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    采用GPRS技術傳輸控制系統數據研究

    來源:nylw.net 作者:曹瓊 發表于:2015-10-27 11:28  點擊:
    【關健詞】控制系統;數據傳輸;GPRS
    摘 要:數據傳輸對控制系統精確控制有著至關重要的作用,系統對數據傳輸的要求是穩定、快速、準確,傳輸設備造價低且維護成本低。傳統的有線傳輸方式已不適合,因此現在控制系統多采用無線傳輸方式進行,其中GPRS由于有適用于非連續、實時的、高頻的、數據包較小的數據傳輸等優點常被采用。

             當前各種控制系統中,各類測量值與中間數據的傳輸常會使用有線信號傳輸的方式,這會面臨很多問題。諸如:數據處理延時,線路的布置成本上升,總線需要較高的驅動能力、傳輸效率受到距離的制約、信號的反射現象與衰減現象頻繁;有些自然條件的影響也會降低其效率,引起不可預知的故障,返修維護成本上升等。由于有線通信方式在數據傳輸中的不足,及現在無線傳輸的普及和人們的使用習慣,可以用無線通信方式代替有線通信方式。目前比較普遍的無線通信方式有三種:WLAN(無線局域網)、Bluetooth(藍牙技術)、GPRS技術。
    WLAN是當今常用的技術,但不適用于遠距離數據傳送,還存在許多不足;藍牙技術是一種新興的、發展較快的無線技術,適用于各終端處于近距離時的數據輸送過程,但受到距離的制約且不能擺脫對有線終端的依賴,所以在系統中注定無法成規模地應用WLAN和藍牙技術。
    一、GPRS概述
    全稱是“通用無線分組業務”,它的前身是應用廣泛的GSM技術。GPRS采用分組交換的系統,而GSM采用的是電路交換的系統。在信號較少、不連續、實時連接的通信要求下GPRS更加適合,有時也可以用于傳輸較大的數據,因為滿足這些要求它廣泛適用于移動網絡。
    二、GPRS優點
    由于多年來大力發展GSM技術,其信號覆蓋范圍非常廣,已有的較為完善的電信通信網絡為基礎,利用其區域大、費用低、通信網絡建立方便的優點;具有較高的傳輸速率,而經過改良后的新一代技術(EDGE)的傳輸速率可超過380Kbps,在局域網內甚至可以達到2Mbps的傳輸速率;登錄耗時較短,GPRS連接網絡響應時間很短,平均時間約兩秒;實現全天候通信服務,幾乎是“隨時在線”的狀態;資費的消耗根據發生流量計算,未有流量的發生或者說沒有進行數據傳輸時,是不會產生費用的。因為具有這些特點,GPRS適用于非連續、實時的、高頻的、數據包較小的數據傳輸。
    三、GPRS的數據傳輸協議、GPRS通信的AT命令實現
    (1)GPRS的數據傳輸協議
    TCP/IP協議是當今規模最大的信息網絡Internet的基礎,同時可作網絡通信協議。通信協議的支持是數據傳輸的基礎,可實現將信號從采集端發送到處理中心,常用的協議如TCP/IP、PPP等。
    (2)GPRS通信的AT命令實現
    聯合發布了AT命令,它的本質是Modem的接口標準的集合,目的是實現控制Modem,使其完成撥號過程。AT命令的使用,設備可以完成多種功能與業務。由于編制GSM的時間先后順序差異,通信模塊來自于各個生產商,其中編寫的AT命令都或多或少地存在差異。
    AT命令并不復雜,學習門檻較低。AT命令的應用是完成數據傳送的關鍵步驟,具體如下:基本設置:AT+IPR,確定傳輸速率,一般其波特率是9600b/s;AT+CGDCONT,設置接入網關;AT+CGACT,激活GPRS功能。建立連接:AT+MIPCALL,建立無線鏈接;AT+MIPOPEN,打開一個SOCKET。 收發信息:AT+MIPSEND,發送文字;AT+MIPPUSH,讀取文字。關閉連接:AT+MIPCLOSE,關閉此SOCKET;AT+MIPCALL,關閉無線鏈接。
    四、GPRS模塊與系統通信
    這里以GPRS模塊與測量溫濕度系統中單片機通信的工作為例,具體流程如下:使用溫感元件等獲取待控制環境的溫度與濕度參數,雖然這些測量值都是不恒定的,對一個溫控操作達標的系統而言,這些濕度與濕度參數的波動區域應該是適合植物生存區間的子集。單片機通過RS232標準,把獲取的一系列參數變換為特定的數據,并將它推送給GPRS通信模塊,該模塊可完成同GSM基站的連接通信,然后發生與GGSN的通信,GGSN的功能是處理收到的數據。以GPRS建立的網絡為媒介,可以將數據打包傳輸至CMNET,再通過運營商提供的GSN,把待傳輸數據上傳至Internet,與此同時,定位某個固定IP的上位PC機。因為GPRS工作進行的依據是定位IP,于是上位PC僅要連接上互聯網,同時有對應的公網IP就行。此時可以通過上位機實時觀測被測參數的信息實時數據保存在上位PC機中,供使用者對數據進行處理。
    綜上GPRS信號傳輸技術基于搭建完備、使用較為成熟的公網,用它進行信號的傳輸時節約成本、縮短延時、實時在線、覆蓋區域廣等優勢明顯,控制系統中數據傳輸可采用GPRS。
    參考文獻:
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