【正文】 無線數(shù)據(jù)傳輸終端 DTU CAIMORE DTU(本文簡稱 DTU)為用 戶提供高速、永遠(yuǎn)在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶摂M專用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。在航空航天領(lǐng)域，空中管制、導(dǎo)航、飛機(jī)的飛行管理和自動(dòng)駕駛，儀表著陸盲降系統(tǒng)，都需要傳感器。視覺可以感知可見光部分，對于頻域更加寬的非可見光譜則無法感覺得到，象紅外線和紫外線光譜，人類卻是 ―視而不見 ‖。 (3)可以利用花生殼動(dòng)態(tài)域名建立主機(jī)的遠(yuǎn)程接入應(yīng)用，讓互聯(lián)網(wǎng)用戶隨時(shí)隨地都可以通過域名找到機(jī)器的網(wǎng)絡(luò)地址。 花生殼軟件的特點(diǎn) 花生殼是一套完全免費(fèi)的動(dòng)態(tài)域名解析服務(wù)客戶端軟件。這樣 ， 我們看到 . 就知道通過它可以訪問 ithack 的網(wǎng)站服務(wù)器 ， 而不需要知道 ithack 網(wǎng)站服務(wù)器的 IP 地址是什么。 IP 地址的分配又有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種 ， 通常作為服務(wù)器的計(jì)算機(jī)的 IP 地址是靜態(tài)的 (固定 )， 因?yàn)樗獮橛脩籼峁┓?wù) 。 GGSN(Gateway GPRS Support Node， GPRS 網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn) )根據(jù) APN 信息進(jìn)行GPRS 系統(tǒng)到外部網(wǎng)絡(luò)的連接和路由選擇，并配合 DHCP 服務(wù)器完成用戶動(dòng)態(tài)地址分配。它控制多個(gè) MS 共享同一無線信道或一個(gè) MS 使用多個(gè)無線信道進(jìn)行接入，并進(jìn)行多個(gè)用戶的碰撞控制 ： PCU 可以根據(jù)無線環(huán)境決定不同編碼方式的使用與轉(zhuǎn)換，并提供 RLC(Radio Link Control，無線鏈路控制 )層數(shù)據(jù)傳送的確認(rèn) 。 (10)GPRS 的核心網(wǎng)絡(luò)層采用 IP 技術(shù)，底層可使用多種傳輸技術(shù)，很方便地實(shí)現(xiàn)與高速發(fā)展的 IP 網(wǎng)無縫連接。 (8)GPRS 的安全功能同現(xiàn)有的 GSM 安全功能一樣。 (5)支持中、高速率數(shù)據(jù)傳輸，可提供 ~(每用戶 )。 GPRS采用與 GSM 相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則以及相同的 TDMA 幀結(jié)構(gòu)。 論文的章節(jié)結(jié)構(gòu) 第 1 章，概述研究課題的背景，現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ； 第 2 章，供水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)：講述 GPRS 技術(shù)現(xiàn)狀，動(dòng)態(tài)域名解析，傳感技術(shù)等 ； 第 3 章，供水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成及其配置 ； 第 4 章，系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ； 第 5 章，總結(jié)與展望 。 GPRS 的上述眾多優(yōu)點(diǎn)，使它可以達(dá)到自來水管網(wǎng)監(jiān)測的系統(tǒng)要求，能夠快速、及時(shí)、準(zhǔn)確、 可靠的將測量數(shù)據(jù)傳回監(jiān)測中心，完成遠(yuǎn)程監(jiān)測的目的。但能提供比現(xiàn)有 GSM 網(wǎng) 。主要 利用 GSM 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，利用 GSM modem 實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。該方法借助于工作在一定頻率段、一定距 離內(nèi)的無線收發(fā)電臺來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。 (2)基于電話線傳輸方法。實(shí)現(xiàn)了供水系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的自動(dòng)化、智能化 [2]。所以，必須建立一個(gè)有效的監(jiān)測系統(tǒng)，對自來水管網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)測量與分析，以達(dá)到合理調(diào)度水資源分、排除故障、消除隱患、節(jié)約水資源的目的。 關(guān)鍵詞 ： 遠(yuǎn)程監(jiān)控 監(jiān)控中心 TCP/IP 協(xié)議 GPRS 基于 GPRS 的供水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng) Abstract Along with the fast progressing of industrial technology and the urban area, the usage amount of tap water is increasing rapidly, so as distributing scope of nodes in the p ipeline works of water supply. It39。基于 GPRS 的供水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng) Automation Measuring System for Water Supply Based on GPRS 基于 GPRS 的供水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng) 基于 GPRS 的供水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng) 摘 要 隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城鎮(zhèn) 、 農(nóng)村 、 廠礦 、 油田等地的自來水用量正在急劇增長， 供水系統(tǒng) 節(jié)點(diǎn)分布也越來越廣泛。s necessary to establish an effective realtime measure system for measuring and analyzing data of pipeline work of water supply, for the aim of scheduling the water resource properly, finding malfunction, avoiding hidden trouble and saving the tap water. By using the GPRS to transmit data gathered from pipeline work of water supply can get the aim for realtime measuring. GPRS (General Packet Radio Service), as the generation technology transition from 2 generation to 3 generation, is widely applied in industrial automation field. This paper presents a GPRSbased remote work monitoring system. The system uses GPRS work as the transmission platform of long distance signal, Combined with Visual Basic programming language with the wireless terminal DTU and data acquisition module RTU solved the wireless munication problem。 城市自來水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的工作就是獲得分布在自來水管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的儀表所采集的數(shù)據(jù)，并將其傳回到監(jiān)測中心，以進(jìn)行存儲(chǔ) 、 計(jì)算 、 分析它的特點(diǎn) ： (1)監(jiān)測點(diǎn)分散 ： 計(jì)量表廣泛分布，要求通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是覆蓋范圍較廣。同時(shí)，探討一種特別適合 GPRS石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 無線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)儀表本身的特點(diǎn)，使系統(tǒng)能低成本，高可靠的運(yùn)行。利用電信系統(tǒng)己有的電話線通訊網(wǎng)絡(luò)，通過 Modem將分散在各地的儀表數(shù)據(jù)傳遞至監(jiān)測中心。這種無線傳輸?shù)姆桨甘褂觅M(fèi)較高。但這種方法也有它的缺點(diǎn)。 GPRS采用與 GSM 相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則以及相同的 TDMA 幀結(jié)構(gòu)。 本課題研究內(nèi)容 本課題研究的目標(biāo)是把 GPRS 技術(shù)應(yīng)用在自來水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)中，解決從系統(tǒng)整體架構(gòu)的確定到終端軟硬件設(shè)計(jì)及上位機(jī)設(shè)計(jì)等各方面的技術(shù)難點(diǎn)，為整個(gè)自來水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供一套完整的解決方案。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第 2 章 供水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) GPRS協(xié) 議分析 GPRS(General Packet Radio Service)是通用分組 無線業(yè)務(wù) [4]的簡稱，它是第 代移 動(dòng) 通 信 系 統(tǒng) ， 是 第 二 代 移 動(dòng) 通 信 技 術(shù) GSM(Global System for Mobile Communications)向第三代移動(dòng)通信 (3G)過渡的一個(gè)橋梁。 GPRS 和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封?(Packet)式來傳輸，并非使用其整個(gè)頻道，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸數(shù)據(jù)量計(jì)算，理論上較為便宜。GPRS 采用了與 GSM 不同的信道編碼方案，定義了 CS1, CS2, CS3 和 CS4 四種編碼方案。身份認(rèn)證和加密功能由 SGSN來執(zhí)行 。 (11) GPRS 可以實(shí)現(xiàn)基 于 數(shù)據(jù)流量、業(yè)務(wù)類型及服務(wù)質(zhì)量等級 (QoS)的計(jì)費(fèi)功能，計(jì)費(fèi)方式更加合理，用戶使用更加方便。它還用以進(jìn)行小區(qū)GPRS 功能管理，執(zhí)行小區(qū)與 MS 數(shù)據(jù)流量控制。 GGSN 還進(jìn)行 Gn 接口和 Gi 接口管理，完成外部數(shù)據(jù)包的傳送工作。 如果一臺服務(wù)器的 IP 地址每天變換 ， 那又有哪個(gè)用戶可以記住服務(wù)器的地址呢 ？ 而由于作為石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 訪問客戶端的計(jì)算機(jī)絕大多數(shù)時(shí)間是作為資源 請求方而不是服務(wù)提供者 ， 因此它的 IP可以是動(dòng)態(tài)的 ， 通常體現(xiàn)在我們每次撥號的得到的 IP 地址都不同 ， 當(dāng)用戶斷線時(shí)再由服務(wù)商回收再分配。當(dāng)我們在瀏覽器中敲入 . ithack. 這樣的名字時(shí) ， DNS 就在后臺將這串名字轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的 IP 地址 ， 從而實(shí)現(xiàn)訪問。當(dāng)客戶安裝并注冊該項(xiàng)服務(wù)，無論在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間、使用任何線路，均可利用這一服務(wù)建立擁有固定域名和最大自主權(quán)的互聯(lián)網(wǎng)主機(jī)。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 (a) (b) 圖 22 花生殼軟件 安裝結(jié)果 及 域名診斷 (a) 登錄 (b) 信息 傳感技術(shù) 隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué) 技術(shù)的發(fā)展，特別是近 20 年來，電子技術(shù)日新月異，計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用把人類帶到了信息時(shí)代，各種電器設(shè)備充滿了人們生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，相當(dāng)大一部分的電器設(shè)備都應(yīng)用到了傳感器件，傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)中主要技術(shù)之一，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占據(jù)有極其重要的地位。借助溫度傳感器很容易感知到幾百度到幾千度的溫度，而且要做到 1℃ 的分辨率輕而易舉。人造衛(wèi)星的遙感遙測都與傳感器緊密相關(guān)。主要針對電力系統(tǒng)自動(dòng)化、工業(yè)監(jiān)控、交通管理、氣象、金融、環(huán)保監(jiān)測、煤礦、油田、證券等行業(yè)的應(yīng)用，利用 GPRS/CDMA/EVDO/TD SCDMA/ WCDMA 網(wǎng)絡(luò)平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的透明傳輸，同時(shí)考慮到各應(yīng)用部門組網(wǎng)方面的需要，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)。 FLASH 模塊 系統(tǒng)復(fù)位模塊 時(shí)鐘模塊 用戶接口模塊 RS232/RS485 收發(fā)器模塊 二次電源模塊 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 (3)支持全速率，增強(qiáng)全速率和半速率 (4)支持中、英文短消息 (5)支持雙音多頻 (DTMF) (6)支持 G3 傳音 (7)支持完善的 AT 命令 接口 (1)天線接口 50Ω/SMA(陰頭 ) (2)SIM 卡 3V/5V 自動(dòng)檢測 (3)串行數(shù)據(jù)接口：標(biāo)準(zhǔn) RS232/485 (4)串行數(shù)據(jù)速率： 110~115200bits/s 供電 (1)標(biāo)準(zhǔn)電壓： +9VDC/500mA (2)電壓范圍： +7~32VDC 其它參數(shù) (1)尺寸： **23mm(不包括天線的安裝件 ) (2)工作環(huán)境溫度： 20~+65 186。請查看打開的串口是否是 DTU 連接的串口，若不是，請先關(guān)閉串口，調(diào)整串口號 (圖中 1 位置 )后再打開串口。 服務(wù)器中心數(shù)目設(shè)置 (圖 35 中 1 位置 ) DTU 可以設(shè)置成單中心 服務(wù)器方式和多中心服務(wù)器方式 (最多為 8 個(gè) )。 AT 命令修改參數(shù)： 命令：主中心地址 ——AT+IPAD=IP 地址 /域名 + [回車鍵 ] 主中心端口 ——AT+PORT=端口 + [回車鍵 ] 端口范圍為 1~65535 備份中心地址 ——AT+IPSEC=IP 地址 /域名 + [回車鍵 ] 備份中心端口 ——AT+PTSEC=端口 + [回車鍵 ] 端 口 范 圍 為1~65535 成功返回： OK 失敗返回： ERROR ④ 主 /備份 DNS 域名服務(wù)器設(shè)置 圖 36 DNS 域名解析服務(wù)器設(shè)置 當(dāng)各個(gè)中心使用域名的時(shí)候，則需要 DNS 域名服務(wù)器來將域名解析成相對應(yīng)的IP 地址，支持域名的 DNS 域名服務(wù)器。％ 介質(zhì)溫度：－ 20～ 85℃ 環(huán)境溫度：－ 10～ 60℃ 響應(yīng)時(shí)間： ≥30mS 負(fù)載能力： ≤600Ω(電流型 ) ≥3kΩ(電壓型 ) 過載壓力： 2 倍 過程連接： 外螺紋 (4)外形 ： 圖 38 壓力變送器的外形 (5)注意事項(xiàng) ： 請檢查包裝是否完好，并核對變送器型號和規(guī)格是否與您選購的產(chǎn)品相符； 不能帶電接線，接完線檢查無誤后方可通電； 用戶在使用時(shí)不要改動(dòng)本產(chǎn)品出廠時(shí)已焊好的元器件和已接好的導(dǎo)線； 傳感器 [7]屬于精密器件，用戶在使用時(shí)請不要自行拆卸，更不能觸碰膜片，以免造成產(chǎn)品的損壞； 請保存好檢定證書和合格證，維修時(shí)隨同產(chǎn)品一同返回； 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 液位傳感器 (1)概述： 投入式靜壓液位變送器是 基于所測液體靜壓與該液感元件的壓阻效應(yīng)， JYB 簡單的調(diào)教和， 420mA， 15V，任選。在模塊的右下部有一個(gè)針孔按鍵，其功能為恢復(fù)出廠默認(rèn)參數(shù)。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 第 4 章 監(jiān)控中心軟件實(shí)現(xiàn) 監(jiān)控中心的基本功能 及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 監(jiān)控中心的基本功能 監(jiān)控中心是用戶管理系統(tǒng)的工具，通過監(jiān)控中心的用戶界面，可以配置監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程終端控制單元 DTU 的參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控管網(wǎng)狀態(tài)，顯示定位并處理故障和報(bào)警。配置項(xiàng)目如下：服務(wù)器地址及端口、 DTU 串口參數(shù)、工作參數(shù)