基于GRS的无线数据采集系统设计.doc

精选资料可修改编辑1绪论目前，我国在水利、电力和天然气等资源的监测中还没有经济实用的自动化数据采集和传输设备，大部分地方仍然通过人工方式进行数据采集和分析。这种传统方式，既耗费大量的人力物力，又无法避免手工抄写和计算带来的差错，对数据的处理分析滞后，不能及时发现问题、解决问题；而在对偏远的乡村、山区以及其他恶劣环境下的数据采集和传输更是十分困难，不能满足工业现代化、自动化的要求。由于上述资源的监测点在地理位置上分布很广，现有的一些数据传输方法如利用电话线、电力载波等就存在着诸多的问题，如覆盖范围小，线路维护量大，电力载波上噪声污染导致通信不可靠等。随着无线通信数字网络的发展，采用GSM和GPRS无线通信网作为通信方式为上述问题提供了一个新的解决方案。本文介绍的就是一个采用GPRS通信模块利用短消息方式实现远程数据采集的系统，它可以用于多种遥测系统，完成远端环境、资源信息等数据的采集。1.1系统开发背景1.1.1移动通信的飞速发展在全球数字化浪潮的推动下，CDPT（欧洲邮电管理部门）于1982年成立一个GSM移动特别小组，开始制定适用于欧洲各国的一种数字移动通信系统的技术规范。经过六年的研究、实践与比较，于1988年确定了主要技术规范并指定出实施计划，采用TDMA多址方式的数字通信系统，大大提高了频率利用率。在1990年GSM开始在德国、法国、英国和北欧许多国家投入商用运用,而我国于90年代中期引入GSM技术[1]。随着移动通信技术、互连网技术和计算机技术的飞速发展，移动通信已经不在局限于单纯的话音通信，把移动和IP结合起来已经成为不可阻挡的趋势，于是提出了第三代移动通信系统的概念，其核心是宽带、高速率、多媒体，静止状态下数据速率可以达到2Mbps，并且移动通信和因特网在移动环境下提供服务是其主要业务特征，它将使人们的生活方式发生巨大变化，生活的自由度将会空前增加。现有的第二代移动通信系统到目前为止已经相当成熟，在1999年末，我国已经有移动用户4000多万，890万互联网用户。用户需求带动着网络的发展，运营商在不断扩展满足需要的同时，也不得不考虑向第三代过渡的问题，同时第三代网络也必须做到与至少一种第二代网络兼容。于是对现有的第二代移动通信系统进行升级改造，增加各种新业务，开展数据业务，以变向第三代平滑过渡。例如GSM网络上增加一些软硬件设备，实现GPRS、WAP等新业务，为用户提供越来越高的数据传输速率，这就是所谓的2.5代技术，也就是二代产品向三代的平滑过渡所采用的一种过渡技术。2.5代技术中比较有代表的GPRS（通用分组交换业务）使用户能在端到端分组传输模式下发送和接受数据，在GSM由窄带向宽带演进过程中起到桥梁作用。1.1.2无线数据采集的发展和优势在工业控制现场，常常需要采集大量的现场数据，如电压、电流、温度、湿度、气压等，并将这些数据采集模块采集的数据传输到主机进行处理，由主机根据处理的结果，将控制信号传输给现场执行模块进行各种操作。目前数据的传输基本是基于有线的网络，如RS485，CAN等。这些有线的网络一般具有成本比较高、维护不方便等缺点。而无线传输相对具有一定的优势，如蓝牙技术的出现和发展极大的推动和扩大了无线通信的的应用范围，是网络中各种数据和语言设备可以通过极其便携的方式实现互通互连，实现了个人区域内快速灵活的数据和语音通信。这些无线的网络一般具有成本低、可靠性高、维护方便等优势[2]。采用有线方式，租用静态IP目前费用较高约800~1500元/月。采用GPRS无线方式，系统流量费用目前有包月制和数据量两种收费方式，按流量计算0.03元K，而包月制20元/月有1024kByte流量，可满足目前大多部门的数据采集系统的实际数据量，估计日后费用会逐步降低。无线数据采集与传输的应用范围非常广，涉及行业有电力、水利、公安、交通、石油、安防、金融、环保等[3]。中国移动公司在2002年5月正式开通了通用分组无线业务GPRS网络。GPRS网络支持TCP／IP协议并且覆盖面广，比起使用短消息和超短波无线数传电台进行无线数据传输，GPRS无论在费用、可靠性和可实施性等方面都具有很大的优势[3]。1.2GPRS业务与GSM短消息业务的概述1.2.1GPRS技术的简述GPRS（GeneralPacketRadioService）是通用分组无线业务的简称,该技术建立在GSM网络的基础上,被称为2.5代移动通信技术,它将无线通信与Internet紧密结合。GPRS作为一种先进的、全新的无线网络承载手段,具有独特优势：①GPRS引入分组交换的传输方式,使用者只有在发送或接收数据期间才占用资源,按实际通信的数据流量为计费标准,是一