【正文】 ......................... 26 監(jiān)控中心的基本功能及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ................................................................. 26 監(jiān)控中心的基本功 能 ............................................................................... 26 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ........................................................................................... 26 基于 GPRS 的供水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng)各界面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ............................................................................. 27 登錄界面框架及實(shí)現(xiàn) ............................................................................... 27 實(shí)時(shí)顯示界面框架及實(shí)現(xiàn) ....................................................................... 28 啟動(dòng)通信界面實(shí)現(xiàn)及通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ....................................................... 29 數(shù)據(jù)庫(kù)部分模塊設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn) ................................................................... 38 第 5 章 總結(jié)與展望 ......................................................................................................... 43 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 44 致謝 ..................................................................................................................................... 45 附錄 ..................................................................................................................................... 46 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，尤其是 Inter 技術(shù)廣泛地深入到人們生活的各個(gè)方面，使人們的生活發(fā)生了深刻的變化。建立一個(gè)有效的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì) 供水系統(tǒng) 進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)測(cè)量與分析，以達(dá)到合理調(diào)度水資源分配、發(fā)現(xiàn)故障、消除隱患、節(jié)約水資源的目的，是非常必要的。最后闡述了本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與不足，提出下一步改進(jìn)方向。大量寶貴的水資源被白白浪費(fèi)，一是無(wú)謂的消耗了資源 ； 二來(lái)增加了用水成本 ； 第二，管道滲漏更可能存在安全隱患，并有可能間接引起地下水污染。 基于 GPRS[1]無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的供水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是對(duì)采集監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)方式的巨大改進(jìn)，它是隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的，利用計(jì)算機(jī)和 GPRS無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)讀取遠(yuǎn)程水壓、流量計(jì)量表的數(shù)據(jù)并加以分析、處理和存儲(chǔ)。但是，如果我們考慮將現(xiàn)場(chǎng)總線同其它網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，能發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)勢(shì) 。 (4)線電臺(tái)的采集方 式 。 (6)電路交換型無(wú)線 modem 通信傳輸方式。 GPRS 是一種以全球手機(jī)系統(tǒng) (GSM)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，可說(shuō)是 GSM 的延續(xù)。因此，上述的各種通訊方式不應(yīng)該是孤立的，而且任何一種通訊方式在不同的系統(tǒng)中 的應(yīng)用效果也不盡相同。設(shè)計(jì)高效目可靠運(yùn)行的監(jiān)測(cè)中心。它突破了 GSM 網(wǎng) [5]只能提供電路交換的思維方式，通過(guò)增加相應(yīng)的功能實(shí)體和對(duì)現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進(jìn)行部分改造來(lái)實(shí)現(xiàn)分組交換，使數(shù)據(jù)傳輸速率成倍提高。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 (4)提供實(shí)時(shí)在線功能，用戶將始終處于連線和在線狀態(tài)，這將使訪問(wèn)服務(wù)變得非常簡(jiǎn)單、快速。另一個(gè)是 GPRS 網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGSN, GGSN 支持與外部分組交換網(wǎng)的互通，井經(jīng)由基于 IP 的 GPRS 骨干網(wǎng)和SGSN 連通。 (9)GPRS 支持基 于 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信協(xié)議的應(yīng)用，可以和 IP 網(wǎng)、 網(wǎng)互聯(lián)互通。 圖 21 GPRS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 PCU 在 BSS 中和 BSC(基站控制器 )協(xié)同作用，提供無(wú)線數(shù)據(jù)的處理 功能，如邏輯鏈路與物理鏈路的映射、數(shù)據(jù)包的拆封、數(shù)據(jù)包的確認(rèn)、無(wú)線數(shù)據(jù)信道的分配等。 SGSN 還完成相關(guān)的 SCDR與 MCDR 等計(jì)費(fèi)信息的收集和傳送。 眾所周知 ， 計(jì)算機(jī)想?yún)⑴c互聯(lián)網(wǎng)通訊 ， 無(wú)論是作為一臺(tái)執(zhí)行資源訪問(wèn)的客戶端還是作為一臺(tái)被訪問(wèn)的資源提供服務(wù)器 ， 必須分配有一個(gè)合法的 IP 地址 (注 ： LAN 方式寬帶用戶不需要直接獲得合法的 IP 地址 )。 盡管服務(wù)器的 IP 地址固定了 ， 但要記憶像 這樣的 IP 地址還是很煩人的 ， 互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器何止數(shù)萬(wàn) ， 誰(shuí)能都記住 ？ 因此就有了傳統(tǒng)的 DNS 服務(wù) (域名解析服務(wù) )， 它可以用一串容易記憶并富有含義的字符代替枯燥的 IP 地址 ， 例如用 代替 。對(duì)于廣大互聯(lián)網(wǎng)用戶和中小企業(yè)而言這無(wú)疑是一項(xiàng)非常具有吸引力的服務(wù)。 (2)憑已注冊(cè)的 Oray 護(hù)照成功登錄，那么護(hù)照下所有 激活花生殼服務(wù) 的域名將與機(jī)器的公網(wǎng) IP 綁定。而且有許多物理量人的五官是感覺(jué)不到的，例如對(duì)磁性就不能感知。在軍事國(guó)防領(lǐng)域，各種偵測(cè)設(shè)備，紅外夜視探測(cè)，雷達(dá)跟蹤、武器的精確制導(dǎo)，沒(méi)有傳感器是難以實(shí)現(xiàn)的。許多尖端科學(xué)和新興技術(shù)更是需要新型傳感器技術(shù)來(lái)裝備，計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用，離不開(kāi)傳感器，新型傳感器與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，不但使計(jì)算機(jī)的應(yīng)用進(jìn)入了嶄新時(shí)代，也為傳感器技術(shù)展現(xiàn)了一個(gè)更加廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景。 DTU 原理框圖參見(jiàn)圖 32 所示 。 如下圖 33所示 。直到提示信息 ― 現(xiàn)在可以對(duì)配置進(jìn)行操作！ ‖(圖 34)出現(xiàn)時(shí)，則可以對(duì) DTU 相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置了 。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 端口建議設(shè)置在 1024 以上。上述設(shè)置完畢，才能保證 DTU 是透明傳輸，只進(jìn)行數(shù)據(jù)的透明傳輸 。 (1)外觀說(shuō)明 KLN4111x、 KLN4112x 系列采集模塊采用小型化設(shè)計(jì)，外觀小巧，其外觀及尺寸圖如圖 310 所示： 圖 310 數(shù)據(jù)采集器外形圖 (2)安裝、指示燈及按鍵說(shuō)明 本設(shè)備采用滑軌式安裝，先用安裝螺釘將模塊與安裝背板固定好，再將其滑入安裝導(dǎo)軌內(nèi)即可。% 通訊方式 RS23 RS485 通訊協(xié)議 Modbus RTU 通訊波特率 1200bps、 2400bps、 4800bps、 9600bps、 19200bps、38400bps、 57600bps、 115200bps 通訊幀格式 8 個(gè)數(shù)據(jù)位、偶校驗(yàn)、 1 個(gè)停止位 (默認(rèn) ) 8 個(gè)數(shù)據(jù)位、奇校驗(yàn)、 1 個(gè)停止位 8 個(gè)數(shù)據(jù)位、無(wú)校驗(yàn)、 2 個(gè)停止位 8 個(gè)數(shù)據(jù)位、無(wú)校驗(yàn)、 1 個(gè)停止位 通訊接口 RS232 DB9(孔 ) RS485 端子 () 通訊隔離電壓 RS232 DC 2500V RS485 DC 2500V RS232 177。 在監(jiān)控中心中可以添加和刪除監(jiān)控點(diǎn)，設(shè)置數(shù)據(jù)采集間隔和告警限值，設(shè)置系統(tǒng)告警方式，記錄工作人員的聯(lián)系方式以便短信通知。 實(shí) 時(shí) 顯 示顯示查詢備份退出系統(tǒng)啟動(dòng)服務(wù)實(shí)時(shí)曲線歷史曲線歷史數(shù)據(jù) 圖 44 實(shí)時(shí)顯示框圖 設(shè)計(jì)界面如圖 45 所示 。在電話系統(tǒng)中，一般用戶只能感受到本地電話機(jī)和對(duì)方電話號(hào)碼的存在，建立通話的過(guò)程，話音傳輸?shù)倪^(guò)程以及整個(gè)電話系統(tǒng)的技術(shù)細(xì)節(jié)對(duì)他都 是透明的，這也與 Socket 機(jī)制非常相似。若不使用我們提供的 動(dòng)態(tài)庫(kù)，請(qǐng)自行將數(shù)據(jù)進(jìn)行反轉(zhuǎn)義。 ④ 數(shù)據(jù)從中心服務(wù)器發(fā)向 DTU 時(shí)，若數(shù)據(jù)中包含 0xfd，則要將其轉(zhuǎn)化為 0xfd 0xed，發(fā)送到 DTU。 typedef USHORT u16t。 //Modem模塊最后一次建立 TCP 連接的時(shí)間 u64t m_refresh_time。 以上 u64t 類型的時(shí)間是基于 GMT 時(shí)間 1970 年 1 月 1 日 0： 00： 000 以來(lái)的秒數(shù)指示時(shí)間值 ， 即當(dāng)前時(shí)間距 1970 年 1 月 1 日 0 點(diǎn) 0 分 0 秒以秒為單位的數(shù)值。 ② BOOL DSStopService(void)。 //接收到的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度 u8t m_data_type。字符結(jié)尾 u8t m_dynip[4]。若不使用我們提供的動(dòng)態(tài)庫(kù)，請(qǐng)自行識(shí)別心跳包，以免與數(shù)據(jù)包混在一起 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 通信過(guò)程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (1)數(shù)據(jù)類型 typedef UINT u32t。若使用我們提供的動(dòng)態(tài)庫(kù)，則已經(jīng)將此數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)義。規(guī)則如下： ① DTU 接收到串口數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)中包含 0xfe，則會(huì)轉(zhuǎn)化為 0xfd 0xee，發(fā)送到中心服務(wù)器，中心服務(wù)器收到的是 0xfd 0xee。通過(guò) Socket 客戶 /服務(wù)器編程可以創(chuàng)建一個(gè)能被許多人使用 的分布式程序，并且所有客戶均可以用統(tǒng)一的前端進(jìn)行工作，并與服務(wù)器進(jìn)行通信。 網(wǎng) 絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 監(jiān)控管理中心 以太網(wǎng)中國(guó)移動(dòng)G PR S 網(wǎng)絡(luò)D TU 無(wú)線傳輸模塊R TU / 通信模塊現(xiàn)場(chǎng)采集模塊數(shù)據(jù)庫(kù) 圖 41 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 監(jiān) 控系統(tǒng)各界面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 登錄界面 框架及實(shí)現(xiàn) 開(kāi) 始輸 入 用 戶 名輸 入 密 碼登 錄錯(cuò) 誤錯(cuò) 誤正確正確 圖 42 登錄界面框架 系統(tǒng)登錄界面實(shí)際如圖 43 所示 。當(dāng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的限值時(shí)，后臺(tái)產(chǎn)生告警信息，系統(tǒng)會(huì)提示工作人員告警地點(diǎn)，告警時(shí)間，告警類型以及告警數(shù)據(jù)。 注意：采集濾波參數(shù)默認(rèn)為 20，再無(wú)特殊情況下請(qǐng)勿修改，采集濾波參數(shù) t 調(diào)小可提高采集值更新速度但會(huì)導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)不穩(wěn)；反之亦然，本產(chǎn) 品采用的是 Modbus RTU 協(xié)議。關(guān)鍵器件均選用高精度器件，保證了模塊的高精度和良好的線性 [9]；在電源、通訊以及輸入部分均做了完備的保護(hù)措施，使得模塊在應(yīng)用中更加安全、穩(wěn)定；產(chǎn)品協(xié)議為 Modbus RTU 通訊協(xié)議，使模塊具有良好的通用性。請(qǐng)?jiān)O(shè)置的跟用戶終端的串口參數(shù)相一致，否則可能出現(xiàn)接收數(shù)據(jù)不正常的現(xiàn)象。 主 /備份中 心地址 (圖 35 中 2 位置 )是指服務(wù)器所在的外網(wǎng) IP 地址或域名，支持IP 地址和域名輸入。 根據(jù)配置軟件的提示，給 DTU 上電。并注意所連接的串口的編號(hào)。 8MB Flash (3)高性能工業(yè)級(jí)模塊 工作原理 DTU 是基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)工業(yè)監(jiān)控、交通管理、金融等行業(yè)的數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用開(kāi)發(fā)的。傳感器技術(shù)水平高 低不但直接影響信息技術(shù)水平，而且還影響信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，電子脈博儀、體溫計(jì)、醫(yī)用呼吸機(jī)、超聲波診斷儀、斷層掃描 (CT)及核磁共振診斷設(shè)備，都大量地使用了各種各樣的傳感技術(shù)。 人的五管是功能非常復(fù)雜、靈敏的 ―傳感器 ‖，例如人的觸覺(jué)是相當(dāng)靈敏的，它可以感知外界物體的溫度、硬度、輕重及外力的大小，還可以具有電子設(shè)備所不具備的石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 ―手感 ‖，例如棉織物的手感，液體的粘稠感等。 在申請(qǐng)護(hù)時(shí)，輸入要申請(qǐng)的名稱和密碼，填寫(xiě)相關(guān)資料后，就申請(qǐng)成功了，申請(qǐng)了護(hù)照后，登錄護(hù)照，注冊(cè)一個(gè)免費(fèi)域名記錄，然后花生殼就起作用了。這就是說(shuō)相對(duì)于傳統(tǒng)的靜態(tài) DNS而言 ， 它可以將一個(gè)固定的域名解析到一個(gè)動(dòng)態(tài)的 IP 地址 ， 簡(jiǎn)單的說(shuō) ， 不管用戶何時(shí)上網(wǎng)、以何種 方式上網(wǎng)、得到一個(gè)什么樣的 IP 地址、 IP 地址是否會(huì)變化 ， 他都能保證通過(guò)一個(gè)固定的域名就能訪問(wèn)到用戶的計(jì)算機(jī)。用戶訪問(wèn)可以準(zhǔn)確并且快捷的進(jìn)行，但同時(shí)企業(yè)需要付出高昂的靜態(tài) IP 申請(qǐng)費(fèi)用； 存在一種服務(wù)或者應(yīng)用，在用戶訪問(wèn)企業(yè)網(wǎng)站的時(shí)候，可以通過(guò)這個(gè)服務(wù)器或者應(yīng)用來(lái)解析出網(wǎng)站的實(shí)時(shí) IP，反饋給用戶，用戶通過(guò)這個(gè)靜 態(tài) IP 來(lái) 快捷的訪問(wèn)企業(yè)的網(wǎng)站。 動(dòng)態(tài)域名解析 動(dòng)態(tài)域名解析的概念 動(dòng)態(tài)域名解析服務(wù)，簡(jiǎn)稱 DDNS(Dynamic Domain Name Server)，是將用戶的動(dòng)態(tài) IP 地址映射到一個(gè)固定的域名解析服務(wù)上，用戶每次連接網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，客戶端程序就會(huì)通過(guò)信息傳遞把該主機(jī)的動(dòng)態(tài) IP 地址傳送給位于服務(wù)商主機(jī)上的服務(wù)器程序，服務(wù)程序