基于GPRS的无线数据采集与传输终端.doc
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1、基于GPRS的无线数据采集与传输终端摘 要:本文从系统上给出了一个无线数据采集和传输终端的实现方案,并且详细讨论了实现上的技术难点。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。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TCPIP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
2、有一定难度;第二套方案为嵌入式CPUGPRS 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。图1给出了一个无线数据采集和传输终端组成的原理参考图,采用Motorola半导体(编者注,现更名为:Freescale)嵌入式CPU MPC8xx加GPRS模块CMS91的第二套实现方案。终端工作原理为通过RS232/485口接收到用户数据,然后将数据打成IP包,通过GPRS模块接入GPRS网络,再通过各种网关和路由将数据发送到数据处理中心。图1 终端组成原理参考图下面对图1中的组成原理进行详细
3、介绍: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
4、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
5、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。LCD是可选模块,用来显示状态信息等。10Base-T也是可选模块,方便调试。也可以利用NAT技术和10Base-T端口将终端作为连接Internet的网关。实施中的技术难点CPU通信端口的配置在此设计中选用MPC850微处理器, 它是一个多用途的通用芯片,内部集成了微处理器和常用外围组件,可用于各种控制领域。它是MPC860应用于通信系统的低成本实现,提供了更高的性价比,并在通信方面有所增强,
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- 关 键 词:
- 基于 GPRS 无线数据 采集 传输 终端
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