【正文】 計(jì) 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(chǎng)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(shí)值及累計(jì)量)、開關(guān)量。 。，可以增加檢測(cè)、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(biāo)PC 上，運(yùn)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?jìng)髂Ｊ?，下面?duì)透?jìng)髂Ｊ絒34]作詳細(xì)說明。其主要目的是將串行通信的簡(jiǎn)單設(shè)備實(shí)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(diǎn)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(duì)于原有的設(shè)備及軟件不用作任何升級(jí)，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(kuò)展成可遠(yuǎn)程控制的設(shè)備，改進(jìn)了控制手段及維護(hù)方式，對(duì)于遠(yuǎn)程維護(hù)、控制和數(shù)據(jù)采集都有實(shí)際意義。 DTU進(jìn)入透?jìng)髂Ｊ胶?，既可以作為客戶端模式也可作為服?wù)端模式。 透?jìng)髂Ｊ降慕⑹紫纫肁T+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(jìn)入透?jìng)髂Ｊ?。在這種模式下，需要特殊說明的是自動(dòng)波特率不起作用，在進(jìn)入透?jìng)髂Ｊ街?，固定波特率必須設(shè)置，即BDRM不能設(shè)置成自動(dòng)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(jìn)行GPRS PPP撥號(hào)。也就是說，GPRS DTU處于移動(dòng)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(hào)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(dòng)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(hào)等參數(shù)，向數(shù)據(jù)中心發(fā)起TCP或UDP通信請(qǐng)求。由于TCP/UDP通信連接已經(jīng)建立，就可以進(jìn)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(gè)TCP/UDP包里，發(fā)送給數(shù)據(jù)中心。 通信模塊的設(shè)計(jì)流程由于檢測(cè)的任務(wù)是被控對(duì)象的溫度， 通過 GPRS DTU發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心。監(jiān)測(cè)軟件主要包括初始化程序、 信號(hào)采集處理程序和短消息收發(fā)程序等。信號(hào)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(dá)，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(jiǎn)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(cè)等初始化工作，然后自動(dòng)進(jìn)行 PPP拔號(hào)，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(gè)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(biāo)之一，在硬件設(shè)計(jì)上需要特別重視。 最后，GPRS 設(shè)備在長(zhǎng)期工作中，還會(huì)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(dòng)通信GPRS網(wǎng)絡(luò)作為通信平臺(tái)，監(jiān)控中心通過此通信平臺(tái)向各DTU發(fā)送控制及配置信息，同時(shí)接收下位機(jī)上報(bào)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(dòng)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(fèi)用及日后的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)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(jī)配置信息或控制命令，也可點(diǎn)播某一時(shí)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(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控的關(guān)鍵作用，是整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的中轉(zhuǎn)樞紐。同時(shí)系統(tǒng)具有記錄保存斷電時(shí)間，LCD及鍵控的人機(jī)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(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，從數(shù)據(jù)庫讀入預(yù)處理的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)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(dòng)控制指令。數(shù)據(jù)代理讀入來自GPRS，Internet的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)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(dòng)控制指令并通過GPRS，Internet傳送至于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)點(diǎn)。采集檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行信息，控制GPRS DTU發(fā)送信息、。監(jiān)測(cè)的界面如下圖45所示。如果調(diào)試結(jié)果達(dá)不到要求就需要分析原因，找出問題所在。 本系統(tǒng)的測(cè)試工作主要分為下位機(jī)的硬件測(cè)試和上位機(jī)軟件測(cè)試。下位機(jī)測(cè)試步驟如同51所示。對(duì)上位機(jī)軟件調(diào)試的主要步驟：在監(jiān)控界面上顯示出溫度實(shí)時(shí)曲線。實(shí)現(xiàn)了溫度的動(dòng)態(tài)顯示實(shí)時(shí)控制，具有界面友好，操作簡(jiǎn)單，控制安全可靠，易維護(hù)等特點(diǎn)。本文的主要工作主要包括以下幾個(gè)方面：1. 運(yùn)用溫度傳感器DS18B20對(duì)室溫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將實(shí)時(shí)的室溫傳給單片機(jī)。3. 單片機(jī)將溫度傳感器的溫度信息傳給GPRS模塊，進(jìn)行一系列的處理，此時(shí)就實(shí)現(xiàn)了基于GPRS對(duì)溫度的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)了。所以，建議應(yīng)考慮外界條件對(duì)溫度的影響。才智。電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化。電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化。電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化。電力建設(shè)。在大學(xué)四年時(shí)間里，導(dǎo)師為我創(chuàng)造了優(yōu)越的學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)境，使我獲取寶貴理論知識(shí)同時(shí)又在實(shí)踐中不斷提高自己。 再次我要由衷感謝一起在實(shí)驗(yàn)室奮斗、探討的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)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(píng)閱本論文而付出寶貴時(shí)間和辛勤勞動(dòng)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(hào)數(shù)量GPRS模塊ZWG23A1個(gè)光電耦合器TLP52144個(gè)單片機(jī)AT89C511個(gè)電磁繼電器SRD12VDCSLC8個(gè)溫度傳感器DS18B201個(gè)按鈕1個(gè)三極管NPN90142個(gè)PNP20個(gè)電源穩(wěn)壓器LM2941CS(5)1個(gè)232線驅(qū)動(dòng)器MAX232APCE1個(gè)連體電阻7個(gè)八達(dá)林頓晶體管ULN2803A（18）3個(gè)GSM卡槽1個(gè)電源插座1個(gè)RS232接口1個(gè)跳線帽3個(gè)雙排針腳6個(gè)單排針腳30個(gè)穩(wěn)壓電路78051個(gè)發(fā)光二極管400715個(gè)電池盒5V1個(gè)晶振12MHz`1個(gè)極性電容器2個(gè)10uf2個(gè)2200u3個(gè)470u2個(gè)電容（非極性）2個(gè)5P3個(gè)2個(gè)1002個(gè)電阻10K25個(gè)2個(gè)100K2個(gè)1002個(gè)4702個(gè)2個(gè)3K