基于GPRS与CAN总线的水情智能监测系统的设计与实现.doc

基于GPRS与CAN总线的水情智能监测系统的设计与实现王俊飞朱里红(成都理工大学工程技术学院四川乐山614000)摘要：本文研究并开发了一种现场采用CAN总线进行数据采集而利用GPRS进行数据传输的远程水位实时监测系统该系统借助成熟的GPRS无线数据通信技术结合TCP/IP通信协议实现了CAN总线报文和IP协议的相互转换并通过GPRS无线网络和互联网传输CAN总线报文信息进而对水库、河流等水情进行实时、可靠的监测。关键词：GPRS；CAN总线；水位监测系统[中图分类号]TP273[文献标识码]ADesignandImplementofTheWaterSmartMonitoringSystemBasedonGPRSandCAN-BusWANGJun-feiZHULi-hong(TheEngineering&TechnicalCollegeofChengduUniversityofTechnologyLeshan614000China)Abstract:ThispaperdevelopedaremotewaterlevelrealtimemonitoringsystemwhichadoptsCAN-buscollectingthedataandtheGPRSmoduleisusedtotransmitthedata.WithadvancedandreliableGPRSwirelesscommunicationandTCP/IPcommunicationsprotocolThesystemcanMutualconversebetweenCAN-BusmessageandIPagreementandcantransmitCAN-busmessagebyGPRSWirelessnetworkandInternetAndreliablemonitorwater-levelofriversanddamsinrealtime.Keywords:GPRS;CAN-Bus;Thewatermonitoringsystem.引言我国地域辽阔地形复杂气候变化无常河流来水量变化剧烈水、旱灾害发生频繁大小洪水连年不断。报汛不及时水情不明是导致灾情加重的重要原因水情信息是防汛抗旱决策的重要依据。它的实时性和可靠性是决策实时性、科学性的前提[1]。水情信息的及时采集可以对洪涝灾害实施有效的监测和预警；建立一套经济实用的、符合我国国情的水情采集传输系统势在必行。本文所设计的系统采用CAN总线和GPRS技术具有费用低廉、建设周期短、可靠性高、实时性强等特点提高了测报速度、预报精度扩大了测报范围和内容。动态实时地监测水位、雨量等水情信息对防汛、抗旱及水资源合理利用起到重要作用。1GPRS系统与CAN总线的简介1.1GPRS系统概述GPRS(GeneralPacketRadioService)是在GSM系统上发展起来的一种无线分组数据承载业务[2]由于GPRS自身的技术特点和优势GPRS在远程监控中具有实际应用价值。首先作为无线系统在实现上比有线系统简单容易尤其在水库、河流等环境比较恶劣、分布偏远的野外地区。其次系统利用率高可以同时监控多个被监控对象减少了系统重复建设和人员维护可实现野外无人值守。同时能提供端到端广域的无线IP连接。用户可以通过全球移动通信系统以无线连接的方式方便、快捷地接入固定IP网络利用公网不需自建和维护通信网[3]；结合水位数据传输突发性、间断性、频繁性和实时性特点系统选用成熟的GPRSDTU(dataterminalunit)作为远程数据传输模块将水位和降雨量等信息形成IP数据后通过GPRS网络传输到中心站计算机保证数据及时、准确传输的前提下将系统运行费用降到最低。1.2CAN总线技术CAN(ControllerAreaNetwork)即控制器局域网是一种有效支持实时控制的串行通信网络与一般的通信总线相比CAN总线具有先进的主网络结构实时性好通讯距离远数据传输速率快具有较好的差错控制能力可靠性高、系统容量大、扩充容易、安装方便、维护费用低、性价比高等优点特别适用控制节点多分布较散的监控场所[4]。因此本设计采用CAN总线来实现对水情信息的采集可提高系统的可靠性、实时性和灵活性。2系统的总体结构框架该水情自动监测系统采用“分散监测、集中处理”的模式进行设计整个系统由现场水情远程终端监测基站、GPRS通信网络和水情遥测中心站三大部分构成。系统总体结构如图1所示。现场需要采集的水位、雨量等水情数据