【正文】 模塊設(shè)計 GPRS DTU模塊GPRS(General Packet Radio Service， 即通用無線分組業(yè)務(wù))是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接。 圖33 GPRS DTU從儀表采集數(shù)據(jù)GPRS DTU ( GPRS Data Transmission Unit) ，即基于GPRS的工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)控制器。數(shù)據(jù)接口有RS232 /485 /422串口、4mA～20mA或1V～5V模擬量(記錄瞬時值及累計量)、開關(guān)量。 。，可以增加檢測、告警等功能。 透明數(shù)據(jù)通信：意思即為用戶設(shè)備與 DTU之間沒有通信協(xié)議，DTU將用戶設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)不做修改的傳送到目標PC 上，運行在PC 上的軟件可以完整的接收到 DTU發(fā)來的數(shù)據(jù)包。從 PC 到用戶設(shè)備的通信過程與之相同。本文用到的是它的透傳模式，下面對透傳模式[34]作詳細說明。其主要目的是將串行通信的簡單設(shè)備實現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)上的通信，而數(shù)據(jù)格式不發(fā)生任何改變，這點非常重要，由于數(shù)據(jù)格式在經(jīng)過DTU前后均不放生任何變化，對于原有的設(shè)備及軟件不用作任何升級，就可直接應(yīng)用，通過這種通信方式的轉(zhuǎn)換，使得只能本地控制的設(shè)備擴展成可遠程控制的設(shè)備，改進了控制手段及維護方式，對于遠程維護、控制和數(shù)據(jù)采集都有實際意義。 DTU進入透傳模式后，既可以作為客戶端模式也可作為服務(wù)端模式。 透傳模式的建立首先要用AT+I命令定義所有相關(guān)的參數(shù)，然后再用特殊AT+I！SNMD命令進入透傳模式。在這種模式下，需要特殊說明的是自動波特率不起作用，在進入透傳模式之前，固定波特率必須設(shè)置，即BDRM不能設(shè)置成自動波特率。 GPRS DTU的工作原理及過程GPRS DTU由A /D轉(zhuǎn)換模塊、開關(guān)量控制模塊、綜合控制模塊構(gòu)成。GPRS DTU登陸GSM網(wǎng)絡(luò)，然后進行GPRS PPP撥號。也就是說，GPRS DTU處于移動內(nèi)網(wǎng)中，而且其內(nèi)網(wǎng)IP地址通常是不固定的，隨著每次撥號而變化。這與局域網(wǎng)內(nèi)的電腦通過網(wǎng)關(guān)訪問外部網(wǎng)絡(luò)的方式相似。 由于GPRS DTU處于移動內(nèi)網(wǎng)，而且IP地址不固定。這就要求數(shù)據(jù)中心具備固定的公網(wǎng)IP地址或固定的域名。具體地講，GPRS DTU通過數(shù)據(jù)中心的IP地址（如果是采用中心域名的話，先通過中心域名解析出中心IP地址）以及端口號等參數(shù)，向數(shù)據(jù)中心發(fā)起TCP或UDP通信請求。由于TCP/UDP通信連接已經(jīng)建立，就可以進行數(shù)據(jù)雙向通信了。一旦接收到用戶的串口數(shù)據(jù)，DTU就立即把串口數(shù)據(jù)封裝在一個TCP/UDP包里，發(fā)送給數(shù)據(jù)中心。 通信模塊的設(shè)計流程由于檢測的任務(wù)是被控對象的溫度， 通過 GPRS DTU發(fā)送到監(jiān)測中心。監(jiān)測軟件主要包括初始化程序、 信號采集處理程序和短消息收發(fā)程序等。信號采集和處理主要完成外部采集的溫度轉(zhuǎn)換，接收短消息采用查詢方式， 一旦短消息到達，調(diào)用串口接收程序解碼短消息內(nèi)容并做出相應(yīng)處理。通過GPRS網(wǎng)絡(luò)收發(fā)數(shù)據(jù) 通過 GPRS 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，最簡單的辦法就是使用 GPRS DTU 設(shè) 備（Data Terminal Unit：數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備）數(shù)據(jù)通信過程如下：DTU 上電后，首先完成網(wǎng)絡(luò)注冊等初始化工作，然后自動進行 PPP拔號，再通過 TCP/IP 協(xié)議與位于互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)中心建立連接，為用戶設(shè)備建立一條雙向透明傳輸?shù)臒o線通信鏈路。這個過程也稱之為“上行”，“下行”則反之。首先，DTU 中的 TCP/IP和 PPP協(xié)議棧是一套復(fù)雜的協(xié)議程序，需要多年的積累才能可靠穩(wěn)定。其次，抗干擾性能是工業(yè)產(chǎn)品重要指標之一，在硬件設(shè)計上需要特別重視。 最后，GPRS 設(shè)備在長期工作中，還會遇到許多外界的特殊情況。 GPRS通信流程圖如下：圖35 通信模塊流程圖includeincludedefine uchar unsigned char……………sbit realy2=P0^2。//繼電器4sbit realy4=P0^4。 //繼電器6sbit realy6=P0^6。 //繼電器8sbit key1=P2^0。 //開關(guān)2sbit key3=P2^2。 //開關(guān)4sbit key5=P2^4。 //開關(guān)6sbit key7=P2^6。 //開關(guān)8void Delay_ms(uint i)。void UART_init (void)。void sendstring(uchar *p)。void receive_ready(void)。void read_message(void)。 GPRS通信網(wǎng)絡(luò)利用移動通信GPRS網(wǎng)絡(luò)作為通信平臺，監(jiān)控中心通過此通信平臺向各DTU發(fā)送控制及配置信息，同時接收下位機上報的數(shù)據(jù)及狀況信息。 圖41 GPRS 通信網(wǎng)絡(luò) 如圖所示，利用GPRS移動通信網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)的傳輸，:免去了用戶自己組網(wǎng)的初建設(shè)費用及日后的網(wǎng)絡(luò)維護費用。監(jiān)控中心也可以通過向DTU發(fā)送IP包形式設(shè)定下位機配置信息或控制命令，也可點播某一時刻的相應(yīng)數(shù)據(jù)。DTU可以將采集到的信息以IP包的形式直接發(fā)送給監(jiān)控中心站IP地址，監(jiān)控中心站將DTU發(fā)送的IP包處理后，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。由此可見，GPRS DTU在GPRS通信網(wǎng)絡(luò)中起到了數(shù)據(jù)采集、命令控制及遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控的關(guān)鍵作用，是整個通信網(wǎng)絡(luò)的中轉(zhuǎn)樞紐。同時系統(tǒng)具有記錄保存斷電時間，LCD及鍵控的人機交互界面，串行通信和GPRS無線傳輸?shù)裙δ堋? 圖42 數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖對整個系統(tǒng)的運行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行設(shè)置，從數(shù)據(jù)庫讀入預(yù)處理的現(xiàn)場監(jiān)測信息并加工處理，把處理結(jié)果顯示給監(jiān)控人員，監(jiān)控人員在此可以發(fā)出主動控制指令。數(shù)據(jù)代理讀入來自GPRS，Internet的現(xiàn)場監(jiān)測信息并經(jīng)預(yù)處理后存入數(shù)據(jù)庫，從數(shù)據(jù)庫讀監(jiān)控人員發(fā)出的主動控制指令并通過GPRS，Internet傳送至于現(xiàn)場檢測點。采集檢測現(xiàn)場設(shè)備運行信息，控制GPRS DTU發(fā)送信息、。監(jiān)測的界面如下圖45所示。如果調(diào)試結(jié)果達不到要求就需要分析原因，找出問題所在。 本系統(tǒng)的測試工作主要分為下位機的硬件測試和上位機軟件測試。下位機測試步驟如同51所示。對上位機軟件調(diào)試的主要步驟：在監(jiān)控界面上顯示出溫度實時曲線。實現(xiàn)了溫度的動態(tài)顯示實時控制，具有界面友好，操作簡單，控制安全可靠，易維護等特點。本文的主要工作主要包括以下幾個方面：1. 運用溫度傳感器DS18B20對室溫進行實時監(jiān)測，將實時的室溫傳給單片機。3. 單片機將溫度傳感器的溫度信息傳給GPRS模塊，進行一系列的處理，此時就實現(xiàn)了基于GPRS對溫度的遠程監(jiān)測了。所以，建議應(yīng)考慮外界條件對溫度的影響。才智。電信工程技術(shù)與標準化。電信工程技術(shù)與標準化。電信工程技術(shù)與標準化。電力建設(shè)。在大學四年時間里，導(dǎo)師為我創(chuàng)造了優(yōu)越的學習和實踐環(huán)境，使我獲取寶貴理論知識同時又在實踐中不斷提高自己。 再次我要由衷感謝一起在實驗室奮斗、探討的同學們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。感謝曾經(jīng)幫助過我的所有老師，衷心地感謝為評閱本論文而付出寶貴時間和辛勤勞動的老師們。附 錄附錄1：采集系統(tǒng)接線圖附錄2：元器件表名稱型號數(shù)量GPRS模塊ZWG23A1個光電耦合器TLP52144個單片機AT89C511個電磁繼電器SRD12VDCSLC8個溫度傳感器DS18B201個按鈕1個三極管NPN90142個PNP20個電源穩(wěn)壓器LM2941CS(5)1個232線驅(qū)動器MAX232APCE1個連體電阻7個八達林頓晶體管ULN2803A（18）3個GSM卡槽1個電源插座1個RS232接口1個跳線帽3個雙排針腳6個單排針腳30個穩(wěn)壓電路78051個發(fā)光二極管400715個電池盒5V1個晶振12MHz`1個極性電容器2個10uf2個2200u3個470u2個電容（非極性）2個5P3個2個1002個電阻10K25個2個100K2個1002個4702個2個3K2個33