【正文】 ...................................... 27 登錄界面框架及實現(xiàn) ............................................................................... 27 實時顯示界面框架及實現(xiàn) ....................................................................... 28 啟動通信界面實現(xiàn)及通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ....................................................... 29 數(shù)據(jù)庫部分模塊設計與 實現(xiàn) ................................................................... 38 第 5 章 總結(jié)與展望 ......................................................................................................... 43 參考文獻 ............................................................................................................................. 44 致謝 ..................................................................................................................................... 45 附錄 ..................................................................................................................................... 46 石家莊鐵道大學畢業(yè)設計 1 第 1 章 緒論 隨著計算機技術的發(fā)展，尤其是 Inter 技術廣泛地深入到人們生活的各個方面，使人們的生活發(fā)生了深刻的變化。調(diào)查表明，城市市區(qū)自來水管道滲漏率一般都 30%以上。 (2)設備數(shù)量多 ： 城市自來水管網(wǎng)覆蓋范圍廣，節(jié)點眾多，用十采集數(shù)據(jù)的儀表數(shù)量也很大。這也為供水監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了更多的可行性。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 自來水供水網(wǎng)絡具有節(jié) 點數(shù)量龐大、位置分散、分布范圍廣泛的特點，所以自來水供水監(jiān)測系統(tǒng)，其最重要的任務，是如何采集到數(shù)量眾多、位置分散、分布范圍廣泛的儀表中得到的數(shù)據(jù)。這種方法一般是將總線接到監(jiān)測中心，這樣就使得可采集儀表的分布范圍非常有限。該方法初期投資較小，但在使用過程中，運行費較高。但是很多時候，監(jiān)測點的所在位置比較偏僻或者非常分散，附近往往沒有可用的網(wǎng)線通過，所以使用會受到一定的限制。另外自建的無線電臺方式傳輸易受到天氣和其它一些外界條件的干擾，穩(wěn)定性較差，維護成本較高，而且距離非常有限。因此用短消息進行數(shù)據(jù)采集雖然具有一定的先進性，但實際只在少數(shù)儀表的數(shù)據(jù)采集 (如電表抄表 )中得以應用，優(yōu)勢不明顯。一是傳輸速度較慢，最大傳輸速度只有 ； 二是按在線時間計費，不適于突發(fā)數(shù)據(jù)量較大的場合使用。 GPRS 是 GSM 規(guī)范實現(xiàn)的內(nèi)容之一。它突破了 GSM 網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式，通過增加相應的功能實體和對現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進行部分改造來實現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對來說并不大，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當可觀。具體確定通訊方式時需要綜合考慮系統(tǒng)面對的對象、自來水管網(wǎng)的分布、地理條件、期望達到以的目標以及系統(tǒng)的擴展升級和與其他網(wǎng)絡的兼容，等等。課題的研究內(nèi)容包括以下幾個方面 ： (1)分析研究 GPRS 的諸多協(xié)議，提出在 GPRS 之上建立遠程監(jiān)測系統(tǒng)的技術難點及要求，確定本課題研究的技術 路線和設計思路。 (4)研究和分析在 GPRS 網(wǎng)絡和 Inter 上數(shù)據(jù)通信的特點以及底層測量儀表與終端的通信特點 ，提出提高系統(tǒng)運行效能的關鍵因素及解決方法 ； 研究和分析用戶對監(jiān)石家莊鐵道大學畢業(yè)設計 4 測中心的要求。它由英國 BT Cell 公司早在 1993 年提出，是 GSM Phase2 +(1997 年 )規(guī)范實現(xiàn)的內(nèi)容之一。 GPRS 無 線通信協(xié)議特點 GPRS 是一種以全球手機系統(tǒng) (GSM)為基礎的數(shù)據(jù)傳輸技術，可說是 GSM 的延續(xù)。 GPRS 的主要特點如下 ： (1)GPRS 采用分組交換技術，高效傳輸高速或低速數(shù)據(jù)和信令，優(yōu)化了對網(wǎng)絡資源和無線資源的利用。例如中國移動提供的 GPRS 網(wǎng)絡接入時間平均為兩秒。 (6)GPRS 的設計使得它既能支持間歇的爆發(fā)式數(shù)據(jù)傳輸，又能支持偶爾的大量數(shù)據(jù)的傳輸。 (7)在 GSM PLMN 中， GPRS 引入兩個新的網(wǎng)絡節(jié)點 ： 一個是 GPRS 服務支持節(jié)點 (SGSN)，它和 MSC 在同一等級水平，并跟蹤單個 MS 的存儲 單元 ，實現(xiàn)安全功能和接入控制 ； 節(jié)點 SGSN 通過幀中繼連接到基站系統(tǒng)。其中的密碼設置程序的算法、密鑰和標準與目前 GSM 中的一樣，不過 GPRS使用的密碼算法是專為分組。 GPRS 也允許短消息業(yè)務 (SMS)經(jīng)GPRS 無線信道傳輸。 (12)用戶數(shù)據(jù)在 MS 和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間透明地傳輸，它使用的方法是封裝和隧道技術 ： 數(shù)據(jù)包用特定的 GPRS 協(xié)議信息打包并在 MS 和 GGSN 之間傳輸。在 GSM 系統(tǒng) [6] 中主要引入了幾個組件，主要有SGSN(Serving GSN，服務 GPRS 支持節(jié)點 )、 GGSN(Gateway GPRS Supporting Node,石家莊鐵道大學畢業(yè)設計 7 網(wǎng)關 GPRS 支持節(jié)點 )、 PCU(分組控制單元 )、點對多點服務中心 (PTMSC)、計費網(wǎng)關CG、域名服務器 DNS 和邊界網(wǎng)關 BG 等， GPRS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。 SGSN(GPRS 服務支持節(jié)點 )通過 Gb 接口提供與無線分組控制單元 PCU 的連接，進行移動數(shù)據(jù)的管理，如用戶身份識別、加密、壓縮等，通過 Gb 接口上的邏輯信道采用虛電路進行到 MS 的分組數(shù)據(jù)傳送，并提供數(shù)據(jù)流的流量控制。SGSN 通過 Gn 接口與 GGSN 相連或其它 SGSN 連接，提供 IP 數(shù)據(jù)包到無線 單元 的傳輸通路和協(xié)議交換或路由區(qū)的更新等功能 ； SGSN 還 可以提供與 MSC (Mobile Switching Center，移動交換中心 )的 Gs 接口連接，以及與 SMSC 的 Gd 接口連接，用以支持數(shù)據(jù)業(yè)務和電路業(yè)務的協(xié)同工作和短信收發(fā)等。 GGSN 在激活 PDP 上下文階段，根據(jù)用戶所需接入的網(wǎng)絡信息 (APN)從 DHCP 服務器獲得動態(tài)用戶地址，并配合 SGSN 在 MS/SGSN/GGSN 中形成用戶的 PDP 數(shù)據(jù)，其中包括IMSI， NSAPI， APN， IP 地址以及相關的 SGSN/GGSN 地址等，從而保證后續(xù)數(shù)據(jù)傳送過程的順利進行。就是說 DDNS 捕獲用戶每次變化的 IP 地址，然后將其與域名相對應，這樣域名就可以始終解析到非固定 IP 的服務器上，互聯(lián)網(wǎng)用戶通過本地的域名服務器獲得網(wǎng)站域名的 IP 地址，從而可以訪問網(wǎng)站的服務。 那可不可以讓所有的計算機的 IP 地址都固定呢 ， 不管是服務器還是客戶端 ， 那樣不就可以互相訪問了嗎 ？ 事實上 ， 目前的 IP 地址已經(jīng)非常匱乏了 (IPv4 的 IP 總地址有限，而分配權又掌握在美國手中 )， 一個固定 IP 地址的租用費用是十分昂貴的 ，根本不可能這樣做。后者既是目前流行的 DDNS，動態(tài)域名解析服務。 不是所有在互聯(lián)網(wǎng)上通訊的計算機都會有這樣一個助記名字 (域名 )的， 只有服務器才有 ， 廣大的客戶端是沒有固定 IP 地址的 ， 而傳統(tǒng)的 DNS 服務器是一種靜態(tài)地址映射服務器。 這一意味著在動態(tài) DNS 服務下的計算機就好像具有了固定的 IP 地址可以充當互石家莊鐵道大學畢業(yè)設計 10 聯(lián)網(wǎng)服務器了。 “ 花生殼 ” 支持的線路包括普通電話線、 ISDN、ADSL、有線電視網(wǎng)絡、雙絞線到戶的寬帶網(wǎng)和其它任何能夠提供互聯(lián)網(wǎng)真實 IP 的接入服務線路，而無論連接獲得的 IP 屬于動態(tài)還是靜態(tài)。 具體步驟是： (1)需在以下地址 ： //態(tài)域名客戶端。 人是通過視覺、嗅覺、聽覺及觸覺等感官來感知外界的信息，感知的信息輸入大腦進行分析判斷 (即人的思維 )和處理，再指揮人作出相應的動作，這是人類認識世界和改造世界具有的最基本的本能。然而人的五官感覺大多只能對外界的信息作 ―定性 ‖感知，而不 能作定量感知。同樣借助紅外和紫外線傳感器，便可感知到這些不可見光，所以人類才制造出了具有廣泛用途的紅外夜視儀和 X 光診斷設備，這些技術在軍事、國防及醫(yī)療衛(wèi)生領域有著極其重要的作用。這些對改善人們的生活水平，提高生活質(zhì)量和健康水平起到了重要的作用。沒有傳感器，要實現(xiàn)這樣的功能那是不可能的。目前，傳感器技術已滲透到科學和國民經(jīng)濟的各個領域，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學研究及改善人民生活等方面，起著越來越大的作用。 DTU：標準 DB9 RS232 或 20Ppin RS232/485 接口，外置式，適用于各種工業(yè)監(jiān)控、交通管理、氣象、 POS 機、自動售貨機、移動銀行等應用。與數(shù)據(jù)中心的接口設備一起提供透明數(shù)據(jù)傳輸通道，組成用戶專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。C (3)儲存溫度： 40~+85 186。 ② 打開才茂通信科技有限公司的 “ CAIMORE DTU 配置工具 .exe” 。 進行配置的串口參數(shù)為：波特率 ——115200；數(shù)據(jù)位 ——8； 停止位 ——1；校驗位 ——無。 配置軟件會對 DTU 進行檢測，并自動裝載 DTU 的配置參數(shù)。 單中心服務方式：當中心服務器數(shù)目設置為 1 時，主中心和備份中心這兩組參數(shù)起作用，表示 DTU 要連接的服務器為主 /副中心所設置的 IP 或域名。 主 /備份中心端口 (圖 35 中 3 位置 )是指服務器上所開放的端口，范圍為 1~65535。 DNS 域名服務器地址 (圖 36 中 1 位置 )為空時，域名服務器是使用 ISP 提供的DNS 域名服務器來解析域名。 圖 36 中： 2 位置需要設置為 TCP 方式； 3 位置需 要設置為調(diào)試等級 1； 4 位置為用戶電話號碼； 5 位置設置為否。 (2)用途：池、水井、地熱井、礦井、工業(yè)水池、油池、水文地質(zhì)、水 。模塊結(jié)構(gòu)設計合理，便于現(xiàn)場安裝和調(diào)試 ， 適用于傳感器信號 的采集及與上位機之間的通訊傳輸，可滿足構(gòu)建不同行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)的需求。持續(xù)按住按鍵 2 秒鐘然后松開，同時通訊指示燈變 為橙色，模塊的參數(shù)變?yōu)槌鰪S默認參數(shù)，即模塊地址為 0x01；通訊波特率為 9600bps；通訊幀格式為 8 個數(shù)據(jù)位、偶校驗、 1 個停止位。 表 31 數(shù)據(jù)采集器設備參數(shù) 技術參數(shù)表 供電電壓 DC 18V~36V 供電隔離電壓 DC 1500V 平均功耗 約 系統(tǒng)速度 通訊周期 100mS(9600bps) 數(shù)據(jù)更新周期 5 次 /秒 (默認 ) 采集信號類型 020mA、 010mA、 010V、 05V 等 采集精度 177。通過監(jiān)控中心可以實現(xiàn)管網(wǎng)資源的統(tǒng)一管理，以便進行最優(yōu)化的生產(chǎn)調(diào)度管理，有利于管道的鋪設和維護。如果監(jiān)控數(shù)據(jù)不久之后恢復正常，后臺將解除告警消息。 (3)數(shù)據(jù)庫管理功能 對測得的數(shù)據(jù)建庫，對數(shù)據(jù)進行處理，表打印。 石家莊鐵道大學畢業(yè)設計 28 圖 43 登錄界面 實 時顯示界面 框架及實現(xiàn) 模塊圖示如 圖 44 所示。 Socket 實際上代表的是兩個實體之間進行通信的有效端點。這與電話機之間的通話過程是十分相似的。 石家莊鐵道大學畢業(yè)設計 31 通信過程 TCP 工作模式數(shù)據(jù)格式 DTU 工作在 TCP 模式下會向數(shù)據(jù)中心發(fā)送三種類型的數(shù)據(jù)包：首次注冊的注冊包，包含應用數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包，維持鏈路的心跳包。若使用我們提供的動態(tài)庫，則已經(jīng)將此數(shù)據(jù)進行反轉(zhuǎn)義。若不使用我們提供的動態(tài)庫，請自行將數(shù)據(jù)進行反轉(zhuǎn)義。若不使用我們提供的動態(tài)庫 ，請自行將數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)義。若不使用我們提供的動態(tài)庫，請自行將數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)義。 typedef UCHAR u8t。 //Modem模塊的 ID 號 u8t m_phoneno[12]。 //Modem的 4 位動態(tài) ip 地址 u64t m_conn_time。 // Modem模塊的 ID 號 u64t m_recv_time。 //接收到的數(shù)據(jù)包類型 // 0x01：用戶數(shù)據(jù)包 // 0x02：對控制命令幀的回應 }ModemDataStruct。 功能：啟動服務器的數(shù)據(jù)服務 ； 參數(shù)： u16ListenPort： 服務的偵聽端口 ； 返回：成功返回 TRUE，失敗返回 FALSE； 說明：啟動服務器的數(shù)據(jù)服 務。 功能：停止服務器的數(shù)據(jù)服務 ； 參數(shù)：無 ；