意图；功效特点及技术指标；运行框架；整个系统功效描述，还包含哪些额外东西；以上需求请立即设计方案，我们答应用户下周四（四月一日）再去造访；谢谢！！基于GPRS远程报警视频监控系统设计1引言现在，对于移动基站多个分散点进行监控关键采取人工巡查方法，这种方法存在实时性差、成本高、无法对环境恶劣地域基站进行监控等缺点。伴随internet和移动通信技术发展，这种传统监控方案已无法满足应用要求，亟待开发一个实时性好、可靠性高、价低易用无线远程监控系统。GPRS能够很好地处理上述问题。GPRS是在充足利用现有GSM网络基础上，经过添加GGSN和SGSN实现数据分组传输，从而将移动通信和Internet网络联络起来，是现在无线数据传输应用最广泛网络。2系统硬件组成移动基站监控模块硬件结构框图图1所表示，系统由远程监控模块和监控中心PC机组成，它们经过GPRS网络进行通信。远程监控节点由ARM模块、GPRS模块和传感器模块组成。其中，GPRS模块关键用于数据发送、接收和短消息接收;ARM模块完成传感器数据编码和TCP/IP封装，控制GPRS模块将数据发送到监控中心，并接收和实施监控中心发送控制命令;监控中心为经过以太网卡连人Internet中一台含有固定IP计算机，采取VB.NET开发工具调用Winsock控件编写监控软件，用于接收、处理和显示各个监控点发送数据，并对监控点发送控制命令。其中，GPRS模块是无线数据传输关键部分，本文采取西门子企业MC39i，它提供一个标准RS232接口用于和外部应用系统连接。3系统软件设计3.1基于FreeRTOS系统任务设计依据嵌入式实时操作系统模块化设计理念，将系统软件设计划分为主控任务MainTask()、和网络连接任务GPRSConctTask()、数据传输任务xDataTrsmtTask()、短消息处理任务xSMSProc-Task()和传感器任务xSensorStatTask()。任务之间采取信号量、队列和邮箱等进行通信，其关系图2所表示，其中MC39iSerialDrv()为串口驱动程序。MC39iSerialDrv()为串口驱动函数，它负责将发送队列xQSendToMC39i里面数据发送给和MC39i相连接串口。接收到数据后，将MC39i串口接收到数据发送到接收队列xQRecdFrom-MC39i中，数据接收和发送是经过中止服务子程序完成。GPRSConctTask()实现MC39i模块和GPRS网络连接，是远程数据传输基础和关键。3.2基于状态机设计GPRS连接任务因为网络和信号强弱等原因，可能造成节点和GPRS网络连接失败。本文采取基于状态机结构设计方法对各个阶段产生错误进行处理，保障模块和GPRS网络建立可靠连接。程序状态机图3所表示。3.3基于uIP协议栈传输层软件设计利用GPRS模块进行数据传输时，数据格式须符合互连网络TCP/IP协议标准。xDataTrsmtTask()任务完成传输层和网络层处理。依据系统状态(UDP或TCP态)，传输层处理方法不一样。TCP提供可靠数据传输方法，其应用层协议也比较多，被广泛应用于网络通信领域。因为TCP协议头和数据传输控制比较复杂，数据传输效率较低，所以越来越多实时小数据量应用，更倾向于使用基于UDP数据传输协议。3.3.1基于uIPTCP数据传输方法实现本文基于uIPTCP/IP协议栈实现TCP数据传输方法。uIP是由AdamDunkels编写源代码无偿开放微型TCP/IP协议栈，传输层协议实现了UDP和TCP，链路层PPP协议能够作为uIP下面设备驱动来实现，uIP系统底层和应用程序之间关系图4所表示。应用程序必需提供一个回应函数给uIP，数据传输任务周期性调用UIP_AP-PCALL()函数处理事件发生。进行TCP数据传输之前，首先经过调用uIP协议栈提供uip_connect()函数和监控中心监控软件建立一个TCP连接，TCP连接三次握手均由uIP协议栈uip_process()函数完成。默认情况下，uIP协议栈发送和接收共用一个缓冲区，当uIP处理缓冲区内数据时，必需关中止，为了提升系统实时性，我们将其改为双缓冲区模式。系统每个时钟节拍分别对发送和接收缓冲区进行扫描，如发觉缓冲区非空时，由uIP协议栈