【正文】 本上可以滿足語音 /數(shù)據(jù)復(fù)用串口的要求，在 GPRS不 可用的地區(qū)還可以通過 GSM短消息傳輸數(shù)據(jù) [18]。該 系統(tǒng)的時(shí)鐘部分都是采用晶體振蕩器實(shí)現(xiàn)的。指令運(yùn)行速度大幅度提高， 70％ 的指令執(zhí)行是在一個(gè)或兩個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期內(nèi)完成。 C8051F310概述 C8051F310單片機(jī)，是完全集成的混合信號片上系統(tǒng)型 MCU芯片，是真正能獨(dú)立工 作的片上系統(tǒng) （ SOC） [15]。 遠(yuǎn)程終端的硬件結(jié)構(gòu)根據(jù)功能不同可劃分為兩個(gè)子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，兩個(gè)子系統(tǒng)之間由 C8051F310單片機(jī) 控制，實(shí)現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)交換。 監(jiān)控中心的功能 監(jiān)控中心一方面與數(shù)據(jù)采集終端雙向通信， 實(shí)時(shí)接收從采集終端分站上傳的數(shù)據(jù)和報(bào)警信息 ，并記入數(shù)據(jù)庫供查詢；另一方面為管理人員提供一個(gè)友好的可視化界面，實(shí)時(shí)地華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 顯示各個(gè)參數(shù)、報(bào)警信息、各項(xiàng)參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并能以曲線圖或表格等形式表現(xiàn)出來，使得管理人員可直觀地了解現(xiàn)場的運(yùn)行狀況。在擴(kuò)展接口部分，現(xiàn)場人員可以通過顯示屏查看數(shù)據(jù)情況。在系統(tǒng)供電不足以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出報(bào)警并將信息傳送給監(jiān)控中心。采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。 遠(yuǎn)程終端由傳感器組、 C8051F310 單片機(jī)及外圍電路所組成的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和西門子的 MC39I 無線通信模塊三部分組成。 無線數(shù) 據(jù) 傳 輸 通信 網(wǎng) ，系統(tǒng)構(gòu)建不受地理和距離限制；投資省，只需在抄表終端上配置有關(guān)無線通信模塊就可以構(gòu)建覆蓋全球的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)；沒有維護(hù)費(fèi)用；系統(tǒng)工作可靠性高。但每月有固定基本費(fèi)用，且有集中器安裝的地點(diǎn)很可能假設(shè)電話線 比較困難。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 2 數(shù)據(jù)傳輸 系統(tǒng) 方案設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì) 目前 遠(yuǎn)程傳輸主要包括 :基于有線的遠(yuǎn)程傳輸 (包括架設(shè)電纜、光纜或租用電信專線、基于公用電話網(wǎng)遠(yuǎn)程傳輸 、有線電視電纜網(wǎng)遠(yuǎn)程傳輸 )；基于無線的遠(yuǎn)程傳輸 (主要是建立專用無線 通信傳輸系統(tǒng) )[5][6]。 本文的主要研究工作 隨著現(xiàn)代技術(shù)的飛速發(fā)展，基于無線局域網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)取得了很大的發(fā)展，但對于環(huán)境惡劣、作業(yè)點(diǎn)分散、頻發(fā)小數(shù)據(jù)量傳輸?shù)墓I(yè)應(yīng)用，目 前的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)難以滿足需要，如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備之間的自由通信成為研究的熱點(diǎn)。SGSN是服務(wù) GPRS支持節(jié)點(diǎn)，主要是記錄用戶移動(dòng)臺當(dāng)前是否登陸 GPRS和當(dāng)前位置，并且SGSN將數(shù)據(jù)封裝成傳輸協(xié)議，發(fā)給 GGSN。 GPRS邏輯結(jié)構(gòu)如圖 1所示 [9]。 GPRS 是一種經(jīng)濟(jì)高效的分組數(shù)據(jù)技術(shù) ,用戶只需在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)按照流量進(jìn)行付費(fèi) ,大大降低了用戶的使用費(fèi)用 ，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的低成本通信。 3）應(yīng)用 范圍廣 GPRS 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)覆蓋，并且擴(kuò)容無限制，接入地點(diǎn)無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn) 等偏遠(yuǎn)地區(qū) 的接入需求。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 GPRS 技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn) GPRS 技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) ,具有以下幾個(gè)特點(diǎn) : 1） 可靠性高 與 SMS 短信息方式相比， GPRS 采用面向連接的 TCP 協(xié)議通信，避免了數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。它是一種基于高速數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程 HDLC 的無線鏈路協(xié)議。 RLC/MAC 為無線鏈路控制 /媒質(zhì)接入控制層。 GPRS 采用基于分組傳輸模式的無線 IP 技術(shù)，以一種有效的方式高速傳送數(shù)據(jù)。T 的 CDPD 無線移動(dòng)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)。利用現(xiàn)有的 GPRS網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高、永遠(yuǎn)在線等優(yōu)勢，為現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)提供一種便捷的無線傳輸方式。 所以采用無線的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨缶腿找嫱怀隽?。在許多遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，例如水、電、煤氣表的自動(dòng)抄錄、 IC卡電話機(jī)的話費(fèi)統(tǒng)計(jì)等分布式控制系統(tǒng)中，常常需要對眾多監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和監(jiān)控，同時(shí)大部分的監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)發(fā)送到 監(jiān)測 中心的后臺服務(wù)器進(jìn)行處理。在介紹系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)平臺的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于西門子 公司的 GPRS 模塊 MC39I 以及 51 系列單片機(jī)的遠(yuǎn)程無線 數(shù)據(jù) 終端 單元 ，并應(yīng)用 C 編程建立了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。 本 文簡述了當(dāng)前無線通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，將 GPRS 無線通信技術(shù)和單片機(jī) 技術(shù) 相結(jié)合，提出適用于工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控的 GPRS 無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案。 關(guān)鍵字： 無線數(shù)據(jù)傳輸； MC39I；單片機(jī) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II GPRS data transmission in the remote application and research Abstract With the puter and the rapid development of work technology, wireless LANbased monitoring systems and data transmission system has achieved great development, but for the bad environment, the operating point spread, frequent small amounts of data for industrial applications, the current industrial monitoring is difficult to meet the needs of the system, how to achieve the freedom of munication between the remote device bee a research hotspot. This paper describes the current status of wireless munications technology, the GPRS wireless munication technology and microcontroller technology, that are suitable for industrial production monitoring of the GPRS wireless remote monitoring system. Based on introducing the system hardware and software development platform designed a remote wireless data terminal unit based on the GPRS module Siemens MC39I and 51 series of Microcontroller, and the application of C programming to establish a remote monitoring system. Terminals and onsite industrial equipment through the serial port connected to the microcontroller to achieve a simplified PPP protocol and GPRS module with a microcontrollerdriven MC39I, so after a GPRS wireless work connection to the Inter, the last with the monitoring center puter on the Inter to establish a connection, in order to achieve industrial site equipment and remote monitoring center of reliable data between the wireless munication. The experiment of the system debugged and verified the effectiveness of the wireless data transmission. Keywords： Wireless Data Transmission； MC39I； Microcontroller 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 摘要 ......................................................................... I Abstract ..................................................................... II 1 緒論 ..................................................................... 1 課題的研究背景及意義 ................................................... 1 國內(nèi)外遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)默F(xiàn)狀和問題 ......................................... 1 GPRS 技術(shù)（公用電話網(wǎng)技術(shù)） ............................................ 2 GPRS 傳輸協(xié)議模型 .................................................... 2 GPRS 技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn) ............................... 3 GPRS 無線通信系統(tǒng)基本原理 ............................................ 3 本文的主要研究工作 ..................................................... 4 2 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ..................................................... 5 方案設(shè)計(jì) ............................................................... 5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ............................................................... 5 系統(tǒng)各部分的主要功能 ................................................... 6 數(shù)據(jù)采集終端模塊功能 .................................................. 6 GPRS 無線通信模塊功能功能 ............................................ 6 監(jiān)控中心的功能 ........................................................ 6 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................................................. 7 硬件電路總體設(shè)計(jì) ....................................................... 7 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................... 7 C8051F310 概述 ........................................................ 7 C8051F310 最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .............................................. 8 GPRS 模塊部分電路設(shè)計(jì) .................................................. 8 MC39I 模塊簡介 ....................................................... 9 MC39I 結(jié)構(gòu) ........................................................... 9 GPRS 模塊與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) ....................................... 11 電源電路設(shè)計(jì) .......................................................... 12 單片機(jī)電源電路 ....................................................... 12 MC39I 模塊電源電路 .................................................. 12 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì) ...................................................... 13 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ..........................