基于gprs遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)+開(kāi)題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述】_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p>  本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b> ?。ǘ?屆)</b></p><p>  基于GPRS遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>  所在學(xué)院 </p><p>  專業(yè)班級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化 </p>

2、;<p>  學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>  指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>  完成日期 年 月 </p><p><b>  摘 要</b></p><p>  GP

3、RS是在GSM體制上發(fā)展起來(lái)的新型無(wú)線分組數(shù)據(jù)及如業(yè)務(wù),具有實(shí)時(shí)在線,按量計(jì)費(fèi)、快捷登陸、高速傳輸、自如切換、資源共享、豐富帶寬、等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)近年來(lái)GPRS通信技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì),本文設(shè)計(jì)了基于GPRS網(wǎng)絡(luò)通信的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng),主要論述了采用深圳宏電的H7118 GPRS模塊,通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷的方案。全文由GPRS網(wǎng)絡(luò)的組成、遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)、GPRS 移動(dòng)通信技術(shù)、綜合論述系統(tǒng)的要求和功能設(shè)計(jì)。并依據(jù)遠(yuǎn)程診斷

4、系統(tǒng)的功能,使用組態(tài)王對(duì)采集過(guò)程進(jìn)行了通訊實(shí)踐。</p><p>  系統(tǒng)利用GPRS通信技術(shù)在中低速數(shù)據(jù)傳輸方面的突出優(yōu)勢(shì),使系統(tǒng)具有可行性、經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)越性。此方案還具有一定的通用性,可用于金融、交通、工業(yè)控制等行業(yè),具有比較廣闊的發(fā)展前景。</p><p>  關(guān)鍵詞: GPRS網(wǎng)絡(luò) ,數(shù)據(jù)傳輸,GPRS模塊,遠(yuǎn)程通訊</p><p>  The remo

5、te diagnostic system based on GPRS design</p><p><b>  Abstract</b></p><p>  GPRS is developed on the GSM system of new wireless packet data and such as business, with real-time onlin

6、e, fast login, binding billing, high-speed transmission and freely switching, resources sharing, rich bandwidth, etc. According to recent GPRS communication technology development tendency, this paper introduces the desi

7、gn of network communication based on GPRS the remote diagnostic system, mainly discusses the H7118 by Shenzhen macro electric GPRS module, through the GPRS networks for data </p><p>  A system use GPRS commu

8、nication technology in low-speed data transmission prominent advantages and enables the system with feasibility, economy and superiority. The scheme also has a certain commonality, can be used to finance, communications,

9、 industrial control etc, and has the quite broad development prospects.</p><p>  Keywords: GPRS networks,Data transmission,GPRS module,Remote communicat</p><p><b>  目 錄</b></p>

10、<p><b>  摘 要I</b></p><p>  AbstractV</p><p><b>  1 緒論1</b></p><p>  1.1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)背景1</p><p>  1.1.1 無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展1</p><p>  1.1.

11、2 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展2</p><p>  1.2 無(wú)線GPRS概述3</p><p>  1.2.1 GPRS系統(tǒng)原理3</p><p>  1.2.2 GPRS的主要特點(diǎn)4</p><p>  1.3 GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4</p><p>  1.3.1 GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成4</p&

12、gt;<p>  1.3.2 GPRS無(wú)線組網(wǎng)5</p><p>  1.4 研究的目的和意義5</p><p>  2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)7</p><p>  2.1 無(wú)線診斷系統(tǒng)概述7</p><p>  2.1.1 系統(tǒng)的特點(diǎn)7</p><p>  2.1.2 系統(tǒng)的功能8</p>

13、;<p>  2.1.3 系統(tǒng)組成及基本工作原理8</p><p>  2.2 系統(tǒng)模塊選型9</p><p>  2.2.1 GPRS模塊的選型說(shuō)明9</p><p>  2.2.2 產(chǎn)品簡(jiǎn)介9</p><p>  2.3 系統(tǒng)組網(wǎng)方式的選擇10</p><p>  3 系統(tǒng)組件連接設(shè)計(jì)11

14、</p><p>  3.1 建立系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的通路11</p><p>  3.1.1 天線和SIM卡安裝12</p><p>  3.1.2 電纜的安裝12</p><p>  3.1.3 接地設(shè)置14</p><p>  3.1.4 供電電源14</p><p>  3.1.5 網(wǎng)絡(luò)

15、檢測(cè)15</p><p>  3.2 數(shù)據(jù)與終端設(shè)置15</p><p>  3.2.1 連接設(shè)置15</p><p>  3.2.2 DTU配置16</p><p>  3.2.3 移動(dòng)服務(wù)中心設(shè)置17</p><p>  3.2.4 數(shù)據(jù)服務(wù)中心設(shè)置19</p><p>  3.

16、2.5 用戶串口設(shè)置22</p><p>  4 服務(wù)器連接與調(diào)試26</p><p>  4.1 建立數(shù)據(jù)服務(wù)中心(DSC)26</p><p>  4.2 設(shè)置DTU參數(shù)29</p><p>  4.3 DTU與DSC進(jìn)行通訊30</p><p>  4.4 DTU接入下位機(jī)并與DSC進(jìn)行通訊30<

17、;/p><p>  5 組態(tài)王通過(guò)GPRS進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊32</p><p>  5.1 組態(tài)王簡(jiǎn)介32</p><p>  5.2 組態(tài)王的構(gòu)成及特點(diǎn)32</p><p>  5.3 建立工程33</p><p>  5.4 串口設(shè)置34</p><p>  5.5 組態(tài)王通訊測(cè)試36&

18、lt;/p><p><b>  小 結(jié)37</b></p><p><b>  參考文獻(xiàn)38</b></p><p>  致 謝錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p><b>  1 緒論</b></p><p>  目前,我國(guó)在電力、天然氣和水利等資源

19、的監(jiān)測(cè)中沒(méi)有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集和傳輸設(shè)備,我國(guó)大部分地區(qū)仍然是通過(guò)人工方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析和診斷。這種方式,耗費(fèi)大量的人力物力,而且無(wú)法避免手工抄寫(xiě)以及計(jì)算所帶來(lái)的誤差,對(duì)數(shù)據(jù)的處理先對(duì)滯后,從而導(dǎo)致不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題;而且在對(duì)偏遠(yuǎn)的農(nóng)村、山區(qū)以及其他惡劣環(huán)境下的數(shù)據(jù)的采集和傳輸更是困難,不能滿足工業(yè)自動(dòng)化、現(xiàn)代化的要求。監(jiān)測(cè)點(diǎn)在地理位置上分布廣,現(xiàn)有的一些數(shù)據(jù)傳輸方法如利用電力載波、電話線等就存在覆蓋范圍小,線路維護(hù)量大

20、以及電力載波噪聲污染所導(dǎo)致的通信不可靠等問(wèn)題。隨著無(wú)線通信數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展,采用GSM和GPRS無(wú)線通信網(wǎng)作為通信方式為上述問(wèn)題提供了一個(gè)新的解決方案。</p><p>  本文將介紹的就是利用GPRS通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p>  1.1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)背景</p><p>  1.1.1 無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展</p><p&

21、gt;  近年來(lái), 通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展。使得無(wú)線通信技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。也給數(shù)據(jù)采集傳輸領(lǐng)域帶來(lái)了新的活力以及更多的選擇應(yīng)用。GPRS(general packet radio system)通用無(wú)線分組網(wǎng)絡(luò)就是其中的一種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò) 。GPRS尤為為突出的是為GPRS 用戶提供了一種更快捷、更方便、更便宜、更持久的移動(dòng)上網(wǎng)方式。GPRS 目前被認(rèn)為是移動(dòng)通信從第二代向第三代過(guò)渡的重要一環(huán)。</p><p&

22、gt;  它是在現(xiàn)在的GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新的數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù),其目的是為GSM 用戶提分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù), 提供比現(xiàn)有GSM 網(wǎng)916 kbps高的數(shù)據(jù)率。GPRS 采用與GSM 同樣的無(wú)線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、突發(fā)結(jié)構(gòu)、跳頻規(guī)則、頻帶以及TDMA 幀結(jié)構(gòu)。 支持TCP/IP協(xié)議, 無(wú)需經(jīng)過(guò)PSTN等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接,可直接與 Internet網(wǎng)絡(luò)互通。GPRS 允許用戶在端到端的分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù), 不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源, 從

23、而提供了一種高效、低成本的無(wú)線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS理論帶寬可達(dá)17112 kbps, 實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在40 kbps~100 kbps, 在此信道上提供TCP\IP 連接, 可以用于Internet 連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取PRS數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)應(yīng)用范圍非常的廣泛,幾乎可以涵蓋所有的中低業(yè)務(wù)和低速率的數(shù)據(jù)傳輸,特別適合突發(fā)的小流量數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù),在無(wú)線上網(wǎng)、移動(dòng)辦公、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通監(jiān)控等行業(yè)中具有無(wú)可比擬的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。</p>

24、<p>  1.1.2 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展</p><p>  數(shù)據(jù)采集,是指從傳感器和其它待測(cè)設(shè)備等模擬和數(shù)字被測(cè)單元中自動(dòng)采集信息的過(guò)程。利用串行或紅外通信方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)采集器的應(yīng)用軟件升級(jí),通過(guò)制訂上位機(jī)(PC)與移動(dòng)數(shù)據(jù)采集器的通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)兩者之間阻塞式通信交互過(guò)程。在工業(yè)、工程、生產(chǎn)車(chē)間等部門(mén),尤其是在對(duì)信息實(shí)時(shí)性能要求較高或者惡劣的數(shù)據(jù)采集環(huán)境中更突出其應(yīng)用的必要性。現(xiàn)在常用的采

25、集方式是通過(guò)數(shù)據(jù)采集板卡,常用的有A/D卡以及422、485等總線板卡。衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是利用航天遙測(cè)、遙控、遙監(jiān)等技術(shù),對(duì)航天器遠(yuǎn)地點(diǎn)進(jìn)行各種監(jiān)測(cè),并根據(jù)需求進(jìn)行自動(dòng)采集,經(jīng)過(guò)衛(wèi)星傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心處理后,送給用戶使用的應(yīng)用系統(tǒng)。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)經(jīng)歷了三代:</p><p>  第一代是基于專用計(jì)算機(jī)和專用操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),如電力自動(dòng)化研究院為華北電網(wǎng)開(kāi)發(fā)的SD176系統(tǒng),這一階段從計(jì)算機(jī)運(yùn)用到

26、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開(kāi)始于70年代。</p><p>  第二代是80年代基于通用計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),廣泛采用計(jì)算機(jī)以及其它通用工作站,操作系統(tǒng)一般是通用的UNIX操作系統(tǒng)。第一代和第二代數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的共同點(diǎn)是基于集中式計(jì)算機(jī)系統(tǒng),并且系統(tǒng)不具備有開(kāi)放性。</p><p>  第三代是90年代基于分布式計(jì)算機(jī)以及相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)大范圍聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這一階段是我國(guó)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)

27、展最快的階段,各種最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)都匯集進(jìn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。</p><p>  將來(lái)的第四代遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件已經(jīng)具備。該系統(tǒng)的主要特征是采用移動(dòng)通信技術(shù)、Internet技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù),繼續(xù)擴(kuò)大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的集成,綜合安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的需要。</p><p>  數(shù)據(jù)采集技術(shù)在不斷完善,不斷發(fā)展。當(dāng)今,隨著各行業(yè)對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集技術(shù)需求的

28、提高以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,為遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)提出新的要求,遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量以及參數(shù)調(diào)節(jié)等各項(xiàng)功能。</p><p>  遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)自誕生之日起就與計(jì)算機(jī)軟件、通信、自動(dòng)化、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)。遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的通信技術(shù)是制約其應(yīng)用范圍的最主要的因素,在很多情況下,通信條件的好壞直接決定診斷系統(tǒng)的功能,而GPRS技

29、術(shù)發(fā)展成熟到能夠應(yīng)用為遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)提供了一種新的通信方式。從GPRS技術(shù)的特點(diǎn)我們看出,它具有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)帶寬、覆蓋范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),可以大大地提高遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的性能。目前一般遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)都有受外界干擾、通信速率低、誤碼率高、數(shù)據(jù)傳送量不大、信號(hào)覆蓋范圍小等缺陷,而且需要申請(qǐng)占用平時(shí)頻率資源,在許多地區(qū)難以做到。GPRS網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)電信部門(mén)的多年建設(shè),覆蓋范圍不斷的擴(kuò)大,現(xiàn)在已經(jīng)成為比較成熟、穩(wěn)定、可靠的通信網(wǎng)絡(luò),為遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)采集提供了快

30、速并且廉價(jià)的最佳數(shù)據(jù)傳輸方案。</p><p>  1.2 無(wú)線GPRS概述</p><p>  1.2.1 GPRS系統(tǒng)原理</p><p>  GPRS (General Packet Radio Service) 是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱。</p><p>  GPRS采用與GSM(Global System for Mobile C

31、ommunications,全球移動(dòng)通信系統(tǒng))相同的無(wú)線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、頻段、頻帶寬度、跳頻規(guī)則、突發(fā)結(jié)構(gòu),以及相同的TDMA幀結(jié)構(gòu)。所以在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建GPRS系統(tǒng)時(shí),GSM系統(tǒng)中的絕大部分部件都不需要作硬件改動(dòng),只需作軟件升級(jí)。</p><p>  構(gòu)成GPRS的方法是:</p><p>  (1) 在GSM系統(tǒng)中引入三個(gè)重要組件。</p><p>  1)

32、GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(SGSN,Serving GPRS Supporting Node);</p><p>  2) GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)(GGSN,Gateway GPRS Support Node);</p><p>  3) 分組控制單元(PCU)。</p><p>  (2) 對(duì)GMS的相關(guān)部件進(jìn)行升級(jí)。GPRS系統(tǒng)原理如圖1-1所示。ETSI指定了GMS

33、900、1800和1900三個(gè)工作頻段用于GSM,其中GSM900頻段還有GI(E-GSM)頻段和P頻段。相應(yīng)地,GPRS也工作于這三個(gè)頻段,包括GSM900的GI頻段和P頻段,當(dāng)然,GPRS可以限制每個(gè)小的區(qū)域只工作在P頻段。</p><p>  現(xiàn)有的GSM移動(dòng)臺(tái),不能直接在GPRS中應(yīng)用,需要接GPRS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造(包括硬件和軟件)才可以用于GPRS系統(tǒng)。</p><p>  GPR

34、S被認(rèn)為是2G向3G演進(jìn)的重要一步,不僅被GSM支持,同時(shí)也被北美的IS-136支持。</p><p>  圖1-1 GPRS系統(tǒng)原理圖</p><p>  1.2.2 GPRS的主要特點(diǎn)</p><p>  (1) GPRS采用分組交換技術(shù),高效傳輸高速或低速數(shù)據(jù)和信號(hào),優(yōu)化了對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源和無(wú)線資源的利用。</p><p>  (2) 定義

35、了新的GPRS無(wú)線信道,且分配方式十分靈活;每個(gè)TDMA幀可分配1到8個(gè)無(wú)線接口時(shí)隙。時(shí)隙能為活動(dòng)用戶所共享,且向上鏈路和向下鏈路的分配是獨(dú)立的。</p><p>  (3) 支持中、高速度數(shù)據(jù)傳輸,可提供9.05~171.2kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率(每用戶)。GPRS采用了與GSM不同的信道編碼方案,定義CS-1、CS-2、CS-3和CS-4四種編碼方案。</p><p>  (4)

36、GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快,提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無(wú)縫連接。</p><p>  (5) GPRS支持基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信協(xié)議的應(yīng)用,可以和IP網(wǎng)、X.25網(wǎng)互聯(lián)互通。支持特定的點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)服務(wù),以實(shí)現(xiàn)一些特殊應(yīng)用,如遠(yuǎn)程信息處理。GPRS也允許短信息業(yè)務(wù)(SMS)經(jīng)GPRS無(wú)線信道傳輸。</p><p>  (6) GPRS的安全功能同現(xiàn)有的GSM安全功能一樣,身份認(rèn)證和加密功能由SGSN來(lái)執(zhí)

37、行。其中的密碼設(shè)置程序的算法、密鑰和標(biāo)準(zhǔn)與目前GSM中的一樣,不過(guò)GPRS使用的密碼算法是專為分組數(shù)據(jù)傳輸所優(yōu)化過(guò)的。GPRS移動(dòng)設(shè)備(ME)可通過(guò)SIM訪問(wèn)GPRS業(yè)務(wù),不管這個(gè)SIM是否具備GPRS功能。</p><p>  (7) GPRS可以實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)流量、業(yè)務(wù)類型及服務(wù)質(zhì)量等級(jí)(QoS)的計(jì)費(fèi)功能,計(jì)費(fèi)方式更加合理,用戶使用更加方便。</p><p>  (8) GPRS的核心

38、網(wǎng)絡(luò)層采用IP技術(shù),底層款可使用多種傳輸技術(shù),很方便地實(shí)現(xiàn)與高速發(fā)展的IP網(wǎng)的無(wú)縫連接。</p><p>  數(shù)據(jù)采集終端與管理中心之間的通信是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。利用國(guó)家公網(wǎng)的GPRS服務(wù)為用戶建立快速方便的數(shù)據(jù)傳輸通道。依賴于各地GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開(kāi)展情況的不同,該數(shù)據(jù)通道的傳輸速率為28~110kbit/s左右。</p><p>  1.3 GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)</p

39、><p>  1.3.1 GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成</p><p>  一個(gè)GPRS蜂窩網(wǎng)絡(luò)有以下主要區(qū)域組成。</p><p>  (1)GPRS服務(wù)區(qū)(SA);</p><p>  (2)公共陸地移動(dòng)網(wǎng)(PLMN);</p><p>  (3) SGSN服務(wù)區(qū);</p><p>  (4) SG

40、SN路由區(qū)(RA);</p><p>  (5)位置更新區(qū)(LA);</p><p>  (6)BSC控制區(qū);</p><p><b>  (7)基站小區(qū)。</b></p><p>  圖1-2所示為GPRS系統(tǒng)的蜂窩無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。</p><p>  圖1-2 GPRS系統(tǒng)的蜂窩無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)&l

41、t;/p><p>  1.3.2 GPRS無(wú)線組網(wǎng)</p><p>  GPRS無(wú)線組網(wǎng)有以下原則:</p><p>  (1) 充分利用現(xiàn)有GSM系統(tǒng)的設(shè)備資源,保護(hù)GSM的投資;</p><p>  (2) 與GSM共用頻率資源;</p><p>  (3) 利用現(xiàn)有的基站實(shí)現(xiàn)無(wú)線覆蓋,不單獨(dú)增加GPRS基站。<

42、/p><p>  另外無(wú)線組網(wǎng)需要對(duì)BTS、BSC、MSC/VLR、HLR等組件進(jìn)行軟件升級(jí),并需增加PUC組件。</p><p>  1.4 研究的目的和意義</p><p>  當(dāng)今世界信息產(chǎn)業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),通信則成為信息產(chǎn)業(yè)中發(fā)展步最快的行業(yè)。移動(dòng)通信(GPRS)網(wǎng)則是這個(gè)領(lǐng)域中發(fā)展最積極最活躍最快的分支之一。在GPRS中,唯一不需建立端到端通信的業(yè)務(wù)

43、就是短消息業(yè)務(wù)(SMS),在移動(dòng)設(shè)備處于點(diǎn)與點(diǎn)通信狀態(tài)下,還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)短消息業(yè)務(wù)。GPRS模塊在短信息方面的應(yīng)用最具優(yōu)勢(shì),短消息具有隨時(shí)在線(Always Online)、不需撥號(hào)、價(jià)格便宜、覆蓋范圍廣等特點(diǎn),特別適合于需頻繁傳送小流量數(shù)據(jù)的應(yīng)用,如工業(yè)遙感遙測(cè)遙控、信息反饋無(wú)人值守站機(jī)房監(jiān)控和遠(yuǎn)程維護(hù)(如服務(wù)器,交換機(jī)等),其他無(wú)人值守點(diǎn)(如倉(cāng)庫(kù)、辦公樓等)監(jiān)控、電力系統(tǒng)城市中壓電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)補(bǔ)償、集團(tuán)車(chē)輛調(diào)度與安排計(jì)算機(jī)增值服務(wù)

44、等領(lǐng)域。本系統(tǒng)中嵌入了GPRS模塊,運(yùn)用它最具優(yōu)勢(shì)的短信功能,將采集的數(shù)據(jù)以短信的方式發(fā)送到基站,基站也以短信方式實(shí)現(xiàn)對(duì)終端的適時(shí)監(jiān)控和管理。</p><p>  GPRS網(wǎng)絡(luò)在短消息方面的應(yīng)用具有不需撥號(hào)、價(jià)格低廉、傳輸可靠、覆蓋范圍廣等特點(diǎn),適用于需頻繁傳送小流量數(shù)據(jù)和不宜鋪設(shè)線路的應(yīng)用場(chǎng)合。GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是利用單片機(jī)組成的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng),通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)以短消息的形式完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的傳輸,即在傳統(tǒng)的單片機(jī)

45、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中增加支持短消息、數(shù)據(jù)通信等業(yè)務(wù)的GPRS模塊,并為其分配一個(gè)獨(dú)立的SIM卡,結(jié)合單片機(jī)系統(tǒng)通過(guò)串行通信接口,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸。監(jiān)控終端可以是PC機(jī),也可以是移動(dòng)電話或移動(dòng)終端。</p><p><b>  2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</b></p><p>  2.1 無(wú)線診斷系統(tǒng)概述</p><p>  基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程診斷系

46、統(tǒng)利用雙向傳輸?shù)奶攸c(diǎn),可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)于需要在野外監(jiān)測(cè)、操作和維護(hù)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和信息采集,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備及運(yùn)行環(huán)境實(shí)行遙測(cè)、遙信和遙控。將GPRS網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),可以開(kāi)發(fā)出多種相當(dāng)有前景的應(yīng)用,比如:水塔、水庫(kù)、電表、變電站或環(huán)保檢測(cè)點(diǎn)等檢測(cè)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸和自動(dòng)報(bào)警;防洪攔阻系統(tǒng)或其它機(jī)電系統(tǒng)的啟動(dòng)和關(guān)閉;遠(yuǎn)程無(wú)線控制高壓線路斷電器、加熱系統(tǒng);自動(dòng)售貨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和存貨水平的檢測(cè)和控制;車(chē)隊(duì)的交通管理和控制指揮系統(tǒng)等。</

47、p><p>  2.1.1 系統(tǒng)的特點(diǎn)</p><p>  (1) 安裝調(diào)試簡(jiǎn)單,建設(shè)周期短:利用現(xiàn)有成熟GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)基本不需要調(diào)試,安裝簡(jiǎn)捷。采用超短波通信時(shí)安裝調(diào)試工作量大,要先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)測(cè)試,天線鐵架架設(shè),天線方向角度調(diào)試等工作。</p><p>  (2) 良好的實(shí)時(shí)響應(yīng)與處理能力。與短消息服務(wù)比較,由于GPRS/CDMA具有實(shí)時(shí)在線

48、特性,系統(tǒng)無(wú)時(shí)延,系統(tǒng)能夠同時(shí)實(shí)時(shí)收取、處理多個(gè)/所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各種數(shù)據(jù),無(wú)需輪巡就可以同步監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)鐘可很好的滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。</p><p>  (3) 數(shù)據(jù)傳輸速率高:GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達(dá)171.2/372Kbps,實(shí)際應(yīng)用時(shí)數(shù)據(jù)傳輸速率在40-80Kbps左右,而目前一般的超短波數(shù)傳電臺(tái)傳送速率多為2.4kbit/s或更低。 </p><

49、;p>  (4) 覆蓋范圍廣:監(jiān)控系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣,擴(kuò)容無(wú)限制,接入地點(diǎn)無(wú)限制,能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。 由于管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量眾多,分布在全市范圍內(nèi),部分管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)位于偏僻地區(qū),而且地理位置分散。采用超短波通訊方式,覆蓋范圍只有30多公里;而采用GPRS/CDMA方式,理論上在無(wú)線GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi),都可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。</p><p>  (5) 遠(yuǎn)程儀器設(shè)備控

50、制:由于采用GPRS/CDMA雙向傳輸系統(tǒng),監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器設(shè)備的時(shí)間校正、狀態(tài)報(bào)告、開(kāi)關(guān)以及其他監(jiān)測(cè)、控制等功能。 </p><p>  (6) 建設(shè)成本低:可充分利用現(xiàn)有GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò),設(shè)備安裝即接通,而采用超短波通信時(shí)需要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,還需要配備天線鐵架等附屬設(shè)備。</p><p>  (7) 系統(tǒng)的傳輸容量大:監(jiān)控中心站要和每一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)實(shí)

51、現(xiàn)實(shí)時(shí)連接。由于監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量眾多,系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?,而GPRS/CDMA技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。 </p><p>  (8) 通信費(fèi)用低,可按時(shí)間和流量進(jìn)行收費(fèi)。</p><p>  (9) 系統(tǒng)易于擴(kuò)展和維護(hù)。</p><p>  2.1.2 系統(tǒng)的功能</p><p>  根據(jù)系統(tǒng)的需求,遠(yuǎn)程診斷

52、系統(tǒng)需要提供的功能如下:</p><p>  采集功能:對(duì)經(jīng)過(guò)傳感器和變送器轉(zhuǎn)變的標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號(hào),進(jìn)行A\D轉(zhuǎn)換,變成數(shù)字化的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可以通過(guò)GPRS模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程的傳送。</p><p>  控制中心數(shù)據(jù)庫(kù):記錄每個(gè)終端情況并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理。</p><p>  短信提交數(shù)據(jù)功能:可以定時(shí)的發(fā)送或控制中心指定查詢,也可為主機(jī)輪詢方式。</p&g

53、t;<p>  控制中心遠(yuǎn)端控制功能:控制中心可以通過(guò)短信對(duì)終端發(fā)送方式、數(shù)據(jù)格式、主機(jī)號(hào)碼等進(jìn)行修改等。</p><p>  2.1.3 系統(tǒng)組成及基本工作原理</p><p>  基于GPRS的無(wú)線診斷系統(tǒng)由監(jiān)控中心和監(jiān)控終端兩部分組成。監(jiān)控中心是PC機(jī)與數(shù)據(jù)通信模塊的組合,數(shù)據(jù)通信模塊包括控制模塊和GPRS無(wú)線模塊;監(jiān)控終端是數(shù)據(jù)通信模塊與各種設(shè)備的組合。其中,監(jiān)控中心

54、的PC機(jī)及數(shù)據(jù)通信模塊完成控制參數(shù)和查詢命令的設(shè)置與發(fā)送以及響應(yīng)監(jiān)控終端的請(qǐng)求,監(jiān)控終端的GPRS調(diào)制解調(diào)器接收控制參數(shù)和查詢命令并傳送給設(shè)備,同時(shí)將所接收到的設(shè)備的應(yīng)答數(shù)據(jù)或操作受控設(shè)備的操作結(jié)果及狀態(tài)信息回送給監(jiān)控中心,監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)監(jiān)控終端發(fā)來(lái)的信息,以備操作維護(hù)人員的查詢,對(duì)監(jiān)控終端進(jìn)行及時(shí)有效的操作,使監(jiān)控終端正常運(yùn)行。基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如圖2.1所示。</p><p>  

55、圖2-1 無(wú)線診斷系統(tǒng)構(gòu)成示意圖</p><p>  2.2 系統(tǒng)模塊選型</p><p>  2.2.1 GPRS模塊的選型說(shuō)明</p><p>  本系統(tǒng)采用的模塊為深圳宏電技術(shù)有限股份有限公司的H7118 GPRS DTU 模塊。H7118 GPRS DTU是基于GPRS數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的終端產(chǎn)品,為各行業(yè)用戶提供穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。手機(jī)是通過(guò)語(yǔ)音或

56、短信形式的傳輸使人們建立起溝通的橋梁,而享有“工業(yè)手機(jī)”美譽(yù)的DTU則是機(jī)器與機(jī)器之間完全透明的數(shù)據(jù)傳輸終端設(shè)備。 H7118 符合工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn),優(yōu)化電磁兼容性設(shè)計(jì),具有超強(qiáng)的可靠性;H7118 GPRS DTU內(nèi)嵌PPP、 TCP/IP、DDP等多種協(xié)議,可實(shí)現(xiàn)用戶設(shè)備到數(shù)據(jù)中心遠(yuǎn)程透明數(shù)據(jù)通信;提供專業(yè)工業(yè)級(jí)產(chǎn)品接口,與用戶設(shè)備即插即用,安裝簡(jiǎn)單、使用方便。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電力、環(huán)保監(jiān)測(cè)、車(chē)載、水利、金融、路燈監(jiān)控、熱力管網(wǎng)、煤礦、

57、油田等行業(yè)。H7118 GPRS DTU 外觀如圖2-2。</p><p>  圖2-2 H7118 GPRS DTU 外觀圖</p><p>  2.2.2 產(chǎn)品簡(jiǎn)介</p><p>  GPRS通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新的承載業(yè)務(wù),目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GP

58、RS采用與GSM相同的頻帶、相同的無(wú)線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、相同的跳頻規(guī)則、相同的突發(fā)結(jié)構(gòu)以及相同的TDMA幀結(jié)構(gòu),這種分組數(shù)據(jù)信道與電路交換的話音業(yè)務(wù)信道很相似?,F(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)從一開(kāi)始就可提供全面的GPRS覆蓋。GPRS具有以下應(yīng)用特點(diǎn)</p><p>  (1)GPRS采用分組交換技術(shù),每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無(wú)線信道,同一無(wú)線信道又可以由多個(gè)用戶共享,資源被有效的利用,數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)160Kbps。<

59、/p><p>  (2)GPRS是一種新的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù),在移動(dòng)用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接,給移動(dòng)用戶提供高速無(wú)線IP或X.25服務(wù)。</p><p>  (3)GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù),而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源,從而提供了一種高效、低成本的無(wú)線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。</p><p>  (4)GPRS特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁

60、的、少量的數(shù)據(jù)傳輸,也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。</p><p>  (5)GPRS理論帶寬可達(dá)171.2Kbps,實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在40~100Kbps,在此信道上提供TCP/IP連接,可以用于INTERNET連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用。</p><p>  (6)使用GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收,用戶永遠(yuǎn)在線且按流量計(jì)費(fèi),迅速降低了服務(wù)成本。</p><p> 

61、 2.3 系統(tǒng)組網(wǎng)方式的選擇</p><p>  GPRS一般的組網(wǎng)方式有四種。</p><p>  (1)中心采用ADSL等Internet公網(wǎng)連接,采用公網(wǎng)固定IP或者公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù)。此種方案向先Internet運(yùn)營(yíng)商申請(qǐng)ADSL等寬帶業(yè)務(wù)。 </p><p>  1)中心公網(wǎng)固定IP:監(jiān)控點(diǎn)直接向中心發(fā)起連接。運(yùn)行可靠穩(wěn)定,推薦此種方案

62、。</p><p>  2)中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù):客戶先與DNS服務(wù)商聯(lián)系開(kāi)通動(dòng)態(tài)域名,監(jiān)控點(diǎn)先采用域名尋址方式連接DNS服務(wù)器,再由DNS服務(wù)器找到中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP,建立連接。</p><p>  此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費(fèi)用,但穩(wěn)定性受制于DNS服務(wù)器的穩(wěn)定,所以要尋找可靠的DNS服務(wù)商。此種方案適合小規(guī)模應(yīng)用。 </p><p>  (2

63、) 中心采用主副GPRS-DTU,采用移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+移動(dòng)DNS解析服務(wù)。 此種方案客戶先與移動(dòng)DNS服務(wù)商聯(lián)系開(kāi)通移動(dòng)動(dòng)態(tài)域名,監(jiān)控點(diǎn)先采用域名尋址方式連接移動(dòng)DNS服務(wù)器,再由移動(dòng)DNS服務(wù)器找到中心移動(dòng)動(dòng)態(tài)IP,建立連接。中心也用GPRS-DTU做接收端,但GPRS無(wú)線方式的中心不如有線方式的穩(wěn)定,所以采用主副兩個(gè)GPRS-DTU作冗余備份。主中心GPRS-DTU接收端掉線時(shí),所有監(jiān)控點(diǎn)自動(dòng)轉(zhuǎn)到副中心GPRS-DTU接收端。此種

64、方式也可以大大節(jié)約固定IP的費(fèi)用,但并不是所有移動(dòng)公司都提供DNS解析服務(wù),所以要在有DNS解析服務(wù)的省市才能采用此種方案。此種方案適合小規(guī)模應(yīng)用。此種方案時(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性較差,不推薦使用。 </p><p>  (3) 中心采用主副GPRS-DTU,采用移動(dòng)APN專網(wǎng)固定IP。 此種方案客戶先與移動(dòng)申請(qǐng)APN專網(wǎng)業(yè)務(wù)。移動(dòng)為客戶分配專用的APN,普通用戶不得申請(qǐng)?jiān)揂PN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡僅開(kāi)通該專用AP

65、N,限制使用其他APN。得到APN后,給所有監(jiān)控點(diǎn)及中心分配移動(dòng)內(nèi)部固定IP。此種方案中心也像方案二一樣采用主副兩個(gè)GPRS-DTU作接收端,冗余備份。但此種方案較方案二而言,無(wú)需DNS解析,本身具有移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)固定IP,減少中間環(huán)節(jié),穩(wěn)定性增強(qiáng);且所有數(shù)據(jù)都在移動(dòng)GPRS的APN內(nèi)網(wǎng)傳輸,無(wú)需經(jīng)過(guò)公網(wǎng),安全性增強(qiáng)。此種方案無(wú)需負(fù)擔(dān)寬度專線月租費(fèi)用,性價(jià)比合理,推薦使用。 </p><p>  (4) 中心

66、采用APN專線, 所有點(diǎn)都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP 。此種方案客戶中心通過(guò)一條2M APN專線接入移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò),雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進(jìn)行廣域連接,在GGSN與移動(dòng)公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。為客戶分配專用的APN,普通用戶不得申請(qǐng)?jiān)揂PN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡僅開(kāi)通該專用APN,限制使用其他APN。得到APN后,給所有監(jiān)控點(diǎn)及中心分配移動(dòng)內(nèi)部固定IP。移動(dòng)終端和服務(wù)器平臺(tái)之間采用端到端加

67、密,避免信息在整個(gè)傳輸過(guò)程中可能的泄漏。雙方采用防火墻進(jìn)行隔離,并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過(guò)濾。</p><p>  此種方案無(wú)論時(shí)時(shí)性,安全性和穩(wěn)定性較前三種方案都有大大提高,適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點(diǎn)比較多、時(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用環(huán)境。在資金允許的情況下之最佳組網(wǎng)方式。典型的中心對(duì)多點(diǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)組網(wǎng)方案參圖2-3。</p><p>  圖2-3 典型的中心對(duì)多點(diǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)組網(wǎng)方案&

68、lt;/p><p>  3 系統(tǒng)組件連接設(shè)計(jì)</p><p>  3.1 建立系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的通路</p><p>  在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中我們必須保證有良好的網(wǎng)絡(luò)通道。只有保證能夠檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò),才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸,為此我們應(yīng)道對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝、連接和網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)。</p><p>  3.1.1 天線和SIM卡安裝</p><p>  在

69、天線和SIM卡安裝前,需要先打開(kāi)SIM卡蓋,然后按照下面的方法安裝即可:</p><p> ?。?) 天線采用MMCX/陰頭插座,從DTU機(jī)殼的頂部插入即可。</p><p>  (2) SIM卡從左上部的前面插入,插入時(shí)請(qǐng)注意SIM卡的缺口朝外,同時(shí)并將SIM卡插入到位。插如SIM卡后,將卡蓋固定,以防在搬運(yùn)設(shè)備時(shí)振動(dòng)使SIM卡移位或脫落。</p><p>  為

70、了方便用戶管理標(biāo)識(shí)站名、編號(hào)和SIM卡號(hào)碼等,在SIM卡蓋的頂部預(yù)留了標(biāo)簽。天線及SIM卡的安裝如圖3-1。</p><p>  圖 3-1 天線及SIM卡的安裝</p><p>  3.1.2 電纜的安裝</p><p>  由于H7118不同型號(hào)產(chǎn)品其電纜的接口類型和連接線序有所不同,在本文中選擇H7118C為例介紹,H7118C采用RS232接口電纜。<

71、;/p><p>  H7118C用戶數(shù)據(jù)接口電纜的接插件為Box Header,間距:2.0mm,20Pin。</p><p>  H7118C RS-232 DCE用戶數(shù)據(jù)接口電纜接線示意圖</p><p>  圖3-2 H7118C RS-232 DCE用戶數(shù)據(jù)接口電纜接線示意圖</p><p>  表3-1 H7118C用戶數(shù)據(jù)接口電纜接線

72、示意圖</p><p>  PIN 15信號(hào)引腳能承受 +5V~-5V 的 (TTL) 電平;</p><p>  RS-232信號(hào)引腳符合 RS-232 標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>  3.1.3 接地設(shè)置</p><p>  為了保證 H7118 能夠安全、穩(wěn)定、可靠的工作,其金屬外殼必須與工作地有良好的連接,即將其金屬外殼上標(biāo)有接地符號(hào)的

73、端子用導(dǎo)線與工作地連接。</p><p>  3.1.4 供電電源</p><p>  H7118C/H7118S可以應(yīng)用于復(fù)雜的外部環(huán)境,通常電源的變化范圍都比較大,為了很好地自適應(yīng)復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境,提高系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性,其采用了先進(jìn)的電源技術(shù)。供電電源從20 Pin DIP接頭向模塊供電,連接端子參見(jiàn)上節(jié)的對(duì)應(yīng)的接線表。</p><p>  考慮到H7118D主要

74、是嵌入式應(yīng)用,即通常是嵌入用戶目標(biāo)電路板中,其接口為T(mén)TL電平,都有穩(wěn)定的直流供電電源,電源電壓為+7.5~26VDC (V5.4硬件版本的產(chǎn)品支持+5~26VDC)。供電電源從20Pin DIP接頭向模塊供電,連接端子參見(jiàn)上節(jié)的對(duì)應(yīng)的接線表。</p><p>  3.1.5 網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)</p><p>  連接上線纜,接上天線,插入有效的SIM卡之后需要進(jìn)行系統(tǒng)正常工作檢查,首先通過(guò)電纜向

75、H7118供電, 電源正常時(shí)PWR指示燈亮,如果同時(shí)伴有閃爍,則表示H7118正常工作,如果DATA燈閃亮表示用戶數(shù)據(jù)口有數(shù)據(jù)輸入/出,NET燈常亮表示已經(jīng)找到網(wǎng)絡(luò)</p><p>  3.2 數(shù)據(jù)與終端設(shè)置</p><p>  在設(shè)備正式運(yùn)行之前,H7118必須進(jìn)行有效的連接和設(shè)置。首先通過(guò)配套的測(cè)試電纜線與H7118連接即可,如圖3-3示:</p><p>  

76、圖3-3 H7118配置連接示意圖</p><p>  3.2.1 連接設(shè)置</p><p>  參照?qǐng)D3-3,將PC機(jī)(配置電腦)和H7118連接好后,接著運(yùn)行PC機(jī)(配置電腦)超級(jí)終端程序,超級(jí)終端通信參數(shù)設(shè)置如下:</p><p>  (1)速率: 57600baud</p><p>  (2)數(shù)據(jù)位: 8bit</p>

77、<p>  (3)奇偶校驗(yàn): 無(wú)</p><p>  (4)停止位: 1bit</p><p>  (5)數(shù)據(jù)流控制: 無(wú)</p><p>  啟動(dòng)PC機(jī)(配置電腦)的超級(jí)終端軟件,按住PC機(jī)(配置電腦)鍵盤(pán)的空格鍵(SPACE),打開(kāi)數(shù)據(jù)終端的電源,啟動(dòng)H7118,直到出現(xiàn)下圖所示界面。H7118正常進(jìn)入配置時(shí),PC機(jī)的超級(jí)終端屏幕上顯示下圖所示界面。&

78、lt;/p><p>  圖3-4 參數(shù)設(shè)置進(jìn)入界面</p><p>  鍵入H或?,PC超級(jí)終端上顯示系統(tǒng)主菜單,界面如下:</p><p>  圖3-5 系統(tǒng)主菜單</p><p>  3.2.2 DTU配置</p><p>  在主菜單狀態(tài)下鍵入C進(jìn)入DTU配置列表,如果您沒(méi)有刪除進(jìn)入DTU配置的密碼,系統(tǒng)會(huì)要求您輸入

79、密碼,請(qǐng)輸入正確密碼:</p><p>  圖3-6 密碼輸入界面</p><p>  宏電H7118 GPRS無(wú)線DDN數(shù)據(jù)終端設(shè)備出廠前初始密碼為1234,輸入正確密碼后鍵回車(chē),進(jìn)入如下所示界面。</p><p>  圖3-7 DTU配置列表</p><p>  3.2.3 移動(dòng)服務(wù)中心設(shè)置</p><p>  在

80、“DTU配置列表”菜單狀態(tài)下鍵入1,進(jìn)入MSC設(shè)置列表界面:</p><p>  圖3-8 MSC設(shè)置列表</p><p><b>  (1) 服務(wù)代碼</b></p><p>  在“MSC設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入1,然后進(jìn)入下圖所示配置界面。按提示信息輸入號(hào)碼,如果號(hào)碼小于8位,鍵回車(chē)鍵確認(rèn),如果輸入號(hào)碼達(dá)8位,自動(dòng)確認(rèn)。</p>

81、;<p>  圖3-9 服務(wù)代碼設(shè)置</p><p>  目前中國(guó)移動(dòng)統(tǒng)一的接入號(hào)碼SERVICE CODE均為"*99***1#",用戶在用GPRS終端進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時(shí),無(wú)須向當(dāng)?shù)谿PRS服務(wù)商申請(qǐng);中國(guó)移動(dòng)的SERVICE CODE是公用的接入號(hào)碼,無(wú)須支付費(fèi)用,實(shí)際運(yùn)行時(shí)只需支付終端DTU實(shí)際流量的費(fèi)用。</p><p>  (2) PPP用戶名<

82、;/p><p>  在“MSC設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入2,然后進(jìn)入如下所示的配置界面。按提示信息輸入名稱,如果名稱少于30位,鍵回車(chē)鍵確認(rèn),如果輸入名稱達(dá)30位,自動(dòng)確認(rèn)。</p><p>  圖3-10 PPP用戶名設(shè)置</p><p>  (3) PPP密碼</p><p>  在“MSC設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入3,然后進(jìn)入如下所示的配置界

83、面。按提示信息輸入密碼,如果密碼少于20位,鍵回車(chē)鍵確認(rèn),如果輸入密碼達(dá)20位,自動(dòng)確認(rèn);如果未輸入任何字符而直接鍵回車(chē)鍵,可刪除密碼。</p><p>  圖3-11 PPP密碼設(shè)置</p><p>  (4) SIM PIN</p><p>  在“MSC設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入4,然后進(jìn)入如下所示的配置界面。按提示信息輸入密碼,如果密碼少于8位,鍵回車(chē)鍵確認(rèn),

84、如果輸入密碼達(dá)8位,自動(dòng)確認(rèn);如果未輸入任何字符而直接鍵回車(chē)鍵,可刪除密碼。</p><p>  圖3-12 密碼輸入界面</p><p><b>  (5) 接入點(diǎn)名稱</b></p><p>  在“MSC設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入5,然后進(jìn)入如下所示的配置界面。按提示信息輸入接入點(diǎn)名稱(接入點(diǎn)名稱不能為空),如果名稱少于24位,鍵回車(chē)鍵確認(rèn)

85、,如果輸入名稱達(dá)24位,自動(dòng)確認(rèn);如果未輸入任何字符而直接鍵回車(chē)鍵,則自動(dòng)設(shè)置為 CMNET。</p><p>  圖3-13 接入點(diǎn)名稱設(shè)置</p><p>  接入點(diǎn)名稱(APN)是中國(guó)移動(dòng)為用戶提供了不同的接入網(wǎng)絡(luò)的類型,CMNET是中國(guó)移動(dòng)提供的公用的接入點(diǎn)名稱,如果您沒(méi)有申請(qǐng)私有的APN之前請(qǐng)勿修改出廠缺省值CMNET</p><p><b> 

86、 (6)顯示設(shè)定參數(shù)</b></p><p>  在“MSC設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入D,顯示移動(dòng)業(yè)務(wù)中心所有參數(shù)的設(shè)置:</p><p>  圖3-14 顯示設(shè)置</p><p>  3.2.4 數(shù)據(jù)服務(wù)中心設(shè)置</p><p>  在“DTU配置列表”菜單狀態(tài)下鍵入3,進(jìn)入DSC設(shè)置列表界面:</p><p&

87、gt;  圖3-15 數(shù)據(jù)服務(wù)中心設(shè)置列表</p><p>  (1) 主DSC IP地址 Primary DSC IP Address</p><p>  在“DSC設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入1,然后進(jìn)入如下所示配置界面。按提示信息輸入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心IP地址,鍵回車(chē)鍵確認(rèn)。</p><p>  圖3-16 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心IP地址設(shè)置</p><p&g

88、t;  主DSC IP地址是指DSC數(shù)據(jù)服務(wù)中心接入Internet獲得公網(wǎng)的IP地址,此IP地址必須為合法的公網(wǎng)IP地址,如果使用內(nèi)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)來(lái)架設(shè)DSC數(shù)據(jù)服務(wù)中心,必須在相應(yīng)的代理網(wǎng)關(guān)上做NAT或者DMZ設(shè)置,來(lái)開(kāi)放DSC數(shù)據(jù)服務(wù)中心所需要的通訊端口號(hào)。</p><p>  (2) DSC域名 </p><p>  在“DSC設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入2,然后進(jìn)入如下所示配置界面。按提

89、示信息輸入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心域名,鍵回車(chē)鍵確認(rèn)。當(dāng)輸入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)域名后,將提示用戶輸入DSC的生存期,即經(jīng)過(guò)多少時(shí)間后可以認(rèn)為該域名對(duì)應(yīng)的IP地址已經(jīng)失效,需要重新去搜尋該域名對(duì)應(yīng)的IP地址。</p><p>  圖3-17 DSC域名設(shè)置</p><p>  如果已經(jīng)設(shè)置了DSC的IP地址,此選項(xiàng)用戶可選擇進(jìn)行設(shè)置或不設(shè)置,這時(shí)如果選擇進(jìn)行設(shè)置必須設(shè)置一個(gè)有效的域名。當(dāng)生存期輸入的值為0,表示

90、生存期無(wú)限大,建議該值大于30,且比在線報(bào)告時(shí)間間隔大。中心服務(wù)器IP地址和域名的配置可按照用戶的網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況進(jìn)行配置,如果您的中心服務(wù)器有固定IP地址,建議您配置IP地址,如果您的中心服務(wù)器沒(méi)有固定的IP地址但有注冊(cè)的域名,請(qǐng)配置中心服務(wù)器注冊(cè)的域名,但這時(shí)DSC IP Address應(yīng)置為空,即0.0.0.0.;同時(shí)在DTU上配置您所在地或ISP的DNS IP地址。</p><p>  (3) 主DSC通訊端

91、口 </p><p>  在“DSC設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入3,然后進(jìn)入如下所示配置界面。按提示信息輸入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心通訊端口號(hào),鍵回車(chē)鍵確認(rèn)。</p><p>  圖3-18 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心通訊端口號(hào)設(shè)置</p><p>  數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心(DSC)服務(wù)器的通訊端口號(hào),宏電出廠默認(rèn)端口號(hào)為:5002。</p><p>  (4) DNS IP地址

92、</p><p>  在“DSC設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入4,然后進(jìn)入如下所示配置界面。按提示信息輸入您所在地區(qū)的英特網(wǎng)DNS IP地址,鍵回車(chē)鍵確認(rèn)。</p><p>  圖3-19 英特網(wǎng)DNS IP地址設(shè)置</p><p>  系統(tǒng)默認(rèn)提供的是深圳一個(gè)DNS主機(jī)IP地址,用戶可選擇輸入當(dāng)?shù)匾粋€(gè)可用的DNS主機(jī)IP地址,不填亦可;但使用域名解析時(shí)一定要選擇一個(gè)在您

93、所在區(qū)域工作非常穩(wěn)定的DNS主機(jī),否則將會(huì)影響到您的系統(tǒng)正常工作并造成巨大流量。</p><p>  (5) 備DSC IP地址</p><p>  在“DSC設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入5,然后進(jìn)入如下所示配置界面。按提示信息配置備DSC IP地址,鍵回車(chē)鍵確認(rèn)。</p><p>  圖3-20 備DSC IP地址設(shè)置</p><p>  系統(tǒng)

94、默認(rèn)設(shè)置備DSC IP地址為0.0.0.0,當(dāng)主通道出現(xiàn)異?;蛘呤Р煌〞r(shí),系統(tǒng)將自動(dòng)切換到設(shè)置好的備通道進(jìn)行通訊,最終起到1+1通道備份功能。</p><p>  (6) 備DSC 通訊端口</p><p>  在“DSC設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入6,然后進(jìn)入如下所示配置界面。按提示信息配置備DSC PORT,鍵回車(chē)鍵確認(rèn)。</p><p>  圖3-21 備DSC

95、 通訊端口設(shè)置</p><p>  備數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心(DSC)服務(wù)器的通訊端口號(hào),與主DSC PORT功能一樣。</p><p>  (7) 顯示DSC設(shè)置</p><p>  在“DSC設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入D,顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心所有參數(shù)的設(shè)置。</p><p>  圖3-22 顯示DSC設(shè)置</p><p>  

96、3.2.5 用戶串口設(shè)置</p><p>  在“DTU配置列表”菜單狀態(tài)下鍵入4,進(jìn)入串口設(shè)置列表界面:</p><p>  圖3-23 串口設(shè)置列表</p><p><b>  (1) 波特率 </b></p><p>  在“串口設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入1,然后進(jìn)入如下所示配置界面,鍵入1~8選擇您所需要的波特率即

97、可,如果需要設(shè)定自己特殊的波特率,鍵入9,然后輸入所需值,鍵R返回。</p><p>  圖3-24 波特率設(shè)置</p><p>  波特率是指當(dāng)DTU與下位機(jī)通訊時(shí),DTU的串口波特率必須設(shè)置與下位機(jī)的波特率一致,否則將無(wú)法通訊,具體根據(jù)下位機(jī)而定,默認(rèn)值為57600bps,此值與進(jìn)入配置狀態(tài)時(shí)的波特率無(wú)關(guān)。</p><p><b>  (2) 數(shù)據(jù)位&

98、lt;/b></p><p>  在“串口設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入2,然后進(jìn)入如下所示配置界面。按提示信息選擇所需字節(jié)長(zhǎng)度即可。</p><p>  圖3-25 數(shù)據(jù)位設(shè)置</p><p>  DTU與下位機(jī)通訊時(shí),DTU的串口數(shù)據(jù)位必須設(shè)置與下位機(jī)的數(shù)據(jù)位一致,否則將無(wú)法通訊,具體根據(jù)下位機(jī)而定,默認(rèn)值為8位,此值與進(jìn)入配置狀態(tài)時(shí)的數(shù)據(jù)位無(wú)關(guān)。</p&

99、gt;<p><b>  (3) 校驗(yàn)位</b></p><p>  在“串口設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入3,然后進(jìn)入如下所示配置界面。按提示信息選擇所需校驗(yàn)類型即可。</p><p>  圖3-26 校驗(yàn)位設(shè)置</p><p>  DTU與下位機(jī)通訊時(shí),DTU的串口校驗(yàn)位必須設(shè)置與下位機(jī)的校驗(yàn)位一致,否則將無(wú)法通訊,具體根據(jù)下位機(jī)而

100、定,默認(rèn)值為無(wú),此值與進(jìn)入配置狀態(tài)時(shí)的校驗(yàn)位無(wú)關(guān)。</p><p><b>  (4) 停止位</b></p><p>  在“串口設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入4,然后進(jìn)入如下所示配置界面。按提示信息輸入停止位長(zhǎng)度即可。</p><p>  圖3-27 停止位設(shè)置</p><p>  DTU與下位機(jī)通訊時(shí),DTU的串口停止位

101、必須設(shè)置與下位機(jī)的停止位一致,否則將無(wú)法通訊,具體根據(jù)下位機(jī)而定,默認(rèn)值為無(wú),此值與進(jìn)入配置狀態(tài)時(shí)的停止位無(wú)關(guān)。</p><p><b>  (5) 流控制</b></p><p>  在“串口設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入5,然后進(jìn)入如下所示配置界面。按提示信息選擇所需流控類型即可。</p><p>  圖3-28 流控制設(shè)置</p>

102、<p>  (6) 查詢串口設(shè)定值</p><p>  在“串口設(shè)置列表”菜單狀態(tài)下鍵入D,然后進(jìn)入如下所示配置界面。</p><p>  圖3-29 查詢串口設(shè)定值</p><p>  4 服務(wù)器連接與調(diào)試</p><p>  4.1 建立數(shù)據(jù)服務(wù)中心(DSC)</p><p>  假設(shè)計(jì)劃將的數(shù)據(jù)服務(wù)中

103、心(DSC)架設(shè)在公司局域網(wǎng)內(nèi)的某一臺(tái)計(jì)算機(jī)(PC1)上,局域網(wǎng)是經(jīng)過(guò)路由器網(wǎng)關(guān)代理上網(wǎng),我們有自己的固定的公網(wǎng)IP地址“220.192.210.6”,如下圖所示:</p><p>  圖4-1 網(wǎng)絡(luò)示意框圖</p><p>  首先進(jìn)入路由器管理界面,進(jìn)行NAT設(shè)置,將DSC數(shù)據(jù)服務(wù)中心的5002端口映射到PC1計(jì)算機(jī)上,然后在PC1計(jì)算機(jī)上運(yùn)行DSC-DEMO軟件,將DSC-DEMO軟

104、件的服務(wù)端口設(shè)置為5002,啟動(dòng)服務(wù),數(shù)據(jù)服務(wù)中心建立完成。如下圖所示:</p><p>  圖4-2 數(shù)據(jù)中心設(shè)置窗口</p><p>  點(diǎn)擊服務(wù)設(shè)置,出現(xiàn)如下圖界面:</p><p>  圖4-3 數(shù)據(jù)中心-服務(wù)設(shè)置</p><p>  點(diǎn)擊服務(wù)設(shè)置,出現(xiàn)如下圖界面:</p><p>  圖4-4 設(shè)置界面服務(wù)設(shè)

105、置</p><p>  服務(wù)類型:UDP和TCP協(xié)議選擇(根據(jù)用戶對(duì)DTU協(xié)議的設(shè)置選擇);</p><p>  服務(wù)端口:DSC DEMO 偵聽(tīng)端口(1~65535),用戶自定義設(shè)置;</p><p>  指定IP:該功能在PC具有多IP地址時(shí)使用,用于設(shè)置接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)所用IP地址;(如果中心有多IP的情況下,不指定IP地址,有可能導(dǎo)致DTU無(wú)法和DSC D

106、EMO 建立連接。)</p><p>  設(shè)置完畢后點(diǎn)擊確定按鈕,點(diǎn)擊啟動(dòng)按鍵,如下圖界面所示:</p><p>  圖4-5 無(wú)線數(shù)據(jù)中心演示系統(tǒng)界面</p><p>  4.2 設(shè)置DTU參數(shù)</p><p>  將DTU的身份識(shí)別碼設(shè)置與SIM卡號(hào)一致(如:13912345678)并做下記錄;</p><p> 

107、 DSC IP地址設(shè)置為固定的公網(wǎng)的IP地址“220.192.210.6”;</p><p>  DSC通訊端口設(shè)置為:5002;設(shè)置完成后并保存,在主菜單下看按“D”查看一下參數(shù)設(shè)置有沒(méi)有成功。如下圖所示:</p><p>  圖4-6 DTU 配置列表:</p><p>  4.3 DTU與DSC進(jìn)行通訊</p><p>  重啟DTU

108、,DTU將自動(dòng)與您剛設(shè)置并保存的DSC IP地址進(jìn)行連接,觀察DTU運(yùn)行狀態(tài)信息,如出現(xiàn)下圖所示的信息,則表示DTU成功與DSC建立連接,這時(shí)DTU與DSC就可以互相通訊了。</p><p>  圖4-7 觀察DTU運(yùn)行狀態(tài)信息</p><p>  4.4 DTU接入下位機(jī)并與DSC進(jìn)行通訊</p><p>  假設(shè)您的下位機(jī)串口屬性為:</p>&l

109、t;p>  ---波特率為:9600bps</p><p><b>  ---數(shù)據(jù)位:8</b></p><p><b>  ---停止位:1</b></p><p><b>  ---校驗(yàn)位:無(wú)</b></p><p><b>  ---流控:無(wú)流控</

110、b></p><p>  與此相對(duì)應(yīng),將您的DTU串口參數(shù)設(shè)置與下位機(jī)(終端設(shè)備)的串口屬性一致并保存,將DTU運(yùn)行信息設(shè)置在關(guān)閉狀態(tài),斷電后將DTU與下位機(jī)(終端設(shè)備)進(jìn)行物理串口連接;連接完成后給DTU與下位機(jī)加電,此時(shí)只需要在中心觀察DTU上線情況,一旦DTU注冊(cè)成功后,DSC就可以與下位機(jī)(終端設(shè)備)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊了。</p><p>  通過(guò)如上設(shè)置,DTU與DSC建立連接,

111、中心DSC DEMO 顯示DTU登陸ID 號(hào),界面如下圖所示:</p><p>  圖4-8無(wú)線數(shù)據(jù)中心演示系統(tǒng)界面</p><p>  5 組態(tài)王通過(guò)GPRS進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊</p><p><b>  5.1 組態(tài)王簡(jiǎn)介</b></p><p>  組態(tài)王開(kāi)發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件,是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)正以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、

112、硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。</p><p>  組態(tài)王(Kingview)是由北京亞控公司開(kāi)發(fā),該軟件由中國(guó)科技大學(xué)學(xué)士、清華大學(xué)碩士林偉宗設(shè)計(jì),經(jīng)數(shù)十位工程師歷時(shí)五年開(kāi)發(fā)成功,是最優(yōu)秀的國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件,居全國(guó)同類軟件產(chǎn)銷量第一。在PC機(jī)上建立工業(yè)控制對(duì)象人機(jī)接口的一種智能軟件包,它以Window2000/WindowXP/WindowNT中文操作系統(tǒng)作為其操作平臺(tái),充分利用了Windows圖形功

113、能設(shè)備,界面一致性好,易學(xué)易用等特點(diǎn),具有功能完備的人機(jī)接口界面和面向?qū)ο蟮膱D形開(kāi)發(fā)環(huán)境,便于高效,快捷地把整個(gè)工藝過(guò)程構(gòu)成監(jiān)控畫(huà)面,以動(dòng)畫(huà)的形式顯示各個(gè)控制設(shè)備的狀態(tài),在報(bào)警和歷史趨勢(shì)方面的功能,方便了對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控,具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)功能。組態(tài)王圖形界面開(kāi)發(fā)功能使用方便,對(duì)I/O設(shè)備廣泛支持。它所使用的PC機(jī)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)工程,比以往使用專用機(jī)開(kāi)發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更有通用性,大大減少了工控軟件開(kāi)發(fā)者的重復(fù)性工作,還可以運(yùn)用PC機(jī)豐富的軟件資源進(jìn)

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