毕业设计（论文）-基于RS-232串行通信的水文数据采集系统.doc

摘 要随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展，工业监控系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支，并取得了巨大的进步。当前，远程监控和工业自动化领域常见的通信编程多为串并口通信编程，它们在监控软件中有着十分广泛的应用，如水文监测、闸门监控和灌区自动化等。本论文首先从串行通信的基础知识讲起，逐步深入到它在水文测报系统中的应用，并在此基础上设计了一个水文数据采集系统，该系统能够通过rs-232串行数据线采集相连计算机传来的水位、雨量、流量等数据，并将采集到的数据存入数据库中，实现了预定的功能。软件的开发基于windows xp操作系统和microsoft access 2000数据库系统，开发工具采用microsoft visual basic 6.0。 关键词：rs-232，串行通信，数据采集，ado，通信协议abstract with the rapid development of computer hardware、software and integrated circuit technology, industry monitoring system has become one of the most energetic part of computer application field, and has made great success. at present, the familiar communication programming of remote monitoring and industry automation field is mostly serial parallel communication programming, and they are widely used in monitoring software, such as hydrology monitoring、strobe monitoring and irrigation automation, etc. this paper firstly introduces the basic knowledge of serial communication, then steps deeply into its application in hydrological monitoring system, and at last designs the hydrological data acquisition system based on this. the system can acquire the data of water level、rainfall and flux from connected computer through rs-232 serial data line, and import the received data into database, so it realizes prearranged functions. the software development has based on the operating system of windows xp and database system of microsoft access 2000, and the programming tool is microsoft visual basic 6.0.key words：rs-232, serial communication, data acquisition, ado, communication protocol目录1 绪论51.1 课题来源51.2 研究背景51.3 研究意义61.4 本人工作概要介绍及论文章节安排62 计算机接口技术82.1 计算机接口技术简介82.1.1 什么是接口82.1.2 接口的基本功能82.1.3 常见接口简介92.2 rs-232-c串口标准102.2.1 rs-232-c概述102.2.2 数据终端设备与数据通信设备112.2.3 rs-232-c协议标准112.2.4 rs-232串口通信基本接线方法122.3 rs-485/422串口标准132.4 端口技术应用展望133 端口通信基础153.1 基本概念153.1.1 单工、双工和全双工通信153.1.2 端口通信-通信协议153.1.3 数据安全和完整173.2 端口资源与输入输出173.2.1 串口端口资源173.2.2 串行接口输入输出过程描述183.3 串口编程概述184 水文数据采集系统总体设计214.1 功能描述214.2 通信方案设计224.3 设备布局234.4 程序架构与工作流程254.5 数据库设计265 水文数据采集系统软件设计295.1 程序设计语言与软件开发环境295.2 关键技术与算法295.2.1 串口技术295.2.2 串口通信协议设计295.2.3 数据库技术（ado）325.3 程序的实现335.3.1 设计程序主窗体335.3.2 参数设置的实现395.3.3 数据入库的实现415.4 spcp协议的实现425.5 测试与运行455.5.1 测试方案设计455.5.2 测试过程466 结束语496.1 工作总结496.2 经验总结496.3 系统改进50致 谢51参考文献521 绪论1.1 课题来源水文数据采集系统是为改变我国由人工采集雨水情信息参数，再通过电报电话等方式传递的传统报汛手段而研制的自动测报系统。它利用遥测、通信、计算机等现代高科技实时完成降水量、水位等数据的采集、传输和加工处理，可在无人值守的情况下快速准确地掌握所需区域的水雨情等水文信息，传递至决策机构，进行洪水预报和优化调度，最大限度地减少洪涝灾害损失，提高水资源利用率，具有良好的社会效益和经济效益。 本文的指导老师具有丰富的工业自动化监控系统的研发经验，尤其在水利、水文系统方面具有多年的开发背景。本着了解行业背景、学习计算机知识的初衷，在老师的建议指导下，完成了系统的设计和这篇论文的定题。1.2 研究背景 随着我国经济社会的发展，对水文信息不断提出新要求，水文观测项目和内容不断增加，对观测手段和方法以及水文监测技术的研发和应用提出了越来越高的要求；现代电子技术、传感技术、通信技术和计算机技术的迅速发展，也促进了水文监测技术自动化的发展，水文监测技术是水利信息化的重要基础。1水文监测的范围与内容水文监测是水文传感器技术与采集、存储、传输、处理技术的集成。监测范围：江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数。监测内容：水位、雨量、流量、流速、温度、水质等。2人工监测技术存在的问题从水文传统的人工监测技术分析来看，主要存在以下问题：（1） 记录方式以模拟方式为主，就是数字方式记录的也很难方便的输入计算机处理；（2） 数据处理基本靠人工处理判断，费时易错；（3） 水文数据的采集、传输、处理的实时性和准确性较差，现代计算机等先进设备没有充分运用，不利于决策，无法适应现代水文的需求。因此，要用自动化技术和计算机技术促进水文监测自动化的发展。1.3 研究意义我国水文数据采集系统（或相关系统）建设分为三个阶段：1）初级阶段2）发展阶段3）网络化阶段上一世纪七十年代中期开始到八十年代中期为初级阶段，八十年代中后期开始的十余年为（小流域）水文数据采集系统建设的发展期，九十年代后期为适应防汛和水利调度现代化、信息化的要求，以及近代通信、计算机和网络技术高速发展的时代特点，水文数据采集系统的建设进入了网络化阶段。近三十年的发展历史，水文数据采集系统的建设和技术有了巨大的进步。在不同的历史时期，所建系统快速采集的数据，为防汛和水利调度的决策提供了依据和参考，发挥了相当大的社会经济效益。不少系统除常规水雨情信息外，闸门监控信息、大坝安全信息、灌区自动化信息、土壤墒情、风向风速、温度湿度、地下水位乃至在线水质监视参数陆续纳入数据采集系统，使数据采集系统的功能大为扩展，从而可为防汛、水利调度、水环境管理等各应用服务提供了更多的实时数据，从而产生巨大的经济效益和社会效益，为社会主义现代化作出应有的贡献，意义重大。1.4 本人工作概要介绍及论文章节安排1 课题要求 本研究课题是要完成“水文自动测报系统”的子课题“水文数据采集系统”的设计与实现，包括系统的总体设计和软件设计，及相关通信协议的设计。 2本人主要工作 （1）分析自动测报系统的结构与功能，根据测报系统的功能要求，设计一种较通用的数据采集系统。（2）深入分析计算机接口技术和串行通信的相关知识，完成通信方式的选择。（3）实现数据采集系统的设计，包括总体设计、软件设计和通信设计。（4）完成对数据采集系统的调试，使之能安全、可靠的运行。3论文章节安排 本论文章节及内容的安排如下： 第一章 绪论 概述论文课题的来源，分析研究背景和研究意义，介绍本人的工作及论文的内容安排。 第二章 计算机接口技术 介绍了计算机接口技术的基本内容，然后重点介绍了相关串行通信协议，最后还分析了端口技术的发展应用前景。 第三章 端口通信基础 本章结合串并口编程的基本要求，对串口通信的基本概念同步传输、异步传输、单工、半双工、全双工、通信协议等进行了简单的介绍，最后介绍了串并口编程的简单控制流程和方法。第四章 水文数据采集系统总体设计本章在前面几章的基础上，实现了系统的总体设计，包括功能分析、设备布局、通信方案设计和数据库设计等。 第五章 水文数据采集系统软件设计 主要介绍了软件实现的关键技术与算法，并给出了协议的具体实现代码，最后测试运行了该系统。 第六章 结束语 介绍本人已完成的工作，总结设计中的工作经验和不足，并提出有待改进的工作。 2 计算机接口技术本章首先介绍了计算机接口技术的基本内容，然后重点介绍了串口通信协议rs-232-c标准，并简单介绍了rs-485/422标准，同时这些协议的硬件接口等也进行了介绍，最后还分析了端口技术的发展应用前景。熟悉和掌握这些内容有助于从总体上了解串口编程技术及其应用。2.1 计算机接口技术简介2.1.1 什么是接口通常情况下，人们是通过外部设备使用计算机的，但是由于种种原因，外设往往不能与cpu直接相连，它们之间的信息交换需要一个中间环节（或界面），我们称之为接口电路。 接口是cpu与外界的连接部件（或电路），是cpu与外界进行信息交换的中转站。从广义上讲接口技术，是研究cpu如何与外界进行最佳结合与匹配，将计算机系统中的各种功能部件连接起来构成一个完整的、实用的计算机系统，并能实现与外界高效、可靠地交换信息的一门硬、软件结合的技术，是软硬件结合之体现，是微型计算机应用的关键。例如，cpu与系统总线连接所需的总线驱动器、数据收发器、总线控制器及总线裁决器等，称为存储器接口；存储器的组织及与系统总线的连接逻辑、存储管理部件、dma控制器等，称为存储器接口；各种输入输出设备与主机进行信息交换所需要的硬件逻辑和软件设计，称为外部设备接口技术或输入输出接口技术（i/o接口）。i/o设备品种繁多，其相应的接口电路也各不相同，因此，习惯上说到接口仅指i/o接口。2.1.2 接口的基本功能cpu与外设之间的数据交换必须通过接口来完成，通常情况下，接口有以下一些功能：（1）数据缓冲功能接口中设置数据寄存器或锁存器，以解决主机高速与外设低速的矛盾，避免因速度不一致而造成数据丢失。（2）信号转换功能 由于外设所提供的状态信号和它所需要的控制信号往往同微机的总线信号不兼容，因此，信号转换就成为接口设计中关键的一环。（3）设备选择功能 系统中一般带有多种外设，而cpu在同一时间里只能与微机同一外设交换信息，因此就需要借助接口的地址码对外设进行寻址，被选定的设备才能与cpu进行数据交换或通信。（4）接受、解释并执行微处理器的命令功能 cpu对外设的各种命令都是以代码形式发送到接口电路中，然后再经过接口电路读取后，形成一系列控制信号去控制被控对象。为了联络，接口电路还要提供寄存器“空”、“满”、“准备好”、“忙”、“闲”等状态信号，并向cpu报告寄存器工作情况。（5）中断管理功能 当外设迫切需要cpu的服务时，特别在出现故障需要cpu即刻处理时，就会要求在接口中设置中断控制器，为cpu处理有关中断事务，这样既增加了微机系统对外界的响应速度，又使cpu与外设并行工作，大大提高了cpu的工作效率。（6）数据宽度变换功能 cpu所处理的是并行数据，而有的外设只能处理串行数据，因此，接口就应该具有数据“并串和串并”的变换功能。为此，在接口中设置移位寄存器。（7）可编程功能 现在的接口芯片绝大多数是可编程的，这样可以在不改动硬件的情况下，只修改驱动程序即可改变接口的工作方式，该功能增强了接口的灵活性和可扩充性，使接口逐步向智能化发展。 上述各种功能并非每种芯片都具备，不同配置和不同用途的系统，其接口功能不尽相同，接口电路的复杂程度也大不一样。2.1.3 常见接口简介1. 并行接口 主机与接口、接口与外设之间都是以并行方式传送数据，即每次传送一个字或字节的全部代码。目前，计算机中的并行接口主要作为打印机端口，接口使用的不再是36针接头而是25针d形接头。所谓“并行”，是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高。并行接口的数据通路宽度是按字或字节设置，其数据传输速率高。当外部设备的工作方式是并行传送数据，并且与主机系统距离较近时，则选用并行接口。由于并行接口可以直接和各种i/o设备的数据线相连，所以可以方便地用它来连接外设组成系统，故在慢速设备中使用很普遍。2.串行接口计算机的另一种标准接口是串行口，现在的pc机一般至少有两个串行口com1和com2。串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位串行地传送下去。这样，虽然速度会慢一些，但传送距离较并行口更长，因此长距离的通信应使用串行口。通常com1使用的是9针d形连接器，而com2有些使用的是老式的db25针连接器。常用的串行外设有电传打字机、crt终端设备、传真机以及远程数据采集设备、通信设备等。3.磁盘接口1）ide接口：ide的全称是integrated driver electronics，一般也叫做ata端口（at-attachment ,at嵌入式接口），它在386、486时期非常流行。2）eide接口：eide接口较ide接口有了很大改进，是目前最流行的接口。4.scsi接口scsi（small computer system interface）小计算机系统接口，在做图形处理和网络服务的计算机中被广泛采用scsi接口的硬盘。除了硬盘以外，scsi接口还可以连接cdrom驱动器、扫描仪和打印机等。5.usb接口最新的usb串行接口标准是由microsoft、intel、compaq、ibm等大公司共同推出，它提供机箱外的热即插即用连接，用户在连接外设时不用再打开机箱、关闭电源，而是采用“级联”方式，每个usb设备用一个usb插头连接到一个外设的usb插座上，而其本身又提供一个usb插座给下一个usb设备使用，通过这种方式的连接，一个usb控制器可以连接多达127个外设，而每个外设间的距离可达5米。2.2 rs-232-c串口标准2.2.1 rs-232-c概述串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。但都是在rs-232标准的基础上经过改进而形成的。所以，以rs-232-c为主来讨论。rs-232-c标准是美国eia(电子工业联合会)与bell等公司一起开发的1969年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在020000b/s范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与rs-232-c制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。 rs-232有几个优点：（1） rs-232应用广泛，每一台pc都有一个或多个rs-232端口。更新的计算机现在支持其他诸如usb这样的串行接口，但是rs-232可以做很多usb无法进行的工作。（2）在微控制器中，接口芯片使得一个5v串口转换成rs-232变得非常容易。（3） 连接距离可以达到50100英尺。usb连接最长可以达到16英尺，pc机的并行打印机接口与主机的距离可以达到1015英尺，或者利用ieee-1284b型驱动器可以达到30英尺。如果rs-232端口与modem相连，则可以在世界范围内接收和传送数据。（4）对于双向连接，只需要3条导线。而并行连接一般需要8条数据线、两条或者更多的控制线、信号线和几条接地线，这使得连接成本也比较高。2.2.2 数据终端设备与数据通信设备终端与计算机之间的通信或计算机与计算机之间的通信，统称为数据通信。数据通信技术综合了计算机技术与通信技术，一个数据通信系统的基本构成如图2-1所示：数据终端设备dte数据终端设备dte 数据通信设备 dce通信信道数据通信设备 dcedte-dce接口 图2-1 数据通信系统的基本构成数据通信方为信源，接收方为信宿。连接信源和信宿的通道称为通信信道（简称信道）或通信信路，它可以是电缆、电话线等。数据通信与电话通信不同，由于在通信过程中没有人的直接参与，因此必须通过相同的传输规则才可以使得通信双方协调、稳定、可靠地工作。数据电路加上传输控制规则称为数据链路。在数据通信系统中，用于接受和发送数据的设备称为数据终端设备dte（data terminal equipment）。dte既可以是一台计算机，也可以是一台接受数据的打印机。用来连接与数据通信网络的设备称为数据通信设备dce（data communication equipment）或称为数据电路终结设备。dce可以是一个调制解调器（modem），也可以是一个简单的线路驱动器。目前广泛使用的数据传输信道就是模拟电话线路。计算机所能处理的数字信号不能直接进入这样的信道，它们必须经过一个中间连接设备modem，modem是最重要的dce设备之一，用它来实现数字信号到模拟信号、模拟信号到数字信号的相互转换。2.2.3 rs-232-c协议标准 rs-232-c标准（协议）的全称是eia-rs-232c标准，其中eia(electronic industry association)代表美国电子工业协会，rs（recommended standard）代表推荐标准，232是标识号，c代表rs232的最新一次修改（1969），在这之前，有rs232b、rs232a。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有eia-rs-232-c、eia-rs-422-a、eia-rs-423a、eia-rs-485。 这里只介绍eia-rs-232-c（简称232，rs232）。 例如，目前在ibm pc机上的com1、com2接口，就是rs-232c接口。 rs-232-c串口分为9针和25针，其常用信号脚说明如表2-1所示。9针串口（db9）25针串口（db25）针号功能说明缩写针号功能说明缩写1数据载波检测dcd8数据载波检测dcd2接收数据rxd3接收数据rxd3发送数据txd2发送数据txd4数据终端准备dtr20数据终端准备dtr5信号池gnd7信号池gnd针号功能说明缩写针号功能说明缩写6数据设备准备好dsr6数据设备准备好dsr7请求发送rts4请求发送rts8清除发送cts5清除发送cts9振铃指示dell22振铃指示dell表2-1 db-25和db-9的常用信号脚说明2.2.4 rs-232串口通信基本接线方法目前较为常用的串口有9针串口（db9）和25针串口（db25），通信距离较近时(“硬件”=“设备管理器”=“端口”下面，选择一个com口，双击鼠标左键就会出现“通信端口（com1）属性”，选择端口设置属性页（如图3-6）。图3-6 com1属性窗口3.2.2 串行接口输入输出过程描述 串行接口包括4个主要寄存器，即控制寄存器、状态寄存器、数据输入寄存器及数据输出寄存器。控制寄存器用来接收cpu送给此接口的各种控制信息，而控制信息决定接口的工作方式。状态寄存器的各位叫状态位，每一个状态位都可以用来指示传输过程中的某一种错误或者当前传输状态。数据输入寄存器总是和串行输入/并行输出移位寄存器配对使用的。在输入过程中，数据一位一位从外部设备进入接口的寄存器，当接收完一个数据后，数据就从移位寄存器送到输入寄存器，再等待cpu来取走。输出的情况与输入过程类似。当cpu往数据输出寄存器中输出一个数据后，数据便传输到移位寄存器，然后一位一位地通过输出线送到外设。3.3 串口编程概述 在dos的系统接口中dos int21h的03h和04h号功能调用为异步通信的接收和发送功能，而bios int14h有4组功能调用为串行通信服务，正因为如此在dos中采用寄存器直接读写、bios调用、通信中断程序等方法可以比较容易实现串口通信。但是在windows中由于windows采用消息驱动和设备统一管理，以及利用消息对列进行程序控制，所以dos下的方法都不宜采用。在windows中为实现串口通信，windows的sdk提供了完备的api函数和以中断方式驱动的通信驱动程序，使编程变的较为容易。windows提供的标准通信api函数很多（win16和win32中有所不同），一般来说常用的要完成串口通信，在32位模式下，一般说来有以下4种方法：1以文件方式打开串口 这里使用win32 api函数来实现，仅对32位windows环境下的操作流程做一般简单介绍。 （1）应用createfile()来打开串口handle createfile(lpctstr lpfilename, / 文件名dword dwdesiredaccess, / 访问模式dword dwsharemode, / 共享模式lpsecurity_attributes lpsecurityattributes,/ 安全属性dword dwcreationdistribution, / 创建方式dword dwflagsandattributes, / 文件属性handle htemplatefile / 临时文件的句柄，通常为null);如果调用成功，那么该函数返回文件的句柄，如果调用失败，则函数返回invalid_handle_value。例如下面的例程就是用来打开com1口的：handle hcom;dword dwerror;hcom=createfile(“com1”, /文件名generic_read|generic_write, /允许读和写0，/独占方式null，open_existing, /打开而不是创建file_attribute_normal|file_flag_overlapped,/重叠方式null)；if(hcom=invalid_handle_value)dwerror=getlasterror();/处理错误windows api将串口作为文件设备处理，打开文件，关闭文件，读文件和写文件使用的api函数与普通文件操作相同。即用createfile()打开串口，获得一个串口句柄；用closehandle()关闭串口；用readfile()读串口；用writefile()写串口。setcommtimeouts()、setcommmask()、getcommstate()、buildcommdcb()、setcommstate()、purgecomm()则属于串口设备专用的初始设置函数。（2）串行口的初始化 常常需要对串行口进行一些初始化的工作。这需要通过一个dcb结构来进行。dcb结构包含了诸如数据传输速率、每个字符的数据位数、奇偶校验和停止位数等信息。在查询或配置串行口的属性时，都要用dcb结构来作为缓冲区。 调用getcommstate函数可以获得串口的配置，该函数把当前配置填充到一个dcb结构中。一般在用createfile打开串行口后，可以调用getcommstate函数来获得串行口的初始配置。要修改串行口的配置，应该先修改dcb结构，然后再调用getcommstate函数用指定的dcb结构来设置串行口。（3）利用readfile()和writefile()对串行口进行读写操作，完成数据传输过程bool readfile(handle hfile,/文件句柄lpvoid lpbuffer,/读缓冲区dworld nnumberofbytestoread,/要求读入的字节数lpdworld lpnumberofbytesread,/实际读入的字节数lpoverlapped lpoverlapped/指向一个overlapped结构）；/若返回true则表明操作成功（4）关闭串口closehandle(hcom);2使用现有的activex控件实现现在一般使用的是微软公司的mscomm控件，它是作为一个ocx来提供的。基本使用流程和直接使用api函数类似，将在第五章中进行详细介绍。3直接嵌入汇编法这种方法不能在windows nt操作系统下使用，由于windows 98的非完全保护，可以在windows 98系统下使用这种操作方式。利用c/c+汇编嵌入功能，可以直接对串行口进行操作。如下程序就可以实现将com1端口的线控制器寄存器的最高位置1的操作：int main(int argc ,char* argv)_asm mov dx,3fbh mov al,80h out dx,al4.编写vxd或者wdm实现这超出了本文的关注范围，故不做详细介绍，请您自行参考相关资料。4 水文数据采集系统总体设计在工业自动监控系统中，水文数据采集系统主要完成数据采集、存储、控制、显示、通信以及相关的参数设定等功能。我们所设计的数据采集系统应用于水文自动测报系统，必须要满足水文自动测报系统的具体需求，以下设计都以此为原则说明。4.1 功能描述 根据对一般工业监控系统的分析，水文数据采集系统一般要完成以下功能，其uml用例图如图4-1： 图4-1 用例图1采集功能：采集现场的水文数据，包括水位、雨量、流量、温度等。可设置自动采集和手工采集方式。 2数据存储功能：根据用户需求存储所采集的数据。存储的数据有实时数据、历史数据等格式。 3通信功能：通过通信网络与水文站通信。 （1）可以按照监测中心的要求，自动适配监测中心索要的各种数据。 （2）监测中心有报警时可主动上传报警信息给决策机构。 4显示功能：系统应当能够指示当前的工作状态，并根据用户的需求显示所要查询的数据，并显示水位过程线、雨量直方图等。 5文件传输功能：系统应能进行本地主控中心计算机间文件传输。6参数设置功能：波特率、缓冲区、数据位等通信参数均可由系统设置。 7报警功能：设备故障、运行参数超限或水文数据超过警戒值时均能发出报警，记录报警信息，并能及时将报警信息上送操作站决策机构。 8数据报表打印功能。 4.2 通信方案设计根据传输介质和通信方法的不同，中心站与遥测站之间的通信方式可以有以下几种选择：无线、拨号、rs-485、gsm网络和现场总线方式。每种方式的优、缺点如下： 1. 无线方式 若通过无线方式传送数据，需要在中心站和各遥测站建立收发信机，系统内部组成专用无线通信网络。在这种方式下，系统的运行费用较低，但在数据传输期间易受到无线干扰，尤其在边境地区，干扰更强，严重时根本无法接收数据。 2. 拨号方式 通过市话网，采用modem(调制解调器)通信方式进行数据传输实现相对简单、首期投入较小，但需要一定的运行费用（如：电话月租费，通话费等），并较易发生系统外用户无意拨入系统而引起的连接错误，干扰系统的正常工作。在制定通信方案和通信协议时，需要注意系统的健壮性设计，提高系统的容错能力，实现安全、稳定的系统通信。 3. rs-485 在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用rs-485串行总线标准。rs-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mv的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。 rs-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态。因此，发送电路须由使能信号加以控制。rs-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。 4gsm网络利用现有的gsm网络资源，发挥网络覆盖率高、传输特性好等优势，为现有数据采集系统提供一种便捷的无线数据传输方式，并可广泛应用于安防报警、电力监控、石油、矿山等其他行业。远程水文数据采集系统是利用单片机组成的数据监测系统，通过gsm网络以短消息的形式完成远程数据传输的，即在传统的单片机数据采集系统中增加支持短消息、数据通信等业务的gsm模块，并为其分配一个独立的sim卡，结合单片机系统通过串行通信接口，实现数据的远程无线传输。gsm网络在短消息方面的应用具有不需拨号、价格低廉、覆盖范围广等特点，特别适用于需频繁传送小流量数据和不宜铺设线路的应用场合。5.现场总线方式 根据目前控制系统通信技术的发展，系统通信网络应首选现场总线，无论是从系统的可靠性、连接的方便性、速度、距离及经济性等方面考虑，它都是最合适的方案。但它对通信物理线路有一定的要求，而现场能够提供的物理信道的参数却达不到这些要求，因此根据这一实际情况，不可能选用现场总线方式。 综上所述，在选择中心站与遥测站之间的通信网络时，不仅要考虑各通信网络自身的特点，更要从工业现场的实际情况出发，利用用户已有的资源来设计更可靠、更具经济效益的通信网络。在目前的工业监控系统中，小范围的监控系统（如：对生产过程的控制、对设备的控制）的通信网络一般采用rs-485或现场总线，大范围的监控系统（如：城镇供热网，自来水网的监测）的通信方式一般采用无线方式或拨号方式。4.3 设备布局 水文自动测报系统由遥