基于GPRS技術(shù)的中波臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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GPRS是基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，需要在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)中增加一些節(jié)點(diǎn)：網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)GGSN,(Gateway GPRS Supporting Node)、服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)SGSN(serring GPRS Supporting Node)。GGSN在GPRS網(wǎng)絡(luò)和公用數(shù)據(jù)網(wǎng)之間起關(guān)口站的作用，它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，如ISDN和LAN等。SGSN記錄移動(dòng)臺(tái)的當(dāng)前位置信息，并在移動(dòng)臺(tái)和各種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間完成移動(dòng)分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，為服務(wù)區(qū)內(nèi)所有用戶提供雙向的分組路由。系統(tǒng)共用GSM基站，但基站要進(jìn)行軟件更新，并采用新的GPRS移動(dòng)臺(tái)。GPRS要增加新的移動(dòng)性管理程序，通過路由器實(shí)現(xiàn)GPRS骨干網(wǎng)互聯(lián)。
1．4 GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸原理
利用GPRS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)利用各種傳感器進(jìn)行信號(hào)采集或?qū)υO(shè)備已存在的數(shù)據(jù)或模擬信號(hào)進(jìn)行分析，GPRS Modem可通過標(biāo)準(zhǔn)RS232接口與各種數(shù)據(jù)采集儀器儀表相連。在正常工作模式下GPRS傳輸模塊將儀器儀表的數(shù)據(jù)通過移動(dòng)通信分組網(wǎng)絡(luò)(GPRS網(wǎng)絡(luò))傳遞給數(shù)據(jù)管理服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器可通過DDN專線、ADSL、ISDN連接等形式連接到企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上，在控制中心的服務(wù)器上建立一個(gè)中央數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理貯存，產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)表和指示。并可以在其上開發(fā)分析決策模塊，判斷要監(jiān)控對(duì)象的工作狀態(tài)(如是否正常工作，有何異常事件)，并對(duì)該情況作出相應(yīng)指令，傳回?cái)?shù)據(jù)終端側(cè)執(zhí)行，或通過短信發(fā)送給管理和維護(hù)人員。從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)在人員、控制中心和設(shè)備間的互通互傳，使技術(shù)人員和管理人員無論在任何地方都可以得到每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并可以進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)。
GPRS無線數(shù)據(jù)處理原理圖，如圖2所示。
數(shù)據(jù)中心接入互聯(lián)網(wǎng)，通過Soeket通訊與GPRSmodem建立TCP或UDP連接。GPRS modem通過PPP撥號(hào)方式與基站建立連接，通過身份驗(yàn)證，獲得IP地址，并接入Internet。GPRS Modem從串口獲得數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)，以UDP或TCP包形式發(fā)送至數(shù)據(jù)中心，并將數(shù)據(jù)中心下傳的UDP或TCP包轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)傳至終端設(shè)備。
2 基于GPRS技術(shù)的中波臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
隨著廣播事業(yè)的發(fā)展，新聞媒體的競(jìng)爭(zhēng)，廣播聽眾對(duì)廣播播出的要求日益提高，如何保證廣播節(jié)目安全優(yōu)質(zhì)的播出，成為所有廣播發(fā)射臺(tái)的頭等大事。運(yùn)用新技術(shù)手段是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行重要手段。
2．1 基于GPRS技術(shù)的中波臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成
系統(tǒng)主要由三大部分組成：終端檢測(cè)設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)DTU和數(shù)據(jù)中心。
終端設(shè)備是通過可編程邏輯控制器PLC是以微處理器為核心的自動(dòng)控制裝置，具有體積小、速度快、功能強(qiáng)、使用靈活、編程方便等特點(diǎn)，而且還能適應(yīng)高溫、振動(dòng)沖擊、強(qiáng)電子干擾等惡劣的工業(yè)環(huán)境。它不但能處理開關(guān)量，還能處理模擬量，而且還具有計(jì)算機(jī)通信功能，從而組成分布式控制網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)場(chǎng)DTU是通過CMNET方式接入互聯(lián)網(wǎng)，負(fù)責(zé)從接收數(shù)據(jù)中心發(fā)來的命令數(shù)據(jù)包，通過串口RS232將數(shù)據(jù)發(fā)給終端檢測(cè)設(shè)備并接收終端檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)，再數(shù)據(jù)中心返回相關(guān)操作結(jié)果數(shù)據(jù)包。
數(shù)據(jù)中心是基于TCP／IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的桌面客戶端應(yīng)用程序，與現(xiàn)場(chǎng)DTU一起構(gòu)成C／S結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。它的工作流程是：首先，使用TCP協(xié)議向現(xiàn)場(chǎng) DTU發(fā)送建立連接的數(shù)據(jù)包，經(jīng)“三次握手”后，建立TCP連接，開始全雙工模式的數(shù)據(jù)傳輸過程。數(shù)據(jù)中心程序在系統(tǒng)中的作用是，提供操作界面，數(shù)據(jù)中心的技術(shù)操作員可以通過它發(fā)送一些操作指令，如終端設(shè)備自檢參數(shù)信息、重新啟動(dòng)終端設(shè)備和進(jìn)行設(shè)備自檢等，同時(shí)從數(shù)據(jù)中心接收終端檢測(cè)設(shè)備發(fā)來的設(shè)備信息，通過對(duì)返回的參數(shù)信息進(jìn)行分析，判斷出設(shè)備是否存在故障。
數(shù)據(jù)中心具有網(wǎng)絡(luò)管理安全、高效，通過對(duì)上位機(jī)IP地址和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)置，即可完成局域網(wǎng)內(nèi)固定用戶的瀏覽，同時(shí)，通過設(shè)置帶寬固定IP、安裝阻態(tài)軟件，可以在Internet網(wǎng)上查看發(fā)射機(jī)運(yùn)行情況，方便上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)發(fā)射臺(tái)的管理。
2．2 控制系統(tǒng)功能
(1)短信及數(shù)據(jù)中心開啟發(fā)射機(jī)(也可通過數(shù)據(jù)中心預(yù)設(shè)臨時(shí)播出時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)開關(guān)發(fā)射機(jī))。
(2)短信及數(shù)據(jù)中心輸出關(guān)機(jī)指令，2分鐘內(nèi)無信號(hào)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉發(fā)射機(jī)，有節(jié)目延長(zhǎng)時(shí)要等到延長(zhǎng)節(jié)目結(jié)束后無信號(hào)時(shí)才自動(dòng)關(guān)機(jī)。
(3)發(fā)射機(jī)發(fā)生故障時(shí)，20秒內(nèi)自動(dòng)倒備用發(fā)射機(jī)，并進(jìn)行短信及數(shù)據(jù)中心報(bào)警。
(4)主接收信號(hào)無信號(hào)時(shí)，并進(jìn)行短信及數(shù)據(jù)中心報(bào)警，短信及數(shù)據(jù)中心倒備用接收信號(hào)。
(5)備用信號(hào)故障時(shí)進(jìn)行短信或GPRS報(bào)警，以防備用信號(hào)備不上的情況發(fā)生。
(6)發(fā)射機(jī)供電電源中斷再來電時(shí)，自動(dòng)快開停電前所使用的發(fā)射機(jī)。
(7)對(duì)發(fā)射機(jī)的模擬量，開關(guān)量進(jìn)行采集。
(8)發(fā)射機(jī)發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。
評(píng)論