基于GPRS的无线数据采集与传输终端系统
无线数据采集与传输的应用范围非常广,涉及行业有电;终端的系统组成;无线数据采集与传输终端的设计可以有两套方案:第一给出了一个无线数据采集和传输终端组成的原理参;图1终端组成原理参考图;终端工作原理为通过RS232/4,下面的组成原理进行详细介绍:
嵌入式CPU芯片是整个数据采集终端的核心,可基于GPRS的无线数据采集与传输终端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、安防和金融等。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。
终端的系统组成
无线数据采集与传输终端的设计可以有两套方案:第一套为“单片机+GPRS调制解调器”,此方案虽然硬件成本较低,但功能比较有限,在协议的开发和支持上都有一定难度;第二套方案为“嵌入式CPU+GPRS 模块”,此方案虽然硬件成本稍高,需要嵌入式CPU芯片来支持嵌入式操作系统,但可以实现丰富协议接口,便于移植和向高端系统应用升级,更加便于数据采集与传输的实现。
嵌入式CPU芯片是整个数据采集终端的核心,可以很好地支持嵌入式操作系统;考虑到嵌入式操作系统的移植方便性和性能要求,采用了当前成熟的Motorola MPC8xx嵌入式CPU。许多操作系统厂家都针对这种类型的CPU开发微码和套件(BSP),以方便用户移植。
GPRS模块主要完成无线上网的功能。在市场上有一些成熟的产品,譬如说Sony/Ericsson的GM47;Simens的MC35等。在这里选用Cellon公司的CMS91。它是一种双频段GSM/GPRS 10级模块,主要优点有:低功耗、接口简单、AT指令功能完善、可支持GPRS CLASS 10、开发多媒体应用、价格较低等。同时,它也提供SMS(短消息服务)和语音功能。GPRS模块提供RS232接口,可以通过它来完成对模块的控制,譬如拨号和切换模式等。一旦通过模块连接上Internet,采集到的数据就可以用TCP/IP传输方式发送到任意一个具有公网IP地址的主机上去,从而实现采集数据的无线传输。
数据采集一般采用标准RS232或RS485接口,采集压力、温度等传感器数据。由CPU负责对采集到的数据进行运算和处理,然后交给GPRS模块将其发送给远程数据中心。
Watchdog主要用来防止终端系统死机。通过软件定时写数据到WD硬件,一旦系统死机,软件工作不正常,WD硬件由于接收不到数据而产生硬件中断,从而系统自动重启。
ROM主要用于保存嵌入式操作系统、应用程序及相关配置参数,通过内部总线直接与CPU通信。在这里选用了Intel公司的28F320-J3,32M字节。可以在ROM上完成文件系统,但需要在操作系统中加入文件系统处理模块。
GPRS数据传输―适合所有情况下的数据传输,是未来的发展趋势。
利用CMS91 GPRS模块进行基于Internet的数据通信SMS和Data Call应用有很大的不同,无论是SMS还是Data Call都是有相应的AT指令支持的,使用都是比较简单的、无需了解实际的运作流程,但是对于GPRS的数据应用,牵涉的网络协议方面的知识要相对较多。
在这种应用中,CMS91 GPRS模块相当于一个无线调制解调器用户的应用系统,需要通过PPP(LCP/PAP/IPCP)先和运营商的Internet接入服务器连接,然后才能应用TCP/IP、UDP或者更高一层的应用层程序http、FTP等进行通信。在目前的GPRS应用中,如果应用系统是基于操作系统的,由于系统功能比较强,可以采用完整的PPP协议,但是如果应用系统是采用MCU的,那么一般采用简化的PPP协议,将一些不兼容的信息拒绝掉。
利用GPRS进行数据传输的结构有两种,主要区别在于服务器端的位置:服务器端采用普通Internet上的主机方式,或者服务器通过DDN(或其它高速连接的方式如ASDL)直接与中间移动网CMNET连接的方式。 根据以上介绍的设计实施技术,不难写出一个完整的利用GPRS模块基于Internet的数据通信流程。
无线数据采集与传输的应用范围非常广,涉及行业有电;终端的系统组成;无线数据采集与传输终端的设计可以有两套方案:第一给出了一个无线数据采集和传输终端组成的原理参;图1终端组成原理参考图;终端工作原理为通过RS232/4,下面的组成原理进行详细介绍:
嵌入式CPU芯片是整个数据采集终端的核心,可基于GPRS的无线数据采集与传输终端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、安防和金融等。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。
终端的系统组成
无线数据采集与传输终端的设计可以有两套方案:第一套为“单片机+GPRS调制解调器”,此方案虽然硬件成本较低,但功能比较有限,在协议的开发和支持上都有一定难度;第二套方案为“嵌入式CPU+GPRS 模块”,此方案虽然硬件成本稍高,需要嵌入式CPU芯片来支持嵌入式操作系统,但可以实现丰富协议接口,便于移植和向高端系统应用升级,更加便于数据采集与传输的实现。
嵌入式CPU芯片是整个数据采集终端的核心,可以很好地支持嵌入式操作系统;考虑到嵌入式操作系统的移植方便性和性能要求,采用了当前成熟的Motorola MPC8xx嵌入式CPU。许多操作系统厂家都针对这种类型的CPU开发微码和套件(BSP),以方便用户移植。
GPRS模块主要完成无线上网的功能。在市场上有一些成熟的产品,譬如说Sony/Ericsson的GM47;Simens的MC35等。在这里选用Cellon公司的CMS91。它是一种双频段GSM/GPRS 10级模块,主要优点有:低功耗、接口简单、AT指令功能完善、可支持GPRS CLASS 10、开发多媒体应用、价格较低等。同时,它也提供SMS(短消息服务)和语音功能。GPRS模块提供RS232接口,可以通过它来完成对模块的控制,譬如拨号和切换模式等。一旦通过模块连接上Internet,采集到的数据就可以用TCP/IP传输方式发送到任意一个具有公网IP地址的主机上去,从而实现采集数据的无线传输。
数据采集一般采用标准RS232或RS485接口,采集压力、温度等传感器数据。由CPU负责对采集到的数据进行运算和处理,然后交给GPRS模块将其发送给远程数据中心。
Watchdog主要用来防止终端系统死机。通过软件定时写数据到WD硬件,一旦系统死机,软件工作不正常,WD硬件由于接收不到数据而产生硬件中断,从而系统自动重启。
ROM主要用于保存嵌入式操作系统、应用程序及相关配置参数,通过内部总线直接与CPU通信。在这里选用了Intel公司的28F320-J3,32M字节。可以在ROM上完成文件系统,但需要在操作系统中加入文件系统处理模块。
GPRS数据传输―适合所有情况下的数据传输,是未来的发展趋势。
利用CMS91 GPRS模块进行基于Internet的数据通信SMS和Data Call应用有很大的不同,无论是SMS还是Data Call都是有相应的AT指令支持的,使用都是比较简单的、无需了解实际的运作流程,但是对于GPRS的数据应用,牵涉的网络协议方面的知识要相对较多。
在这种应用中,CMS91 GPRS模块相当于一个无线调制解调器用户的应用系统,需要通过PPP(LCP/PAP/IPCP)先和运营商的Internet接入服务器连接,然后才能应用TCP/IP、UDP或者更高一层的应用层程序http、FTP等进行通信。在目前的GPRS应用中,如果应用系统是基于操作系统的,由于系统功能比较强,可以采用完整的PPP协议,但是如果应用系统是采用MCU的,那么一般采用简化的PPP协议,将一些不兼容的信息拒绝掉。
利用GPRS进行数据传输的结构有两种,主要区别在于服务器端的位置:服务器端采用普通Internet上的主机方式,或者服务器通过DDN(或其它高速连接的方式如ASDL)直接与中间移动网CMNET连接的方式。 根据以上介绍的设计实施技术,不难写出一个完整的利用GPRS模块基于Internet的数据通信流程。