（电气工程专业论文）利用gprs通讯技术的电力监控系统研究.pdf

a b s t r a c t w i t ht h ee x t e n s i v ea p p l i c a t i o no fg p r sw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y ，i t b e c o m e sr e a l i t yt os e tu pal o w - p r i c e d ，r e l i a b l e ，r e a l - t i m ew i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n n e t w o r k t h i sa r t i c l ei n t r o d u c e sak i n do fe l e c t r i c m o n i t o r i n gs y s t e m o f c o m m u n i c a t i n go nt h eb a s i so fg p r sn e t w o r k t h i ss y s t e mi sm a d eu po ff o u rp ar t s ：d a t ag a t h e r i n g ，d a t ac o m m u n i c a t i o n ， d a t a p r o c e s s i n ga n a l y s i s a n dc o n t r 0 1 t h i ss y s t e mm a k e su s eo fs e v e r a l m e a n s 。s u c ha st h es m so fg p r sn e t w o r k ， v o i c ec h a n n e l ，e t c t or e a l i z et h e ” f o u rd i s t a n t ”f u n c t i o no ft h ep o w e rs y s t e m t h i ss y s t e mc a na c c e p ta n dr e c o r dt h e p h a s ev o l t a g e ，e l e c t r i cc u r r e n t ，a c t i v ep o w e r ，r e a c t i v ep o w e r ，p o w e rf a c t o r ，t h e t i m eo fv o l t a g ee x c e e d i n gt h el i m t ，n e tl o s ss t a t i s t i co ft h el o c a l ee q u i p m e n t i tc a n a l s oi n s p e c ta n dc o n t r o lt h es w i t c h ，a l a r mt h ee x c e e d e dv o l t a g ea n de l e c t r i c c u r r e n t ，c a l c u l a t e t h en e ti o s s t h i sa r t i c l em a i n l yi n t r o d u c e st h ec o m p o s i t i o no f t h e m o n i t o r i n gs y s t e m ，g p r s c o m m u n i c a t i o n m o d u l e ， c o m m u n i c a t i o n d l l ( d y n a m i cl i n kl i b r a r y ) o fb a c k s t a g es u p p o r t e ri n t e r f a c ea n dg p r sb a c k s t a g e s u p p o r t e r s o f t w a r eo fm o n i t o r i n gs y s t e m t h ea d o p t e dp r o t o c o lo ft h es y s t e mi sac o m b i n e dp r o t o c o lo fp o w e rm e t e ra n d t h ew e is h e n gp r o t o c o la n ds u p p l e m e n tp r o t o c o lt h a ts e l f - d e f i n e d t h eh o s t c o m p u t e rg p r sc o m m u n i c a t i o nm o d u l ec a ne m p l o yt c sm o d e l o rm c 3 5m o d e lo r o t h e rm o d e l s t h ed b m s ( d a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ) a d o p t so r a c l e & m s s q ls e r v e r i th a st h ei n t e r a c eo fs q l ，t h eh i s t o r i c a ld a t a b a s ec a nb ev i s i t e db y s o m ek i n do ft o o l ss u c ha se x c e l ，f o x p r od i r e c t l yw i t ho d b c ( o p e nd a t a b a s ei s j o i n e d ) b a c k s t a g es u p p o r t e r sm a n a g e m e n ts o f t w a r ei sd e s i g n e do nw i n d o w s9 x s o f t w a r ep l a t f o r m i tu s e st h ed i s t r i b u t e ds t r u c t u r eo fc l i e n t s e r v e r b a c k s t a g e s u p p o r t e rm a n a g e m e n ts o f t w a r et r a n s f e r st h ef u n c t i o no fd l l ( d y n a m i cl i n kl i b r a r y ) t of i n i s hv a r i o u sk i n d so fd a t ag a t h e ra n dc o n t r o lt h ef u n c t i o n i ta l s oh a so t h e r f u n c t i o n ss u c ha sa u t h o r i t ym a n a g e m e n t ，d a t ai n q u i r y ，c u r v ed r a w i n g ，t y p i n gt h e r e p o r ta n ds oo n w i t ht h ed e v e l o p m e n to fa u t o m a t i ct e c h n o l o g y , c o m p u t e rt e c h n o l o g ya n di t t e c h n o l o g y ，t h ec o s tw i l lb ei o w e r t h ec o m m u n i c a t i o nw i l lb em o r er e l i a b l eb yt h e v t t u s eo fg p r sp u b l i cn e t w o r kt oc a r r y i n go nr e m o t ed a t at r a n s m i s s i o n t h e m o n i t o r i n gs y s t e mb a s e do ng p r s w i l lh a v eam o r ew i d e l ya p p l i c a t i o n s 。 k e yw o r d s g p r sc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k s u p e r v i s o r ya n dc o n t r o ls y s t e m s h o r tm e s s a g e 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 期：丝! ：! ! ：塑 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本 学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：型甚整温导师签名：，回兰蔓日 期：趁皇生：! f ： 第一章概述 1 1 前言 移动通信的高速发展已经成为当前通信运营业的经济增长点，移动通信网络也 将大规模增长。在未来的十几年内，移动互联网产业将随通信与网络技术的发展而 高速发展，未来的网络将是一个有线网络、无线网络和互联网络三者合一的数字化 的全球网络，其覆盖将超越一切地理障碍，使网络无处不在n 3 。 移动通信网络已经经历了从第一代模拟无线网络到第二代数字通信网络的转 换，目前正在全力发展第三代移动网络，即所谓的3 g ( t h i r dg e n e r a t i o n ) 。3 g 网络具有很高的带宽，能够为用户提供数据、图像、音频、视频等多媒体信息服务。 但目前3 g 技术尚未完善，标准也没有统一，在短时期内还不能进入实际的应用， 因此，在这期间，g p r s 在国内将有一个较快的发展。在这种情况下，中国移动推出 了g p r s ，联通同时也推出了c d m a ，二者即所谓的2 5 g 移动网络，它们都能为用户 提供最高达1 7 1 2 k b p s 的传输速率，而且能够实现终端的“永远在线”，满足了人 们基本的移动应用要求。 中国拥有世界上最大的g s m 网络幢3 ，中国移动已经开始为部分用户提供试验性 的g p r s 服务。在新一代的移动网络上，可以形成更多的商业运作模式，为用户提 供更多、更好的应用服务，特别是在真正的3 g 网络建成后，移动网络将以其方便、 快捷、个性化的特点代替有线网络成为人们主要的上网方式。 g p r s - - g e n e r a lp a c k e tr a d i os e r v i c e ，通用分组无线业务是一种基于g s m 系 统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线i p 连接。g p r s 充分地利用共 享无线信道，采用i po v e rp p p ( p o i n t t o p o i n tp r o t o c 0 1 ) 实现数据终端的高速、 远程接入。作为现有g s m 网络向第三代移动通信演变的过渡技术( 2 5 g ) ，g p r s 在许多方面都具有显著的优势。 目前，全球对3 代网络的发展都较为谨慎，相信中国的运营商也会根据数据用 户的数量和需求稳步发展3 代网络。在今后几年的真空期，g p r s 无疑是移动数据业 务发展的首选。g p r s 是在g s m 系统基础上发展起来的分组交换数据承载和传输业 务，是2 5 代的网络产品，但并不意味着g p r s 仅仅是一个过渡产品，相反g p r s 是 第二代网络向第三代网络演进的一个非常重要、不可或缺的步骤和里程碑，因为 g p r s 较之g s m 在数据的传输上产生了由电路交换到分组交换这样一个质的飞跃，对 于移动互联网和数据业务有了一个很大的促进。在现阶段第三代的道路尚不很清 晰，技术发展与市场需求都不是很成熟的情况下，g p r s 在未来4 5 年将成为移动 数据业务的最主要的承载方式。另外所有新技术的网络产品和服务都是向下兼容 的，也就是说，即使第三代网络已经存在，g p r s 由于网络成本、市场渐进性的原因 还将与第三代网络共存很长一段时间。”。 1 2 本文主要工作 介绍了g p r s 监控系统的构成，监控系统的通信动态连接库的开发，监控系统 的后台管理软件。 g p r s 监控系统可实现遥测各相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、 电压越上下限时间、累计电量等；以及遥信和遥控、电压越限、电流越限等报警功 能：监控中心管理软件的线损分析、绘制、报表打印等功能。 本文主要做了以下几方面的工作： t c s 和m c 3 5g p r s 监控模块应用程序开发。该应用程序完全取代超级终端 的功能，并带有t c s 和m c 3 5 的诊断模块，可以方便的完成对t c s 和m c 3 5 的测试、诊断、设置。 g p r s 监控的动态连接库的开发。功能包括数据采集、数据存储、系统监 视报警、开关控制等。 监控的后台管理软件的开发( 部分) 。功能包括参数设置、数据采集、电 能冻结、开关控制、线损计算、故障报警、通信诊断、数据查询、曲线打 印等。 第二章g p r s 网络、蓝牙技术与模块、t c p ip 简介 2 1g p r s 定义4 3 5 1 g p r s 是通用分组无线业务( g e n e r a lp a c k e tr a d i os e r v i c e ) 的英文简称，是在 现有的g s m 系统上发展起来的一种新的分组数据承载业务。g p r s 与现有的g s m 最根 本的区别是：g s m 是一种电路交换系统，而g p r s 是一种分组交换系统。 g p r s 系统以基站形式覆盖服务地域，以分组交换的方式进行无线数据传输。其 基本原理：按一定规则，把一整份数据报文分割成若干定长的数据段，并给每一数 据段加上收、发终端地址及其它控制信息，以“分组”为单位在移动通信网上进行 传输，统称数据包。系统按照一定的寻址协议为服务区内的每个用户提供理论峰值 达1 7 1 2 k b p s 的数据信道。数据包可以与话音同时传送而互不干扰。g p r s 在数据业 务的承载和支持上具有非常明显的优势：更有效的利用无线网络信道资源。因此， g p r s 特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大 数据量传输。现在，全国已有4 0 0 多个城市丌通g p r s 业务，这一特点正适合电力 需求侧用电管理数据采集系统，包括工业大用户的考核与电费抄收系统、配电变压 器的监测系统、居民台区线损的管理系统的应用。 2 2g p r s 的优越性4 m 1 相对原来的g s m 的拨号方式的电路交换数据传送方式，g p r s 的分组交换技术， 具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输 、“自如切换 的优点。 实时在线 “实时在线”，即用户随时与网络保持联系。举个例子，用户访问互联网 时，在无线信道上发送和接受数据，就算没有数据传送，也一直与网络保 持联接，不但可以由用户侧发起数据传输，还可以从网络侧随时启动p u s h 类业务，不像普通拨号上网那样断线后还得重新拨号才能上网。 按量计费 用户可以一直在线，按照用户接收和发送数据包的数量来收取费用，没 有数据流量的传递时，用户即使挂在网上，也是不收费的。 快捷登录 g p r s 的用户一开机，就始终附着在g p r s 网络上，每次使用时只需一个激 活的过程，一般只需卜一3 秒的时间马上就能登录至互联网，而固定拨号 方式接入互联网需要拨号、验证用户名密码、登录服务器等过程，至少 需要8 - - 1 0 秒甚至更长的时间。 高速传输 g p r s 采用分组交换的技术，数据传输速率最高理论值能达1 7 1 2 k b s ， 但实际速度受到编码的限制和终端的限制，可能会有所不同。电路交换 数据业务，速率为每秒9 6 k 比特，因此电路交换数据业务( 简称c s o ) 与g p r s 的关系就像是9 6 km o d e m 和3 3 6 k 、5 6 k 的m o d e m 的区别一样。 自如切换 g p r s 还具有数据传输与话音传输可同时进行或切换进行的优势。举个例 子，原来的电话拨号上网，接入之后就不能再打电话，也不能接电话， 而g p r s 就类似于固定电话的i s d n 的概念，电话、上网两不误。相对原 来g s m 的拨号方式的电路交换数据传送方式，g p r s 是分组交换技术，具 有“高速 和“永远在线”的优点。 2 3 与g s i n 比较g p r s 的优势盯h 8 1 g p r s 是在g s m 基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输方式。与原有 的g s m 比较，g p r s 在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势：更有效地利用 无线网络信道资源，特别适合突发性、频繁的小流量数据传输；支持的数据传输的 速率更高，理论峰值达1 7 1 2 k b p s ；计费方式更加灵活，可以支持按数据流量来进 行计费；g p r s 还能支持在进行数据传输的同时进行语音通话等等。 2 4g p r s 的安全可靠性和抗干扰能力1 g p r s 网络在空中的全程通信中采用分组加密和矢量压缩处理，正反向通道密钥 不对称，数据终端每激活一次，移动数据中心自动核对密钥，并更换密钥一次，密 钥由数据中心随机给出，实行动态密钥管理，因此，用户的通信保密安全功能非常 强。 在进行数据传输时，g p r s 把一整份数据文件分割成若干定长的数据段，以“分 组”为单位在移动通信网上进行传输，在目的端重新组装恢复成完整数据文件。出 于可靠性的考虑，每一数据段都有一些附加部分，除了收发地址、动态密钥外，还 g p r s 的用户一开机，就始终刚着i 午g p r $ 网络上，每次使用时只需一个激 活的过程，一般只需卜一3 秒的时间马上就能登录至互联网，而固定拨号 方式接入互联网需要拨号、验证用广名密码、登录服务器等过程，至少 需要8 - 1 0 秒甚至更长的时问。 高速传输 g p r s 采用分组交换的技术，数据传输速率最高理论值能达1 7 1 2 k b s ， 但实际速度受到编码的限制和终端的限制，可能会有所不同。电路交换 数据业务，速率为每秒9 6 k 比特，因此电路交换数据业务( 简称c s d ) 与g p r s 的关系就像是9 6 km o d j 和3 3 ，6 k 、5 6 k 的m o d e m 的区别一样。 自如切换 g p r s 还具有数据往输与话音传输可同时进行或切换进行的优势。举个例 子，原来的电话拨号上网接入之后就不能再打电话，也不能接电话， 而g p r s 就类似于固定电话的i s d n 的概念，电话、上网两不误。相对原 来g s m 的拨号方式的电路交换数据传送方式，g p r s 是分组交换技术，具 有“高速”和“永远在线”的优点。 2 3 与g 翻比较g p f l $ 的优势” g p r s 是在g s m 基础上发展起来的一种分组变换的数据承载和传输方式。与原有 的g s m 比较，g p r s 在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势：更有效地利用 无线网络信道资源，特别适合突发性、频繁的小流量数据传输；支持的数据传输的 速率更高，理论峰值达1 7 1 2 k b p s ；计费方式更加灵活，可以支持按数据流量来进 行计费；g p r s 还能支持在进行数据传输的同时进行语音通话等等。 2 4g p r $ 的安全可靠性和抗干扰能力 g p r s 网络在空中的全程通信中采用分组加密祁矢量压缩处理，f 反向通道密钥 不对称，数据终端每激活一次，移动数据中心自动核对密钥，并更换密钥一次，密 钥由数据中心随机给出，实行动态密钥管理，因此，用户的通信保密安全功能非常 强。 在进行数据传输时，g p r s 把一整份数据文件分割成若干定长的数据段，以“分 组”为单位在移动通信网上进行传输，在目的端重新组装恢复成完整数据文件。出 于可靠性的考虑，每一数据段都有一些附加部分，除了收发地址、动态密钥外，还 于可靠性的考虑，每一数据段都有一些附力部分，除了收发地址、动态密钥外，还 - 4 g p r s 的用户一开机，就始终附着在g p r s 网络上，每次使用时只需一个激 活的过程，一般只需卜一3 秒的时间马上就能登录至互联网，而固定拨号 方式接入互联网需要拨号、验证用户名密码、登录服务器等过程，至少 需要8 - - 1 0 秒甚至更长的时间。 高速传输 g p r s 采用分组交换的技术，数据传输速率最高理论值能达1 7 1 2 k b s ， 但实际速度受到编码的限制和终端的限制，可能会有所不同。电路交换 数据业务，速率为每秒9 6 k 比特，因此电路交换数据业务( 简称c s o ) 与g p r s 的关系就像是9 6 km o d e m 和3 3 6 k 、5 6 k 的m o d e m 的区别一样。 自如切换 g p r s 还具有数据传输与话音传输可同时进行或切换进行的优势。举个例 子，原来的电话拨号上网，接入之后就不能再打电话，也不能接电话， 而g p r s 就类似于固定电话的i s d n 的概念，电话、上网两不误。相对原 来g s m 的拨号方式的电路交换数据传送方式，g p r s 是分组交换技术，具 有“高速 和“永远在线”的优点。 2 3 与g s i n 比较g p r s 的优势盯h 8 1 g p r s 是在g s m 基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输方式。与原有 的g s m 比较，g p r s 在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势：更有效地利用 无线网络信道资源，特别适合突发性、频繁的小流量数据传输；支持的数据传输的 速率更高，理论峰值达1 7 1 2 k b p s ；计费方式更加灵活，可以支持按数据流量来进 行计费；g p r s 还能支持在进行数据传输的同时进行语音通话等等。 2 4g p r s 的安全可靠性和抗干扰能力1 g p r s 网络在空中的全程通信中采用分组加密和矢量压缩处理，正反向通道密钥 不对称，数据终端每激活一次，移动数据中心自动核对密钥，并更换密钥一次，密 钥由数据中心随机给出，实行动态密钥管理，因此，用户的通信保密安全功能非常 强。 在进行数据传输时，g p r s 把一整份数据文件分割成若干定长的数据段，以“分 组”为单位在移动通信网上进行传输，在目的端重新组装恢复成完整数据文件。出 于可靠性的考虑，每一数据段都有一些附加部分，除了收发地址、动态密钥外，还 包括c r c 纠错码、奇偶检验位等。由于g p r s 网络采用跳频技术，同一报文的不同 数据段将在不同的信道和路由中非顺序传输，因此，即使截获某一数据段，也无法 获悉整个数据文件内容。为了确保中心网络的安全，通过设置通信前置机，配置网 络级的防火墙，网络的安全性将得到可靠的保证。通信前置机可设置静态路由表， 非指定a p n 或工p 地址的用户无权进入，指定的i p 地址的g p r s 终端也只允许访问 中心网络的指定数据库，不能访问中心网络的其它数据库，由此可以防止“黑客 非法侵入，确保网络和数据库安全。 2 5 蓝牙技术与蓝牙模块简介n o “3 蓝牙技术是一种数据与语音通信的丌放性全球规范，它以低成本的近距离 连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。其程序写在 9x9m m 的微芯中。蓝牙工作在全球通用的2 4 g h zi s m ( 即工业、科学、 医学) 频段。蓝牙的数据速率为1 m b s 。 蓝牙技术规范的目的：使符合该规范的各种作用之间能够实现互操作。互 操作的远端设备需要使用相同的协议栈，不同的应用，需要不同的协议栈。 但是，所有的应用都要使用蓝牙技术规范中的数据链路层和物理层。完整 的蓝牙协议栈如图所示，不是任何应用都必须使用全部协议，而可以只使 用其中的- n 或多列。图中显示了所有协议之间的相互关系，但这种关 系在某些应用中是有变化的。 图l 蕊牙搬议栈 完整的协议栈包括蓝牙专用协议( 如连接管理协议l m p 和逻辑链路制应用 协议l 2 c a p ) 以及非专用协议( 如对象交换协议o b e x 和用户数据报协议 u d p ) 。 设计协议和协议栈的主要原则：尽可能利用现有的各种高层协议，保证现 有协议与蓝牙技术的融合以及各种应用之间的互操作，充分利用兼容蓝牙 技术规范的软硬件系统。蓝牙技术规范的开放性保证了设备制造商可以自 由地选用其专用协议或习惯使用的公共协议，在蓝牙技术规范的基础上开 发新的应用。 r f - 4 0 1 是采用了当代最先进的欧洲“蓝牙技术”，应用全数字科技，由 单i c 组合而成。可高速传输数据信号的微型i s m 一频段收发信机，工作频 段4 3 3 - - 4 3 4 m h z ，可任意编设2 个工作信道，空中传输数据速率为 1 9 2 k b p s ，工作电压范围为2 7 v 一5 2 5 v ，适用于安全报警、家居及工业 自动化、远端遥控、数传等领域。蓝牙芯片的低成本、短距离、高速率的 数据传输特点为电力系统的模拟量、状态量等数据的短距离传输提供了一 种可行的办法。 r f - 4 0 1 模块连接好后，用w i n d o w s 9 5 或9 8 下的超级终端可进行文本文件 的传送。超级终端的属性设置如下：波特率9 6 0 0b p s 、数据位8 位、奇 偶检验无、停止位1 位，流量控制：硬件。 2 6t c p i p 协议简介n 2 1 t c p i p 协议( t r a n s f e rc o n t r o lp r o t o c o l i n t e r n e tp r o t o c 0 1 ) 叫做传输 控n 网际协议，又叫网络通信协议，这个协议是i n t e r n e t 国际互联网络 的基础。 t c p i p 是网络中使用的基本的通信协议 虽然从名字上看t c p i p 包括两个协议，传输控制协议( t c p ) 和网际 协议( i p ) ，但t c p i p 实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议， 如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而t c p 协议和i p 协议是保证数 据完整传输的两个基本的重要协议。通常说t c p i p 是i n t e r n e t 协议族， 而不单单是t c p 和i p 。 数据传输 t c p i p 协议的基本传输单位是数据包( d a t a g r a m ) ，t c p 协议负责把数 据分成若干个数据包，并给每个数据包加上包头( 就像给一封信加上信 封) ，包头上有相应的编号，以保证在数据接收端能将数据还原为原来的 格式，i p 协议在每个包头上再加上接收端主机地址，这样数据找到自己 要去的地方( 就像信封上要写明地址一样) ，如果传输过程中出现数据丢 失、数据失真等情况，t c p 协议会自动要求数据重新传输，并重新组包。 总之，i p 协议保证数据的传输，t c p 协议保证数据传输的质量。 t c p i p 协议数据的传输基于t c p i p 协议的四层结构：应用层、传输 层、网络层、接口层。数据在传输时每通过一层就要在数据上加个包头， 其中的数据供接收端同一层协议使用，而在接收端，每经过一层要把用过 的包头去掉，这样来保证传输数据的格式完全一致。 t c p i p 网络的七层结构模型 网络设计者在解决网络体系结构时经常使用i s o o s i ( 国际标准化组 织开放系统互连) 七层模型，该模型每一层代表一定层次的网络功能。 最下面是物理层，它代表着进行数据转输的物理介质，换句话说，即网络 电缆。其上是数据链路层，它通过网络接口卡提供服务。最上层是应用层， 这里运行着使用网络服务的应用程序。 t c p i p 是同i s o o s i 模型等价的。当一个数据单元从网络应用程序 下流到网络接口卡，它通过了一列的t c p i p 模块。这其中的每一步，数 据单元都会同网络另一端对等t c p i p 模块所需的信息一起打成包。这样 当数据最终传到网卡时，它成了一个标准的以太帧( 假设物理网络是以太 网) 。而接收端的t c p i p 软件通过剥去以太网帧并将数据向上传输过 t c p i p 栈来为处于接收状态的应用程序重新恢复原始数据。 t c p i p 将许多小网联成一个大网，并在这个大网也就是i n t e r n e t 上提供应用程序所需要的相互通信的服务。 t c p i p 协议族介绍 t c p i p 协议族中包括上百个互为关联的协议，不同功能的协议分布 在不同的协议层，下面介绍几个常用协议： t e l n e t ( r e m o t el o g i n ) ：提供远程登录功能，一台计算机用户可以登 录到远程的另一台计算机上，如同在远程主机上直接操作一样； f t p ( f i l et r a n s f e rp r o t o c 0 1 ) ：远程文件传输协议，允许用户将远 程主机上的文件拷贝到自己的计算机上； s m t p ( s i m p l em a il t r a n s f e rp r o t o c 0 1 ) ：简单邮政传输协议，用于 传输电子邮件； n f s ( n e t w o r kf i l es e r v e r ) ：网络文件服务器，可使多台计算机透明 地访问彼此的目录； u d p ( u s e rd a t a g r a mp r o t o c 0 1 ) ：用户数据包协议，它和t c p 一样位 于传输层，和i p 协议配合使用，在传输数据时省去包头，但它不能提供 数据包的重传，所以适合传输较短的文件。 第三章g p r sm o d e m 模块介绍 3 1 t c s 介绍n 3 儿1 4 3 3 1 1t c s 功能 t c s 是一个由自己的硬件连接外部世界并通过s m s 或g s m g p r s 的数据连线来控 制的装置。一些主板有8 个输入出端口( t c s3 5 ) ；一些有2 个输入出端口( t c s m i n i ) ；一些有图象传感器( t c s c a m ) ；一些有气象感应器( t c s - a w s ) ，有些甚至有 g p s 接收器( t c s - g p s ) 。然而所有这些装置都需要一张有效的s i b i 卡，都需要s m s 服务中心号码，都可以连接p c 进行设定。 随着g p r s 的快速增长，t c s 芯片已经由以语音( v o i c e ) 为中心的通信器件 发展成为具有语音( v o i c e ) 、短消息( s m s ) 、数据( d a t a ) 传输以及丰富的多媒 体功能的通信器件。可满足客户和无线运营商对性能、功耗及尺寸的高要求，同时 还能提供强大的安全性能。本文以具有8 个输入出端口( t c s3 5 ) 的t c s 系统为例， 阐述其在电力系统中的应用。 3 i 2t c s 命令 t c s 的命令分s b l s 命令和联机命令两大部分。s m s 命令是通过手机或t c s 系统 本身以发送短消息的形式对其进行设置。t c s 系统的大部分功能均可以通过s m s 命 令来设置，还有一些基本功能需要通过用r s 2 3 2 或r s 4 8 5 连接t c s 和p c 机，通过 联机命令来设置。使用t c s 前首先需要插入s i m 卡。然后打开t c s 电源，等待几秒 钟，t c s 注册上网络后，就可以工作了。 3 1 3t c s 的s m s 命令 t c s 的s b l s 命令是通过发送短消息的方式对t c s 进行设置，s m s 命令应注意： 发送任何s b l s 命令必须以# 开始，所有命令必须用大写英文字母； p 1 j d 命令：发送的第一个命令必须是p w d ，这是口令。为了不同级别的人 操作，该系统设有二个层次的口令：行政人员口令和使用者口令； s c a 命令：为了能够发送及接收s m s ，系统必须要有一个有效的服务中心 号码( s c a ) ，这是s b l s 服务中心号码，移动通信公司提供给用户。系统 将信息首先发送到短信息服务中心，然后再由该中心转发到目的地； s c t 命令：是将t c s 的时间和系统时间同步； n o t 命令：上述命令发出几秒钟后会收到一则信息，确定发出的命令是否 被确认或有任何错误。如果不想收到确认信息，可在命令字符的最后加上 # n o a 。 3 1 4t c $ 的联机命令 t c s 的联机命令是用户用r s 2 3 2 或r s 4 8 5 连接t c s 与p c 后，用w i n d o w s 9 8 或 w i n d o w s 2 0 0 0 下的超级终端通过串口通信对t c s 进行设置。 m e n u 显示菜单命令：显示t c s 的系统菜单，用户可以选择不同的菜单项 对t c s 进行各种设置； s m s 发送短消息命令：输入该命令后t c s 系统要求输入发送的目标号、发 送短消息的内容，回车确认后，短消息即发送； r d m s g 读取短消息命令：当t c s 收到短消息后，会通过r s 2 3 2 或r s 4 8 5 串 行口发送给计算机# r s m 标志，发送r d m s g 命令即可把短消息读出。t c s 系统的短消息一旦读出，就不再保存在它的存储区中。 3 2m c 3 5 介绍n 5 m 6 1 西门子公司提供的m c 3 5g p r s 模块优势：永久在线、快速数据存储和更快的数 据下载。m c 3 5 包括了t c 3 5 的所有功能，还具备快速的g p r s 技术。 m c 3 5 功能特点如下： 双频：e g s m 9 0 0 和g s m l 8 0 0 ； g p r s 多通道，类别8 ； 体积小、重量轻； 低功耗； 支持数据、语音、短信息和传真； s i m 应用工具包； a t 命令集； s m s ：m t m o c b p d u 模式； 音频：最高速率，升级最高速率和半速率； 便于集成。 m c 3 5 模块被广泛应用于移动处理、手持终端、p o s 终端、安全系统、远程监控、 远程仪表数据读取等领域。 山丕太学硕士学t 位论- 文 3 3m c 3 5 t 介绍n 7 3 3 3 1 功能特点 m c 3 5 t 是西门子公司的一个用于快速丌发的解决方案。标准的工业接口，支持 双频网络并且集成了s i m 卡使它成为一个能应用于移动计算和多媒体领域的理想 g p r s 终端。作为一个终端产品，它内置了m c 3 5 模块，具有：永久在线功能、快速 数据接入及高速数据传输等优点。 m c 3 5 t 功能特点如下： 双频：e g s m 9 0 0 和g s m l 8 0 0 ； 采用g p r s 分时复用的c l a s s8 的标准； 小巧、轻薄的设计； 支持数据、语音、短信息和传真； 提供s i m 应用工具箱； 便于集成； 采用电路交换方式的最大传送速率 1 4 4 k b p s 。 在网络技术迅猛发展的今天，随着网络功能的同渐完善，g p r s 技术优势将得到 更大的发挥。无论是远程监控还是无线p o s 终端，m c 3 5 t 在工业与民用等诸多领域 正在得到日益广泛的应用。 3 3 2 功能使用 1 ) a t z ，回车 恢复已保存的配置文件，用于检测p c 机与m c 3 5 t 的通信。如果无应答，则 通信不正常。 应答为：a t z “o k 或“e r r o r ”。 2 ) a t + c s c a ? 回车 检查短消息服务中心的号码是否存在于s i m 卡上。 应答为：+ c s c a ：“+ 8 6 1 3 x x x x x x x x x ”“o k ”或“e r r o r ”。 3 ) a t + c m g f = i 回车 设置m c 3 5 t 工作于t e x t 模式。 应答为：+ c m g f “o k ”或“e r r o r ”。 4 ) m c 3 5 t 有关s m s 的命令。 s m s 发送 发送a t + c m g s = “监控主机号码”，回车 等待m c 3 5 t 应答“ 后，向m c 3 5 t 发送文本，并以( c t r l + z ) 结束。 例如：监控主机号码为：1 3 8 0 2 5 6 8 8 8 8 国标的指令为：6 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 8 0 1 0 2 4 3 c 3 d 9 1 6 a t + c m g s = “1 3 8 0 2 5 6 8 8 8 8 ，回车 6 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 8 010 2 4 3 c 3 d 9l6 + ( c t r l + z 应答为：“o k ”或“e r r o r 。 s m s 查询 查询单条s m s 发送a t + c m g r = i n d e x ，回车 应答为：“o k ”或“e r r o r ” 查询所有s m s 发送a t + c m g l = “a l l ”，回车 应答为：“0 k 或“e r r o r ” s m s 删除 发送a t + c m g d = i n d e x ，回车 应答为：“0 k ”或“e r r o r ”。 5 ) m c 3 5 t 的数据命令与语音命令 a t d + 电话号码+ ；，回车 加上分号码，即为语音拨号，呼叫成功返回0 k ，不加分号为数据呼叫，呼 叫成功返回c o n n e c t x x x x ( x x x x 为波特率) ，表明数据链路已建立，呼叫方和 被叫方可以在该链路上进行数据传输。 3 4e p 系列产品介绍n 8 1 上海毅加智能设备有限公司开发并推出的e p 系列g p r s 无线m o d e m ，主要满足 客户对无线数据业务的需求，为远程数据通信、语音传输、短消息发送提供无线接 口。用户可以利用该系列产品，通过基于全球通g s m 网络的终端接入设备，无线接 入i n t e r n e t ，实现网络的互连互通。产品支持9 0 0 1 8 0 0g s m g p r s 系统，性价比高， 山丕太学硕士学位论文 通信费用低廉，可为g p r s 终端用户节约大量成本，是专门为行业用户开展无线数 据应用开发的无线数据通信产品。 3 4 1 功能特点 支持语音和短消息传输； 话音清晰，支持增强型全速率语音编码； 支持中、英文短消息； 支持g s m 9 0 0 1 8 0 0 m h z 双频工作模式； 支持p h a s e2 2 + 协议； 支持较完善的a t 命令； 支持3 vs i m 卡； 符合e m c 要求的全屏蔽外壳； 工业级设计，外形小巧，类似名片； 采用高可靠d c - d c 设计，可长期连续工作，抗干扰能力强。 3 。4 2 功能使用 1 ) 收发( s a s ) 短信功能 在p d u 方式下发送英文短信息 a t 指令格式： a t + c m g s = ：服务中心地址 ：传送协议数据单元 示例( 向1 3 9 11 0 8 2 4 1l 发送英文短信息t e s t 一，表示空格符，参阅 上图) ： a t + c m g s = 2 0 0 8 9 16 8 3 1 0 8 1 0 0 0 0 5 f o1 1 0 0 0 d 9 l6 8 3 1 1 9 0 1 2 8 1 4 f l0 0 0 0 0 00 5 d 4 e 2 9 4 0 a 0 2 0 8 = t o n n p i 加s c a 的长度( 按字节计) 9 1 = t o n n p t ( 多6 8 3 1 0 8 1 0 0 0 0 5 f 0 = s c a 此例中为= l 匕京短信息服务中心号码：8 6 1 3 8 0 0 1 0 0 5 0 0 ( 编码方式：每二位取反，奇数位补f ) l l = 8b i t sm t i ，r d ，v p f ，s r r ，u d h i ，r p ，m m s ，s r i 0 0 = m rm e s s a g er e f e r e n c e o d = 目标s i m 卡号码长度( 按阿拉伯数字个数计) 9 1 = t o n n p i 6 8 3 1 1 9 0 1 2 8 1 4 f 1 = d a 目标s i m 卡号码，此例中为：8 6 1 3 * * 0 0 = p i dp r o t o c o li d 0 0 = d c sd a t ac o d i n gs c h e m e 0 0 = v pv a l i d i t yp e r i o d 0 5 = 用户数据长度( 按字节计) d 4 e 2 9 4 0 a 0 2 = 用户数据t e s t 一 ( 编码方式见下节) n o r e ： a ) = o + ； = + + + b ) 发送成功返回：+ c m g s ： 和0 k 中文短信息处理 将 中的部分中的d c s 设置为0 8 ，同时部分中数据直接采用u c s 2 编 码就可以了。示例如下： a t + c m g s = i9 1 4 0 8 9 1 6 8 3 1 0 8