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基于ARM和GPRS的远程监控系统的研究

廖胜，胡文奇
北京邮电大学自动化学院，北京（100876）
E-mail：[e-mail]
摘要：本文介绍了一种基于ARM和GPRS的远程监控系统。以SamsungS3C2410为中央
处理器的嵌入式系统主要完成系统的控制和数据功能,用GPRS网络连接Internet实现监控中
心与远程ARM嵌入式系统的通讯。并对远程终端的硬件结构和监控中心软件设计进行了介
绍。
关键词：ARM，GPRS，监控系统

0.引言
随着社会经济的迅猛发展，人们的生活、工作节奏也不断加快。在许多领域需要对大范
围的数据进行自动及时的采集、传输、存储，以便及时地掌握情况，并进行分析处理。诸如
电力、煤气、自来水的设备运行和用户数据采集，以及公共场所环境数据采集和无线报警等。
这些领域的分支机构分布范围广、数量多、分布零散、距离远、地域复杂。。当前采集监控
系统使用最广的是有线或短距离无线方式，如RS232.RS485、红外线，显然已经不能满足现
在的要求。因此需要有一种新的高效数据监控系统来解决远程数据监测和设备控制问题
近年来无线传输技术有了很大的进步,其中GPRS技术受到了广泛关注。GPRS(General
PacketRadioService,通用分组无线业务)是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组
数据承载业务。GPRS技术以分组交换技术为基础,在移动用户和数据网络之间提供一种链接,
给移动用户提供高速无线IP和X.25服务,用户通过GPRS可以在移动状态下使用各种高速
数据业务。GPRS系统是利用移动公网的资源，基于IP的网络，传输速率较高，理论上可
以达到171.2Kb/s，且传输时延小、系统性能稳定[1]。它具有接入迅速、永远在线、流量计
费等特点,在远程突发性数据实时传输中有不可比拟的优势,特别适合于远程监控系统这样
的频发小数据量的实时传输系统。
1.系统结构

1.1系统组成
该系统通过GPRS网络实现了计算机与远程ARM嵌入式处理器的通讯。整个系统由监
控中心、无线通信链路和远程的监测终端几个部分组成。监控中心由Web服务器、客户端
和数据库服务器组成。
监控中心完成与远程终端连接及对终端的控制，对远程终端发送来的数据进行显示、存
储、打印。监控终端主要用来采集现场温度数据和图像，向监控中心传送相关信息。GPRS
通信链路起一个桥梁的作用，完成信息的交互。系统的总体结构如图1：

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图1监控系统总体结构图

1.2工作原理
监控终端通过温度和其他传感器采集各种现场数据，并对数据进行检验过滤，并把过滤
后的有效信息传送给监控中心的数据库存储。同时，终端进行简单的数据判断和数据过滤。
当出现异常情况时，现场摄像头采集现场图片并通过GPRS模块通过GPRS网络，监控中心
进行相应的处理。
GPRS网络提供通信链路,接入Internet后,把这些信息传送给中心。
监控中心的通过固定IP接入Internet，通过Socket通信程序和GPRS网络连接，并最终
实现与远程终端的通信。数据管理服务器接收监控终端发来的状态信息和采集的数据、图片，
并将各种信息存入的数据库和对接受到的数据经处理。并对用户进行动态管理。Web服务
器能根据用户的权限提供不同的显示和控制功能，通过电子地图上动态了解现场数据，以便
能即时了解现场情况。工作人员通过接入客户端能直观和实时地监视各个终端目标,还可以
有针对性地对各个终端进行及时控制和报警。同时,通过调用数据库中的终端信息,不仅可以
观看到各个终端的历史轨迹,还可以查询终端的各项数据以及使用该终端的用户的原始资料,
进行相应的处理。
2.系统功能设计

2.1远程终端功能
¾数据采集：通过温度传感器获得机房的实时数据；并能通过摄像头采集现场图片。
¾信息显示：通过终端的LCD屏显示温度信息；
¾报警功能：到现场出现异常或紧急情况时，立即向中心发送告警信息；
¾网络通信：采用GPRS无线上网方式，控制GPRS模块拨号上网，连接监控中心，
以实现远程终端数据及监控中心命令数据的双向传输。

2.2监控中心功能

¾终端管理：记录终端信息，建立与终端的联系；中心可以通过控制指令远程控制终
端；
¾用户管理：监控管理中心是提供用户登陆、监视、操作、管理、的一个应用平台；

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¾信息处理:对接收到的信息进行检验、判断，剔出己经损坏的信息。或对外来攻击进
行屏蔽，承担防火墙的功能；
¾现场情况实时跟踪：监控中心根据需要可随时了解系统内所有监控机房的实时数
据，并能在电子地图上