设计和实现基于CDMA的远程监控和控制新版系统.doc

设计和实现基于CDMA远程监控和控制系统摘要：本文介绍了设计和实现基于CDMA1X技术远程监控和控制系统。现在CDMA1X系统增加了一系列设备构建了分组数据包网络，并提供高速数据分组服务。分组网络提供两种互联网接口：简单IP和移动IP地址。本文采取移动IP技术接入互联网。该无线监控系统是一个利用无线通信技术数据采集系统。传感器节点获取传感器数据类型不一样，配有中央服务器网络设备接入互联网，经过分散在数百个传感器节点无线频道搜集了传感器传输业务数据。该系统适适用于很多工厂自动化系统类型应用，如工业和医疗远程监控系统，安全系统，和远程抄表系统。另外，它已在海上油田领域付诸实践。在监察系统实际应用，信息经过无线网络传输，包含工作条件等参数，油压，电池电压，内存容量，时钟及其它。本文介绍了硬件结构和软件系统结构，并分析了误码率。结果表明，该系统能满足实际要求。关键词：CDMA1X技术，互联网接入，移动IP，传感器节点，误码率1．引言在过去几年内，因为她比传统有线技术优势。无线网络技术引发了大家注意。大部分常规监测系统使用是有线技术。有线网络比无线网络总是愈加快、更廉价。一但连接好，极少有东西能够干扰到一个有线连接。有线网络有很多形式，比如RS485和以太网[1]。但无线技术不是简单把部分常规监测设备安装在一定条件艰苦地方，如因公海上或山。另外，无线网络能够扩大规模和功效。接入点能够添加和随意升级。无线网络能够是一个小系统和随需求改变规模和复杂性[2]。多年来，中国经济连续增加，生活和石油工业需求，造成了对控制监测石油系统要求更高。很多研究人员和管理人员需要一个系统，能够自动测量所需传感器信息和经过无线网络给研究中心服务器提供信息。该传感器节点将传感器信息发送到中央服务器。同时，中央服务器控制传输参数传感器节点。部分实时远程监控系统采取RF（射频）模块[3][4]。不过，射频模块也有部分问题如射频通信领域小，消费功率大特点，噪声鲁棒性低，干扰其它射频模块和有限通信频带。其次，这些PC（个人通信服务）使用CDMA技术能够提供多种服务，无限通信覆盖范围，并消耗更少电力。它可能不会受到噪音影响。更关键是，它确保通信安全，因为传输数据进行加密[5]。基于观察设备多种无线通信，提出了一个基于CDMA实时远程监控和控制系统，测量海上石油领域石油压力数据。设想系统基础上是由两部分组成。一个是传感器节点能够发送中心服务器油压数据和接收来自中央服务器命令。另一个是中央服务器，能够发送所需命令到传感器节点和接收从传感器节点发送数据。中央服务器是接入互联网计算机网络设备。计算机和传感器节点组成一个微型集RISC精简指令控制器，一个CDMA知识产权调制解调器和多个传感器。在传感器节点上，外设微控制器，采集并存放了来自多种传感器石油压力数据，这些数据传输到中央服务器。这篇论文结构以下。在第二节，简明概述了无线监测系统，在第三节具体叙述了硬件结构，和实现目标系统所采取方法。在第四节，提出了无线通信实现方法，结果和结论分别在第五和第六节。2.基于CDMA无线监控系统无线监控系统是一个利用无线通信技术数据采集系统。中央服务器经过分散数百个传感器节点由一个无线通道搜集传感器传感器数据。该系统可用于诸如医药对很多领域，资产跟踪，测量，工厂自动化，空调，安全，煤矿和油井。图1所表示，该远程监控和控制系统技术基于CDMA1X。无线监控系统包含一个单一中央服务器和大量传感器节点。中央服务器搜集由传感器节点传输和发送控制传感器节点数据，而传感器节点发送经过传感器测量数据到中心服务器。传感器节点能够获取和存放多个类型传感器数据，比如湿度，压力，温度等。接收到数据全部存放在中央服务器数据库。服务器数据库测量数据能够作为观察员经过局域网或互联网远程监控监测。图1、无线监控网络原理图3．CDMA1X技术CDMA（多址分码）是用于扩频系统。在中国，经过阶段一，二，三网络建设CDMA网络，是世界上最大CDMA1X可能应运而生。它提供多个服务，包含语音和用户数据，提供高达153.6kbps数据，所以处于2.5G网络领先位置。它含有良好无线通道利用率，在高基点（通常达80-100K速度）并能提供稳定移动数据通道[6]。相比和GPRS（通用分组无线业务）网络，CDMA1X网络含有更高存取速度[7]。现在CDMA1X系统设备增加了网络分组数据包，提供高速分组数据服务。分组网络能够提供两种互联网接入：简单IP和移动IP。在简单IP网络接入，数据包关键组成是PDSN和AAA服务。PDSN（分组数据业务节点）设备作为一个网络门户接入无线网络和互联网。它能够管理用户身份，向用户提供数据，为用户分配移动动态IP地址，产生计费统计等[8]。AAA级（认证，授权和会计）服务器采取RADIUS（远程认证拨号用户服务