網(wǎng)絡(luò )化遠程自動(dòng)抄表系統的設計及實(shí)現
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1．2 系統的功能
系統的功能有：查看歷史數據，讀取實(shí)時(shí)或整點(diǎn)數據。
查看歷史數據：客戶(hù)端根據自己的需求，要求查看歷史上某一段數據的請求，該請求經(jīng)過(guò)Web服務(wù)器轉送給數據庫服務(wù)器，數據庫服務(wù)器將數據經(jīng)過(guò)Web服務(wù)器轉接以html格式返回給客戶(hù)端。
讀取實(shí)時(shí)或整點(diǎn)數據：客戶(hù)端要求讀取實(shí)時(shí)或整點(diǎn)數據請求，Web服務(wù)器根據請求來(lái)通知通訊服務(wù)器，然后由通訊服務(wù)器通知GPRS數據采集模塊，GPRS數據采集模塊通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )向通訊服務(wù)器發(fā)送數據包。當通訊服務(wù)器收到數據包時(shí)，將數據包解析成流量參數寫(xiě)到數據庫服務(wù)器中，然后由數據庫服務(wù)器將數據發(fā)送給Web服務(wù)器，然后由Web服務(wù)器將數據以html格式返回給客戶(hù)端。
2 GPRS通信模塊的設計及其功能
第2．5代通訊技術(shù)GPRS(Geneal packet Radio Service，通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù))作為第三代通訊技術(shù)的前奏，GPRS技術(shù)是在現有GSM技術(shù)基礎上發(fā)展而來(lái)的一種新的分組交換的數據承載業(yè)務(wù)，由英國 BTCellent公司在1983年提出。GSM技術(shù)主要以提供話(huà)音業(yè)務(wù)為主，而GPRS技術(shù)在移動(dòng)終端與計算機通信網(wǎng)絡(luò )的路由器之間提供了分組傳遞業(yè)務(wù)，這就是GPRS網(wǎng)絡(luò )與GSM網(wǎng)絡(luò )的最大區別。
GPRS把分組交換技術(shù)引入現有GSM系統，為移動(dòng)用戶(hù)和數據網(wǎng)絡(luò )之間提供語(yǔ)音通信。GPRS采用分組交換技術(shù)，主要提供非語(yǔ)音的數據業(yè)務(wù)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數據傳輸，給移動(dòng)用戶(hù)提供高速無(wú)線(xiàn)IP和x．25服務(wù)。GSM網(wǎng)絡(luò )采用電路交換的方式，也適用于偶爾的大數據量傳輸。
本系統就是利用GPRS的分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接到現場(chǎng)的自動(dòng)抄表裝置上進(jìn)行數據測量。
在系統中，關(guān)鍵之一是網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的選擇。目前有兩種協(xié)議，即TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。UDP協(xié)議與TCP協(xié)議相比較，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：適用于小數據量的傳輸；使用方便，不需要建立連接，是一種無(wú)連接的通訊方式；傳輸數據的效率高，實(shí)時(shí)性強。
考慮到UDP上述特點(diǎn)以及流量測量系統對實(shí)時(shí)性的高要求，本系統采用了UDP協(xié)議。
3 系統硬件設計
電能流量測量設備有兩種工作方式：一是按事先設定好的時(shí)間間隔，周期性地采集用戶(hù)數據，實(shí)時(shí)地傳送到數據庫服務(wù)器；二是實(shí)時(shí)地響應來(lái)自于通信服務(wù)器的控制命令，按照控制命令進(jìn)行特定的數據采集任務(wù)。這就要求作為數據傳輸模塊和終端設備控制模塊的GPRS終端能夠實(shí)時(shí)地解析、處理各種控制命令并向數據傳輸服務(wù)提供盡可能大的吞吐率。另外考慮到系統的可擴展性，本系統硬件設計時(shí)沒(méi)有采用傳統的低成本但是高開(kāi)發(fā)費用且性能、功能受限制的單片機加GPRS通訊模塊的方案，而是使用了以高性能嵌入式CPU芯片為核心的設計方案。GPRS數據傳輸終端的硬件組成和連接如圖2所示。CPU采用了專(zhuān)為網(wǎng)絡(luò )解決方案設計的 Samsung ARM7 4510B。GPRS模塊采用目前比較流行的西門(mén)子MC35系列模塊。
傳輸終端的軟件采用了以嵌入式實(shí)時(shí)操作系統為平臺、自主知識產(chǎn)權的網(wǎng)絡(luò )組件為核心的體系結構。操作系統選用了μclinux。μclinux最大的特點(diǎn)就是沒(méi)有MMU，很適合ARM嵌入式微處理器。該μclinux的內核版本是Linux 2．4，它具備完整的嵌入式TCP／IP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧，操作系統所有代碼加起來(lái)編譯后的鏡像文件小于1 MB。
該系統以數字信號處理器DSP為核心，采用交流取樣技術(shù)，可以連續地檢測和統計電量的有關(guān)參數。
抄表數據終端起著(zhù)管理和協(xié)調GPRS網(wǎng)絡(luò )和儀表數據通信的作用。由于無(wú)線(xiàn)傳輸是基于GPRS的，所以抄表數據傳輸終端也可以稱(chēng)為GPRS終端，要完成硬件和軟件的設計。抄表終端的硬件設計一般都會(huì )選用世界知名廠(chǎng)商生產(chǎn)的GPRS模塊作為抄表終端與GPRS網(wǎng)絡(luò )連接的中間件，實(shí)現同基站空中接口的連接，選用高速微處理器連接儀表和GPRS模塊，處理兩者間的數據通信問(wèn)題。
4 系統軟件設計
4．1 B／S結構
目前軟件結構設計模式主要有兩大類(lèi)：一是傳統的Client／Server(客戶(hù)端／服務(wù)器)模式，它采用Intranet技術(shù)，適用于局域網(wǎng)環(huán)境可連接用戶(hù)數有限，當用戶(hù)數量增多時(shí)，性能會(huì )明顯下降，客戶(hù)端都要安裝。一是正在不斷發(fā)展的Browser／Server(瀏覽器／服務(wù)器)模式，
它采用Internet／Intranet技術(shù)，適用于廣域網(wǎng)環(huán)境，支持更多的客戶(hù)，可根據訪(fǎng)問(wèn)量動(dòng)態(tài)配置Web服務(wù)器、應用服務(wù)器，以保證系統性能?？蛻?hù)端只需要標準的Internet瀏覽器。 linux操作系統文章專(zhuān)題:linux操作系統詳解（linux不再難懂）
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