基于GPRS数据采集系统设计.doc

基于GPRS数据采集系统设计摘要：GPRS是通用分组无线业务（GeneralPacketRadioService）的英文简称，是一种新的分组数据承载业务。GPRS与现有的GSM语音系统最根本的区别是，GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一种分组交换系统。因此，GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。这一特点正适合大多数移动互联的应用。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。本文研究开发了一套基于GPRS技术的无线数据采集系统，远端数据采集模块将传感器的输出信号进行模数转换，通过串行接口驱动无线modem经GPRS网络将数据发送到Internet上的远程监控中心，并完成数据的存储和显示。本文从硬件和软件两方面描述了系统的设计及实现方法，这种新型的无线数据采集系统非常适合于在边远地区或可移动系统中实现无线的数据采集和监控。关键词：GPRS技术；PPP协议；数据采集1.前言数据采集系统是科学试验中经常用到的测量环节，通常由信号调理、A/D转换、数据存储、数据分析、显示等几个功能模块组成。由于具体试验环境千差万别，对数据采集系统的要求也有很大不同。例如对于边远地区或运动构件上的传感器输出信号，通过电缆引出信号的有线数据采集方案变得很困难，甚至根本不可能。本文所介绍的基于GPRS[1]的无线数据采集系统解决了这一问题，实现了现场数据从采集终端到远程控制中心的无线传输。整个系统的结构如图1所示。系统主要包含两个模块——远程控制中心和远端数据采集模块。远端数据采集块由传感器、微处理器、无线modem等组成，以唯一的ID作为中心调度的标识，完成数据的采集、处理和传输。远程控制中心通过Internet向各个远端数据采集模块发送各种动作指令，使远端模块完成各种配置和数据采集工作，并对远端模块发送上来的数据进行分析和理。GPRSHYPERLINK"http://www.bitscn.com/network/"网络数据包的发送与接收笔记本电脑通过串行或无线方式接到GPRS蜂窝电话或Modem上，GPRS蜂窝电话或modem与GSM基站通信，但与电路交换或数据呼叫不同，GPRS分组是从基站发送到SGSN节点，而不是通过移动交换中心MSC连接到语音HYPERLINK"http://www.bitscn.com/network/"网络上。SGSN与网关支持节点GGSN进行通信，GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的HYPERLINK"http://www.bitscn.com/network/"网络，如internet或X.25HYPERLINK"http://www.bitscn.com/network/"网络2.硬件系统设计硬件系统的设计内容主要是指远端数据采集模块的硬件设计，每个远端数据采集模块由传感器、信号调理及A/D转换电路、微处理器、无线modem等组成。图2为其电路原理图。微处理器Rabbit3000通过串口将命令和数据发送给GPRS的数据传送终端——无线modemQ2403A，控制着Q2403A登陆GPRS网关（GGSN），并获得动态分配的IP地址。这样，微处理器向GGSN发送的数据就会被传送给Internet网中相应的IP地址，从而完成数据采集模块到远程主机的无线数据传输。数据到达指定的Internet地点（可以是ftp站点、指定的邮箱地址或其他的方式等等）后再进行数据的处理和分析。Rabbit3000是美国Z-World公司推出的新一代嵌入式系统8位高性能微处理器，其程序存储器中固化有当前流行的Internet协议栈,具有客户机功能，可以主动请求TCP连接远方服务器通信,使得微处理器只要知道对方IP地址和端口号,就可以通过网络进行通信。GPRS（GeneralPacketRadioService）是通用分组无线业务的简称，是在GSM基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输方式。GPRS支持Internet上应用最广泛的IP协议和X.25协议,使得GPRS能提供Internet和其它分组网络的全球性无线接入。wavecomQ2403A是一款基于GPRS网络传送数据的无线modem，能够实现语音呼叫、短消息服务、数据传输等功能。Q2403A对用户提供了多种接口，包括电源接口，液晶显示器接口，SIM卡接口，充电器接口，耳机接口，麦克风接口，以及用于其他特殊目的的多