基于GPRS的遠程數據采集模塊

摘 要：針對傳統的數據采集系統對系統構建的方便性與數據傳輸的可靠性的要求，提出了一種基于移動(dòng)GPRS無(wú)線(xiàn)通信的遠程數據采集方案。該方案利用GPRS的Internet接入功能，通過(guò)移動(dòng)公司的網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現數據采集模塊與遠程主機之間的無(wú)線(xiàn)通信。分析了該數據采集模塊的原理與結構，嵌入式TCP／IP／PPP協(xié)議的實(shí)現，以及GPRS模塊的驅動(dòng)設計。并由此研制出一臺基于Winbond單片機與c；PRS模塊的無(wú)線(xiàn)數據采集系統，測試結果證明了訪(fǎng)采集模塊的穩定性與可靠性。
關(guān)鍵詞：GPRS模塊；數據采集；TCP／IP／PPP協(xié)議；MC35i

0 引 言
數據采集與工業(yè)生產(chǎn)和國民生活息息相關(guān)，大到電力部門(mén)各變電站的遠程監控、礦業(yè)生產(chǎn)單位的安全生產(chǎn)，小到社區居民的電表、水表抄表系統，因此數據采集與通信系統直接關(guān)系到人們生活質(zhì)量的提高。傳統的電表、水表的數據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、水表與監控中心的通信媒介，安全性有待提高；工業(yè)生產(chǎn)中多采用Internet網(wǎng)絡(luò )通信或是RS 485總線(xiàn)來(lái)實(shí)現各監測點(diǎn)與監控中心的數據通信，對于采集點(diǎn)分布集中時(shí)尚可實(shí)現，但是像電力系統變電站等多分布在郊區且節點(diǎn)多的系統來(lái)說(shuō)不僅通信線(xiàn)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(wú)線(xiàn)上網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展給數據采集技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了新的活力。GPRS(General Packet，RadioService)是當前GSM網(wǎng)絡(luò )通信向3G標準的過(guò)渡階段，即2．5G標準。GPRS在現有的GSM網(wǎng)絡(luò )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，穩定性好，完全能夠滿(mǎn)足各種數據采集系統的需要，因此，GPRS無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的應用必將給數據采集系統的發(fā)展帶來(lái)巨大的變化。

l GPRS通信原理及數據采集模塊的整體結構
1．1 GPRS無(wú)線(xiàn)通信原理
基于GPRS的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信系統結構如圖1所示，主要由三部分構成：位于數據采集現場(chǎng)的GPRS數據采集模塊、網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商提供GPRS網(wǎng)絡(luò )與遠程服務(wù)器。數據采集模塊位于各個(gè)數據采集現場(chǎng)，由于移動(dòng)公司的通信范圍已覆蓋我國的絕大部分地區，各數據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(xiàn)路鋪設等復雜的問(wèn)題。GPRS網(wǎng)絡(luò )是現場(chǎng)數據采集系統與遠程監控中心數據交換的橋梁。數據采集模塊與測量?jì)x表進(jìn)行數據通信，將測量?jì)x表產(chǎn)生的檢測數據通過(guò)移動(dòng)基站實(shí)時(shí)發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò )服務(wù)商所提供的GGSN(Gateway GPRS Support Node)服務(wù)器，GGSN分配給GPRS數據采集終端相應的IP地址，從而實(shí)現了數據采集終端與Internet的連接，再通過(guò)In―ternet網(wǎng)絡(luò )將采集的數據發(fā)送到位于監控中心的數據采集服務(wù)器。GPRS模塊可以是始終在線(xiàn)的，因此位于監控中心的工作人員可以實(shí)時(shí)了解到終端設備的工作情況并做出相應的工作指示。

1．2 數據采集模塊的結構
數據采集模塊負責檢測儀器與遠程監測終端的無(wú)線(xiàn)數據傳輸，如圖2所示，模塊以Winbond的高性能單片機W77E58為控制核心，通過(guò)將串口采集到的數據經(jīng)初步處理后傳送給GPRS模塊實(shí)現無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信。