基于GPRS網(wǎng)絡的遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及應用

　　2.2 硬件設計

　　GPRS遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設計如圖3所示。

　　該系統(tǒng)中微處理器起著很重要的作用：一方面負責下端采集數(shù)據(jù)的接收以及對下端設備的 控制信號傳輸；另一方面還要負責將收到的數(shù)據(jù)進行打包通過串口與移動終端進行通信。通過 分析比較，本系統(tǒng)選擇了美國Z-World公司的Rabbit2000系列的RCM2300，其產品的支持語言是 一種改進的C語言開發(fā)系統(tǒng)—Dynamic C。

　　Rabbit2000 微處理器是專門為應用于中小型控制器而設計的一種高性能微處理器，它使用 簡便，其硬件及軟件都最大程度地實現(xiàn)了安全簡潔，運算速度在8 位總線微處理器中處于領先 地位，而且存儲器的接口設計允許最大限度地使用內存帶寬。通過指令，由一條電纜連接PC 串行口和基于Rabbit2000 的目標系統(tǒng)完成軟件開發(fā)。其集成特性與無縫架構方便了快速硬件設計， 其友好的C 指令也提高了復雜應用程序的有效開發(fā)，使用十分廣泛。

　　對嵌入式系統(tǒng)而言，Rabbit2000 性能優(yōu)于許多16 位，32 位微處理器，其效率也優(yōu)于同類8 位系列。Rabbit2000 改進了Z80 和Z180CPU 的指令集和寄存器，在Z80 和Z180 指令集基礎上 增添了許多新的指令。Rabbit2000 刪除了Z180 中一些過時和多余指令來釋放硬件空間以保證有 效地執(zhí)行新指令，使指令系統(tǒng)效率有了很大提高。Rabbit2000 指令集的改進，提供了快捷的浮點 數(shù)及整數(shù)的運算能力。憑借30Mhz 的時鐘速度以及眾多附件（內存，一體化接口的I/O 控制信 號，4 個串行端口，超過40 個通用I/O 引腳，8 位和10 位的Timer，實時時鐘以及靈活的計時 選項），Rabbit2000 整裝了一個硬件平臺。Dynamic C 開發(fā)環(huán)境則集成了高效的應用程序編譯器、 調試器以及鏈接器。

　　此外，該系列微處理器可以運行流行的Internet 協(xié)議，如HTTP、SMTP、 POP3、TCP、UDP、ICMP、IP 等，還可以外接一個以太網(wǎng)控制芯片RTL8019，通過RJ-45 連到 以太網(wǎng)上實現(xiàn)Ethernet（IEEE802.3）協(xié)議處理。

　　GPRS模塊采用CENTEL推出的PIML-900/1800雙頻模塊，帶GPRS功能，主要為語音傳輸、 短消息和數(shù)據(jù)業(yè)務提供無線接口。PIML-900/1800集成了完整的射頻電路和GSM的基帶處理電 路及充電電路，適合于開發(fā)一些GSM/GPRS無線應用產品，如移動電話、PDA、PCMCIA無線 MODEM卡、USB無線MODEM、無線POS機、無線抄表、監(jiān)控、調度、車載、遙控、遠程測量、 定位和導航等系統(tǒng)和產品。PIML-900/1800模塊為用戶提供了功能完備的系統(tǒng)接口，該模塊與 CPU之間通過串行口進行通信，在進行系統(tǒng)開發(fā)時，投入研發(fā)費用較少，研發(fā)周期短。

　　2.3 軟件設計

　　2.3.1 GPRS數(shù)據(jù)采集與傳輸終端軟件

　　GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端軟件采用C語言編寫，完成兩部分的工作：數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸。程序 流程圖如圖4所示。

　　當數(shù)據(jù)采集模塊收到監(jiān)測中心數(shù)據(jù)采集命令后，通過射頻無線通訊方式向GPRS數(shù)據(jù)傳輸終 端發(fā)送命令，同時開始計時。如果終端沒有數(shù)據(jù)返回，超時后上層軟件會重新發(fā)送命令，同時， 向監(jiān)測中心發(fā)送異常信號。GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端收到監(jiān)測中心發(fā)來的數(shù)據(jù)采集命令后，接受并傳 輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)正常接收完畢后，檢驗數(shù)據(jù)。當?shù)艟€或通信失敗時斷開連接，等待GPRS數(shù)據(jù)傳輸 終端啟動重新連接，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴１匾獣r，也可通過重新拔號喚醒連接。

　　要實現(xiàn)微處理器通過GPRS模塊上網(wǎng)，必須先對GPRS模塊進行參數(shù)設置，通過串口設置以下 參數(shù)：

　　①ID號：GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端的ID號，用來區(qū)分不同的終端信息。②掉線重撥次數(shù)：如果連 接的次數(shù)達到設置值還沒有連接成功，則將在重撥時間間隔后開始新一輪的連接。③重撥時間 間隔：GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端試圖連接到GPRS網(wǎng)絡上，啟動每一輪連接的時間間隔。④端口地址： 設置監(jiān)測中心的監(jiān)測的端口地址。⑤IP地址：監(jiān)測中心主機的IP地址。⑥報警手機號：系統(tǒng)通 過短消息服務中心將報警信息發(fā)送到指定的手機上。⑦振鈴喚醒/直接連接：指GPRS數(shù)據(jù)傳輸 終端連接上網(wǎng)方式。振鈴喚醒方式費用低，但不能保證實時在線，直接連接方式能夠保證實時 在線，但通訊費用相對較高。⑧TCP/DNS：GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端連接監(jiān)測中心的方式。⑨通信端 口設置：GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端RS232支持1200、2400、4800、9600、19200速率，可以是無校驗、 奇校驗、偶校驗。默認設置參數(shù)為9600波特率，無校驗。⑩短信中心號碼：設置發(fā)送短信時的 短信中心號碼。

　　2.3.2 數(shù)據(jù)監(jiān)測/處理中心管理軟件

　　數(shù)據(jù)監(jiān)測/處理中心管理軟件采用Delphi 7.0 開發(fā)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、參數(shù)設置、建立網(wǎng)絡連 接及數(shù)據(jù)的接收、分析與處理等，對每一功能根據(jù)具體使用可以具體化。比如北京榮源世紀科 技有限公司使用的系統(tǒng)將顯示功能分為2部分：

　?、?數(shù)值顯示—顯示某一儀表所有參數(shù)最新的數(shù)值；

　?、?圖像顯示—顯示某一儀器的某一參數(shù)在指定時間間隔內數(shù)值變化曲線圖，通過曲線圖可 以清晰地觀察到曲線的變化趨勢，如圖5所示。