【正文】
微控制器主控程序主要向GPRS模塊發(fā)送AT指令和等待GPRS模塊的反饋信息,完成對GPRS模塊的設置和測試,以及對GPRS模塊的撥號操作。首先,通過AT指令接口函數(shù)測試GPRS模塊是否正常,進行必要的初始化設置;接著對接入的網(wǎng)絡服務提供商進行連接信息配置;然后進行連接,若能收到對方返回的連接成功信號,MCU就發(fā)送一個LCP(Link Control Protocol,鏈路控制協(xié)議)的請求幀,以進入PPP協(xié)議協(xié)商階段,協(xié)商完成后,撥號就成功了。此后,數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收都是PPP幀,GPRS工作模式進入無線連接狀態(tài),不再響應AT指令,直到斷開連接為止。2. 溫度采集及處理流圖如下:溫度采集是否有溫度采集命令?設置溫度范圍初始化開始 N Y發(fā)送溫度值 圖43 溫度采集及處理流圖Fig. 43 Temperature collection and processing flow chart:開始初始化數(shù)據(jù)接收和發(fā)送連接成功?進行TCP連接PPP協(xié)商成功?PPP協(xié)商撥號成功?發(fā)送AT指令撥號配置連接信息 N Y N Y N Y圖44 GPRS模塊主控流圖Fig. 44 GPRS module control flow graph說明:網(wǎng)絡通信協(xié)議主要是基于GPRS通信的PPP協(xié)議和精簡的TCP/IP協(xié)議應用程序。PPP用于在串行鏈路上的封裝IP數(shù)據(jù)包,IP是Internet互聯(lián)的基礎,兩者都是必需的。TCP是網(wǎng)絡數(shù)據(jù)運輸層協(xié)議,具有較高的可靠性和成熟的流量控制。PPP協(xié)議:PPP協(xié)商過程是系統(tǒng)接入Internet的關鍵,由于PPP的協(xié)商屬于requestanswer的方式,即用戶終端向ISP發(fā)起請求(request),ISP按照請求內(nèi)容作回應(answer)。模塊的PPP協(xié)議內(nèi)容如下:LCP協(xié)議內(nèi)容:即鏈路控制協(xié)議,PPP協(xié)議的一個子集,在PPP通信中,發(fā)送端和接收端通過發(fā)送LCP包來確定那些在數(shù)據(jù)傳輸中的必要信息。LCP檢查鏈接設備的標識,決定是接受還是拒絕;確定傳輸中可接收的包字節(jié)數(shù);核對雙方配置是否匹配,如果不匹配則斷開鏈接。只有在LCP包鏈接是可用的情況下,數(shù)據(jù)才能實現(xiàn)網(wǎng)絡通信。 LCP負責設備之間鏈路的創(chuàng)建,維護和終止。PAP協(xié)議內(nèi)容:密碼認證協(xié)議(Password Authentication Protocol,是 PPP 協(xié)議集中的一種鏈路控制協(xié)議,主要是通過使用 2 次握手提供一種對等結點的建立認證的簡單方法,這是建立在初始鏈路確定的基礎上的。完成鏈路建立階段之后,對等結點持續(xù)重復發(fā)送 ID/ 密碼給驗證者,直至認證得到響應或連接終止。 登錄名和密碼名可不設。IPCP協(xié)議內(nèi)容:IP控制協(xié)議(IP Control Protocol),負責建立,使能和中止IP模塊。IPCP和LCP協(xié)議使用相同的包交換機制。IPCP包在PPP沒有達到網(wǎng)絡層協(xié)議階段以前不能進行交換,如果有IPCP包在到達此階段前到達會被拋棄。,收到ISP(Internet Service Provider,互聯(lián)網(wǎng)服務提供商)的應答后取出其中的得到的IP地址。TCP/IP協(xié)議棧:模塊中TCP協(xié)議的所有操作都是基于Socket套接字,是支持TCP/IP的網(wǎng)絡通信的基本操作單元,可以看做是不同主機之間的進程進行雙向通信的端面點,簡單的說就是通信的兩方的一種約定,用套接字中的相關函數(shù)來完成通信過程 。當需要建立一個新的連接時,初始化一個新的Socket,連接成功則保存Socket,否則釋放Socket。請求、建立和關閉等過程的進行由套接字Socket中的函數(shù)指針調(diào)用來實現(xiàn)。 上位機軟件簡介上位機軟件主要實現(xiàn)與數(shù)據(jù)中心(服務器)的通信功能,間接實現(xiàn)對下位機的測量與控制。系統(tǒng)運營的成本主要有GPRS流量決定??紤]到安全性則需要實時傳送監(jiān)測數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)中心向客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)分為兩種類型:一是讀取無線數(shù)傳模塊的測量值;二是向無線數(shù)傳模塊發(fā)送設定值命令或其他控制命令。當客戶端需要通信時,數(shù)據(jù)中心服務器專門為其分配端口,采用TCP方式與客戶端通信,平時服務器處于偵聽狀態(tài),當客戶端有連接申請時,再完成與客戶機的連接通信。 上位數(shù)據(jù)中心的服務器程序和客戶機程序采用容易上手的Visual Basic進行編寫??蛻魴C與服務器間使用winsock控件實現(xiàn)通訊,用戶要對被控對象進行設定和測量時,只需要在可上網(wǎng)的計算機上使用客戶端程序就行了,不必要在一般物理位置固定的數(shù)據(jù)中心上進行操作,方便用戶使用??蛻舳私缑嫒缦聢D所示:圖45 客戶端界面 Client interface說明:點擊刷新數(shù)據(jù)可以對溫度進行測量和傳送;點擊確定對報警溫度值進行設定。5結束語隨著信息時代的到來和通信網(wǎng)絡的迅速發(fā)展,人們對網(wǎng)絡的需求越來越高。GPRS無線業(yè)務相比傳統(tǒng)的固定網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務有著自身的優(yōu)勢,其不僅能充分利用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡,而且通過允許現(xiàn)存的Internet和新的GPRS網(wǎng)絡互通完全實現(xiàn)了移動Internet功能。GPRS可以使網(wǎng)絡運營商以一種動態(tài)的和靈活的方式最大可能地利用網(wǎng)絡資源,其成本也將隨著市場的擴大而下降,從而使得無線數(shù)傳技術有能力與固定網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸在成本和傳輸速率上展開競爭。正因為以上這些優(yōu)勢,以GPRS為基礎的GPRS無線數(shù)傳模塊有著很廣泛的應用,并支持傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應用。本論文設計的基于單片機STC12C5A60S2和GPRS模塊TC35I的無線數(shù)傳模塊,它小巧、功耗低、抗干擾能力強。本文以遠程溫度控制為例進行了說明,在此基礎上,對軟件和硬件再加以改動就可以實現(xiàn)其他許多功能,如遙感遙測、水文監(jiān)測等,也可開發(fā)成具有數(shù)據(jù)功能的傳真機??傊疚奶岢龅脑O計方法可推廣應用到基于GPRS的各種無線接入終端的開發(fā)設計中。