基于GPRS的监控数据采集系统设计-设计应用

精品文档-下载后可编辑基于GPRS的监控数据采集系统设计-设计应用部分GPRS网络简介gprs是通用分组无线服务技术（GeneralPacketRadioService）的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。

GPRS经常被描述成“2.5G”，也就是说这项技术位于第二代（2G）和第三代（3G）移动通讯技术之间。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。GPRS突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。而且，因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接及传输都会更方便容易。

GPRS通信方式更适合于监控数据采集业务，目前监控中心与各数据采集点大部分采用有线交互传输，甚至有些偏远采集点要有线网络接入成了不可能。月租费太高，用电话线传送数据按时间计费，带来诸多不便，费用也不便宜。

GPRS网络优点

1、覆盖范围。构建采集传输系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。

2、数据传输速率高。目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右，完满足监控数据传输速率的需求。

3、系统的传输容量大。数据控制中心要和每一个采集点实现实时连接。由于采集点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。

4、通信费用控制灵活。采用传统的有线方式建立数据传输系统，必须租用专线或电话线进行连接。

5、良好的实时响应与处理能力。与短消息服务比较，由于GPRS具有实时在线特性，系统无时延，可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。

第二部分F2103特点介绍F2103GPRSDTU技术规范

F2103GPRSDTU采用高性能嵌入式处理器，以实时操作系统为软件支撑平台，内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈。为用户提供高速，稳定可靠，数据终端永远在线，多种协议转换的虚拟专用网络。

一、无线参数

1、支持EGSM900/GSM1800无线网络

2、GPRSmulti-slotclass10

3、编码方案：CS1~CS4

4、符合SMG31bis技术规范

5、ComplianttoGSMphase2/2+

6、支持数据和短信功能

二、硬件系统

1、高性能RISC嵌入式处理器，主频100M，512KFLASH。

2、接口：

同时支持RS232/RS485串口。串口速率110~230400bits/s。

指示灯：具有电源、通信及在线指示灯。

天线接口：标准SMA阴头天线接口，特性阻抗50欧。

SIM卡接口：3V/1.8V标准的推杆式用户卡接口。

电源接口：标准的3芯火车头电源插座。

3、供电：

外接电源：DC12V500mA

宽电压供电：DC5-35V

通信电流：250mA（12V）

4、无线模块

采用高性能工业级GPRS无线模块

5、尺寸

外形尺寸：91x58.5x22mm（不包括天线及固定件）

6、其他参数：

工作环境温度-25~+65oC

储存温度-40~+85oC

相对湿度95%（无凝结）

三、软件功能

1.智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线。

2.支持RSA，RC4加密算法

3.支持虚拟数据专用网（APN）

4.透明数据传输与协议转换，支持多种工作模式

5.支持数据中心动态域名和IP地址访问

6.支持双数据中心备份

7.支持多数据中心

8.支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接。

9.支持短消息备份及告警。

10.多重软硬件看门狗

11.数据包传输状态。

12.标准的AT命令界面

13.可以用做普通拨号MODEM

14.支持telnet功能。

15.支持远程配置，远程控制

16.通过串口软件升级

17.同时支持LINUX和WINDOWS操作系统

第三部分解决方案1、系统综合拓扑图：

2、系统组成

本数据采集系统由控制中心；监控告警设备、和F2103DTU组成。

1）终端设备

终端器件组成：F2103DTU、SIM卡、PLC、监控告警设备等。

首先对DTU进行设置，设置要连接的中心IP和端口及其它必要性的设置，设置好后PLC或采集设备通过RS232接口和DTU相连，DTU上电之后根据事先设置好的中心IP和端口进行连接，成功连接到中心软件后即可双向传输数据。

目的：建立监控中心与采集点之间的信息网络，完整、及时、准确采集告警数据，实现控制中心对采集点的管理、统计、分析，同时支持采集点基本日常业务管理，提高管理部门和采集点的工作效率。

2）监控中心部分：宽带网络、服务器、PC、组态软件或其它中心软件。

首先用某台能上网的PC机，条件必须能让外网访问的到，如运行中心软件的PC机在局域网里面，那要在局域网路由器做端口映射到本机PC，等这些条件具备之后在本机运行一个中心DEMO或组态软件，开放一个端口，运行软件等待DTU的连接。

目的：主要是监控中心对所有采集数据的集成。并且通过网络将各个采集数据和中心监控部门联系起来，及时的反馈数据采集点各类信息，提供管理部门制订计划。

通道建立成功后，DTU串口实时监控采集器的数据，只要串口有数据过来，DTU将全透明进行实时传输。这样就可灵活应用不同的数据传输需求来采取不同的传输方式，以减少及节约不必要的传输费用。

参考文献:

[1].GPRSdatasheet/datasheet/GPRS_1594650.html.[2].RISCdatasheet/datasheet/RISC+_1189725.html.[3].100Mdatasheet/datasheet/100M_2509927.html.[4].SMAdatasheet/datash