基于GPRS的遠程數(shù)據(jù)采集模塊

摘 要：針對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對系統(tǒng)構建的方便性與數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘囊?，提出了一種基于移動GPRS無線通信的遠程數(shù)據(jù)采集方案。該方案利用GPRS的Internet接入功能，通過移動公司的網絡來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊與遠程主機之間的無線通信。分析了該數(shù)據(jù)采集模塊的原理與結構，嵌入式TCP／IP／PPP協(xié)議的實現(xiàn)，以及GPRS模塊的驅動設計。并由此研制出一臺基于Winbond單片機與c；PRS模塊的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，測試結果證明了訪采集模塊的穩(wěn)定性與可靠性。
關鍵詞：GPRS模塊；數(shù)據(jù)采集；TCP／IP／PPP協(xié)議；MC35i

0 引 言
數(shù)據(jù)采集與工業(yè)生產和國民生活息息相關，大到電力部門各變電站的遠程監(jiān)控、礦業(yè)生產單位的安全生產，小到社區(qū)居民的電表、水表抄表系統(tǒng)，因此數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)直接關系到人們生活質量的提高。傳統(tǒng)的電表、水表的數(shù)據(jù)采集多采取人工抄表的方式，不僅浪費了大量的人力物力，抄表精度也不高；當前的卡式預付費表由于要將付費額與消費量存入IC卡中，作為電表、水表與監(jiān)控中心的通信媒介，安全性有待提高；工業(yè)生產中多采用Internet網絡通信或是RS 485總線來實現(xiàn)各監(jiān)測點與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)通信，對于采集點分布集中時尚可實現(xiàn)，但是像電力系統(tǒng)變電站等多分布在郊區(qū)且節(jié)點多的系統(tǒng)來說不僅通信線路的鋪設是一筆巨大的費用，受自然環(huán)境的影響也特別大，可靠性得不到保障。
GPRS無線上網技術的快速發(fā)展給數(shù)據(jù)采集技術的發(fā)展帶來了新的活力。GPRS(General Packet，RadioService)是當前GSM網絡通信向3G標準的過渡階段，即2．5G標準。GPRS在現(xiàn)有的GSM網絡的基礎上引入分組交換的功能，支持TCP／IP協(xié)議，可以與Inter―net直接相通，因此已在消費電子中得到了廣泛的應用。GPRS理論最高通信速率可達到171．2 Kb／s，且國內外各大通信公司均推出了各自的GPRS通信模塊，穩(wěn)定性好，完全能夠滿足各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的需要，因此，GPRS無線通信技術的應用必將給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展帶來巨大的變化。

l GPRS通信原理及數(shù)據(jù)采集模塊的整體結構
1．1 GPRS無線通信原理
基于GPRS的無線網絡通信系統(tǒng)結構如圖1所示，主要由三部分構成：位于數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場的GPRS數(shù)據(jù)采集模塊、網絡運營商提供GPRS網絡與遠程服務器。數(shù)據(jù)采集模塊位于各個數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場，由于移動公司的通信范圍已覆蓋我國的絕大部分地區(qū)，各數(shù)據(jù)采集模塊可分散地安裝在各種復雜的地理環(huán)境中而不必考慮線路鋪設等復雜的問題。GPRS網絡是現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與遠程監(jiān)控中心數(shù)據(jù)交換的橋梁。數(shù)據(jù)采集模塊與測量儀表進行數(shù)據(jù)通信，將測量儀表產生的檢測數(shù)據(jù)通過移動基站實時發(fā)送到GPRS網絡服務商所提供的GGSN(Gateway GPRS Support Node)服務器，GGSN分配給GPRS數(shù)據(jù)采集終端相應的IP地址，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集終端與Internet的連接，再通過In―ternet網絡將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到位于監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)采集服務器。GPRS模塊可以是始終在線的，因此位于監(jiān)控中心的工作人員可以實時了解到終端設備的工作情況并做出相應的工作指示。

1．2 數(shù)據(jù)采集模塊的結構
數(shù)據(jù)采集模塊負責檢測儀器與遠程監(jiān)測終端的無線數(shù)據(jù)傳輸，如圖2所示，模塊以Winbond的高性能單片機W77E58為控制核心，通過將串口采集到的數(shù)據(jù)經初步處理后傳送給GPRS模塊實現(xiàn)無線網絡通信。