【正文】 ，簡(jiǎn)稱 TCP） 在 GPRS 骨 干網(wǎng)中需要一個(gè)可靠的數(shù)據(jù)鏈路（如 ）進(jìn)行 GTP PDU 的傳輸時(shí)，所用的傳輸協(xié)議是 TCP 協(xié)儀。 GTP是 GPRS 骨干網(wǎng)中 GSN 節(jié)點(diǎn)之間的互聯(lián)協(xié)議，它是為 Gn接口和 Gp 接口定義的協(xié)議。 1. GPRS 隧道協(xié)議（ GPRS Tunneling Protocol，簡(jiǎn)稱 GTP） GPRS 骨干網(wǎng)中 GSN 間的用戶數(shù)據(jù)和信令利用 GTP 進(jìn)行隧道傳輸。傳輸平臺(tái)通過(guò)底層無(wú)線接口和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（ Network Switching Subsystem，簡(jiǎn)稱 NSS）平臺(tái)連接，這種獨(dú)立性是通過(guò)保留 Gb 接口來(lái) 實(shí)現(xiàn)的。 GPRS 網(wǎng)絡(luò)工作原理 GPRS 網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái) 傳輸平臺(tái)由一個(gè)分層協(xié)議結(jié)構(gòu)組成。 （ 2） 連接到 IP 網(wǎng)絡(luò) 這一過(guò)程叫做 PDP 上下文激活， GPRS 移動(dòng)臺(tái)完成 attach 之后，網(wǎng)絡(luò)會(huì)為其分配一個(gè) IP 地址，使其成為 IP 網(wǎng)絡(luò) 的一部分。 GPRS 移動(dòng)臺(tái)在接入網(wǎng)絡(luò)之前，必須先通知網(wǎng)絡(luò) ； 網(wǎng)絡(luò)得到這個(gè)通知之后，會(huì)為其分配一個(gè) IP 地址。 GPRS 移動(dòng)臺(tái)不僅僅是一個(gè)電話，它更像是一個(gè)內(nèi)置了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)適配器的數(shù)據(jù)終端。 GPRS 連接原理 一個(gè)能夠正常使用的 GPRS 移動(dòng)臺(tái)，如果沒(méi)有開(kāi)機(jī)，網(wǎng)絡(luò)是無(wú)法得知它的位置的 ； 盡管 SIM 卡和 HLR 中存放有該移動(dòng)臺(tái)的信息，但 VLR 中并沒(méi)有和其關(guān)的數(shù)據(jù)。 GPRS 網(wǎng)絡(luò)中， GGSN 承擔(dān)了類(lèi)似于路由器的工作，使 GPRS 的特性對(duì)外部數(shù)據(jù)網(wǎng)來(lái)說(shuō)是不可見(jiàn)的。它們都應(yīng)有 IP 路由功能，并能與 IP路由器互聯(lián)。 Gf 接口 ： SGSN 與 EIR（ 設(shè)備標(biāo)識(shí)寄存器 ） 之間的接口 。 Ga 接口 ： GGSN / SGSN 與 CGF（ 計(jì) 費(fèi)網(wǎng)關(guān) ） 之間的接口 。 Gc 接口 ： GGSN 與 HLR 之間的接口 。 Gs 接口 ： SGSN 與 MSC（ 移動(dòng)交換中心 ） /VLR（ 訪問(wèn)位置寄存器 ） 之間的接口。 Gr 接口 ： SGSN 與 HLR 之間的接口 。 Gd 接口 ： SGSN 與 SMSGMSC/SMSIWMSC（ 短消息業(yè)務(wù)的網(wǎng)間 MSC）基于 GPRS 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 之間的接口 。 Gi 接口 ： GGSN 與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的接口 。 Gn/Gp 接口 ： SGSV 與 GGSN 之間的接口，當(dāng) SGSN 與 GGSN 位于不同的 PLMN 時(shí)為 Gp，否則為 Gn。 Gb 接口 ： PCU 與 SGSN 之間的接口 。另外 GGSN還可以具有地址分配、計(jì)費(fèi)、防火墻功能。對(duì)于外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，它就是一個(gè)路由器，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)已經(jīng)激活的 GPRS 用戶的路由信息。 SGSN 還可集成計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)、邊緣網(wǎng)關(guān) （ 負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)不同 GPRS 網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián) ）和防火墻的功能。反之 ， MSC 也根據(jù)其獲取的最新信息請(qǐng)求更新數(shù)據(jù)庫(kù)的部分功能。 MSC 是交換機(jī) ，具有號(hào)碼存儲(chǔ)、呼叫處理、路由選擇、回波抵消和超負(fù)荷控制等功能?；咀酉到y(tǒng)一方面通過(guò) BTS 利用無(wú)線接口與移動(dòng)臺(tái)相連 ， 負(fù)責(zé)信息的無(wú)線發(fā)送 /接收和無(wú)線資源的管理；另一方面 ， 通過(guò) BSC 和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中的移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）相連 ， 現(xiàn)移動(dòng)用戶之間以及移動(dòng)用戶和固定電話網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信連接。 SIM 卡其實(shí)是一張符合 ISO 標(biāo)準(zhǔn)的 IC 卡 ， 由 CPU 和存儲(chǔ)器包括 （ RAM，Other PLMN Ummmmmmn Gsn Gdn Grn G Gbn Gin Gnn Gfn Gnn D C E SMS— GMSC SMS— IWMSC SM— SC HLR MSC/VLR SGSN GGSN BSS MT TE PDN TE SGSN GGSN EIR A R Gpn 信令接口 信令和數(shù)據(jù)傳輸接口 基于 GPRS 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 ROM， EPROM 或 EEPROM） 以及串行通信單元組成。 圖 21 GPRS 網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu) 移動(dòng)終端 （ MS） ： 移動(dòng)終端包括移動(dòng)物理設(shè)備 （ 例手機(jī)的裸機(jī) ） 和 SIM 卡兩部分。 GPRS 同樣可以應(yīng)用于公司內(nèi)部網(wǎng) (INTRANET)，基于 IP 的遠(yuǎn)程 LAN 接入，使無(wú)線終端成為 LAN 的延伸。 GPRS 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，幾乎所有中低速率的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)都可以應(yīng)用，如城市配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化、自來(lái)水、煤氣管道自動(dòng)化、商業(yè) POS機(jī)、 Inter 接入、個(gè)人信息、股票信息、金融、交通、公安等。 GPRS 作為一種新型的電信技術(shù)和電信服務(wù)，區(qū)別與傳統(tǒng)的移動(dòng)通信，具有以下特點(diǎn)： GPRS 理論帶寬可達(dá) ，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在 10~70Kb/s， 在此信道上提供 TCP/IP 連接，可以用于 Inter連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用。從而提供了一種高效、低成本的無(wú)線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當(dāng)前的電路交換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似，因此現(xiàn)有的基站子系統(tǒng) （ BSS）從一開(kāi)始就可提供全面的 GPRS 覆蓋。 基于 GPRS 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 第二章 GPRS 網(wǎng)絡(luò)介紹及數(shù)據(jù)傳輸方案選擇 GPRS 概述及應(yīng)用 GPRS 是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù) （ General Packet Radio Service） 的英文簡(jiǎn)稱，是在現(xiàn)有 GSM 系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為 GSM 用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。當(dāng)需要添加控制點(diǎn) 時(shí)，只需在需要控制的現(xiàn)場(chǎng)安裝好遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)檢測(cè)控制終端，同時(shí)在主站控制中心軟件進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，即可對(duì)新加入的控制點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)測(cè)終端對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每路監(jiān)測(cè)信號(hào)可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)監(jiān)測(cè)報(bào)警。 系統(tǒng)分為兩部分：主站控制中心和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)檢測(cè)控制終端。監(jiān)控終端可以是PC 機(jī) ，也可以是移動(dòng)電話或移動(dòng)終端。利用現(xiàn)有的 GPRS 網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高、傳輸特性好等優(yōu)勢(shì)，為現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供一種便捷的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式。本系統(tǒng)中嵌入了 GPRS模塊，運(yùn)用它最具優(yōu)勢(shì)的短信功能，將采集的數(shù)據(jù)以短信的方式發(fā)送到基站，基于 GPRS 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 基站也以短信方式實(shí)現(xiàn)對(duì)終端的適時(shí)監(jiān)控和管理。在GPRS 中，唯一不需建立端到端通信的業(yè)務(wù)就是短消息業(yè)務(wù)（ SMS），在移動(dòng)設(shè)備處于點(diǎn)與點(diǎn)通信狀態(tài)下，還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)短消息業(yè)務(wù)。 研究的目的和意義 當(dāng)今世界已進(jìn)入了飛速發(fā)展的信息時(shí)代，信息產(chǎn)業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，通信則成為信息產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最為迅速，進(jìn)步最快的行業(yè) 。國(guó)際上如美國(guó) 、 歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家在 GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)應(yīng)用方面已經(jīng)非常普及， 目前全世界已有近百個(gè)運(yùn)營(yíng)商開(kāi) 通 了 GPRS商用系統(tǒng)、試商用系統(tǒng)或?qū)嶒?yàn)系統(tǒng) 。 如何利用 GPRS現(xiàn)有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)出更具實(shí)用價(jià)值的商業(yè)應(yīng)用，是下階段數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)攻略的焦點(diǎn)。 GPRS被公認(rèn)為將 成為通往第三代移動(dòng)通訊（ 3G）的一個(gè)重要里程碑 ， GPRS的應(yīng)用逐漸成為監(jiān)控領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展以及人們對(duì)移動(dòng)通信需求的急劇上升， GPRS技術(shù)成為 一種迎合 GSM移動(dòng)通信市場(chǎng)和全球因特網(wǎng)迅猛發(fā)展和日益融合而興起的技術(shù)，日益受到人們的關(guān)注。 GSM技術(shù)發(fā)基于 GPRS 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 展相對(duì)成熟， 具有覆蓋范圍廣、通信質(zhì)量高、技術(shù)成熟、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低等特點(diǎn)，是比較好的選擇 。 短波電臺(tái)雖然靠電離層反射傳播，但容易受天氣等氣象因素的影響，因此，這種通信方式已經(jīng) 面臨淘汰 。 但頻率資源、帶寬、功率、天線架設(shè)、可維護(hù)性、可靠性以及環(huán)境適應(yīng)性等是其應(yīng)用中最大的問(wèn)題 。 2）采用普通的無(wú)線（ RF）電臺(tái) 。 優(yōu)點(diǎn)是覆蓋范圍廣，不受地域限制，頻帶寬（通信速率），實(shí)時(shí)性好 。 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要利用無(wú)線通信的方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，它具有覆蓋范圍廣，使用靈活，實(shí)時(shí)性好、可靠性高等特點(diǎn)，是對(duì)野外無(wú)人值守設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的理想手段 。 該項(xiàng)目確定的研發(fā)內(nèi)容包括：遠(yuǎn)程控制終端的單片機(jī)設(shè)計(jì)，主站監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)，單片機(jī)和計(jì)算機(jī)與 GPRS 模塊的通信與控制 ， 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和顯示。 基于 GPRS 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 第一章 緒論 課題 研究背景 由單片機(jī)構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和 PC機(jī)通過(guò)串行口構(gòu)成的微機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、水文測(cè)量、氣象測(cè)量和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，這些系統(tǒng)大多采用RS232， RS485 或是有線 MODEM 的通信方式，雖然經(jīng)濟(jì)實(shí)用，但其有線數(shù)據(jù)傳輸方式在很大程度上限制了應(yīng)用場(chǎng)合的拓展。 最后一章是結(jié)論 。 第三章對(duì)各部分電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。 第二章介紹了 GPRS 網(wǎng)絡(luò)。我國(guó) GPRS 技術(shù)在手機(jī)中的應(yīng)用 已經(jīng) 很廣泛 ，而在工業(yè)方面才剛剛起步 ， 本文是利用 GPRS 無(wú)線接入技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 遠(yuǎn)程 溫度監(jiān)控 。 GPRS 是在現(xiàn)有 GSM 網(wǎng)絡(luò)上開(kāi)通的一種新型的分組數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù) ， 借助 GPRS 無(wú)線接入技術(shù) ， 無(wú)論在何時(shí) 、 何地 ，人們都可以輕松地接入互聯(lián)網(wǎng) 。采用微型機(jī)進(jìn)行溫度檢測(cè)、數(shù)字顯示、信息存儲(chǔ)及實(shí)時(shí)控制，對(duì)于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源等都有 重要的作用。 利用 GPRS 模塊結(jié)合微處理芯片實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并給出 了 系統(tǒng)的硬 件組成框圖和軟件設(shè)計(jì)流程圖 。 因此，本文提出了一種基于 GPRS 技術(shù)的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)主要有數(shù)據(jù)采集終端、 GPRS 模塊、 GPRS 網(wǎng)絡(luò)、控制中心組成。 通用分組無(wú)線業(yè)務(wù) GPRS(General Packet Radio Service)是在現(xiàn)有 GSM 系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一 種新的承載業(yè)務(wù)。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式一 般都需要自己建設(shè)并維護(hù)有線或者無(wú)線的通信網(wǎng)絡(luò)，投資和維護(hù)費(fèi)用高。摘要 I 摘要 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域中有著十分重要的意義。在許多工業(yè)場(chǎng)合，尤其是對(duì)于一些分散的、無(wú)人值守的現(xiàn)場(chǎng)，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)采集，以便及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)的情況，并根據(jù)情況發(fā)送一些簡(jiǎn)單的控制命令。 隨著通信技術(shù)的發(fā)展，原有的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)日益不能滿足多方面的要求，我們需要成本更低，通信質(zhì)量更好的通信方式。 GPRS 允許用戶在端到端和端到中心分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，從而提供了一種高效、低成本的無(wú)線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)采集終端實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和傳輸， GPRS 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊作為終端的無(wú)線收發(fā)模塊， 把從單片機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的處理后再轉(zhuǎn)發(fā)。 關(guān)鍵詞 ：遠(yuǎn)程監(jiān)控，溫度檢測(cè)， GPRS，數(shù)據(jù)傳輸 Abstract II Abstract The remote monitor control system has the important significance in industry control field. In many industry cases, especially for some distributed and no watcher locale, we need to collect data at fixed time to know the locale situation in time, then according to the situation send some simple control instructions. The realization mode of the traditional remote monitor control system always is that we construct and maintain the wire or wireless munication work, like this, not only the investment financing but also the financing for maintenance is expensive. Following with the development of the munication technology, the old remote monitor control system has already dissatisfied the multiaspect demand increasingly, we need the munication mode of which the cost is cheaper and the munication quality is better. GPRS(General Packet Radio Service) is a new technology developing form the existing GSM system. GPRS make it possible that users send and receive data in the mode of terminal to terminal and terminal to center, as offers a wireless operation grouptogroup