基于GSM的水情数据自动采集系统 毕业论文.docVIP

第1章 绪论 1.1课题背景与研究意义 本课题来自远端水情数据自动采集系统。远程数据采集系统是采用现代科技对远程信息进行实时遥测、传送和处理的专门技术，是有效解决江河流域及水库洪水预报、防洪调度及水资源合理使用的先进手段。它综合地理、电子、电信、传感器和计算机等多学科的有关必威体育精装版成果。改变了以往仅靠人工测量数据的落后状况，扩大了预报范围，对江河流域水库安全度和电厂经济运行以及水资源合理利用等方面都能发将重大作用。在自动水情数据测报系统的应用中，除超短波通信以外，基于各种通信网络的测报系统各项费用都是比较高的，而且各种设施的设计和安装都会花大量的人力物力，甚至有的技术的可靠性更是不高。在国内一般经济条件不太好的地区很难实现。基于超短波通信的测报系统实施起来虽然更加实际一些，各项费用相对比较低，但是由于它是一种自建的通信网络的特点和其本身的局限性，使得它不能大面积的应用于任何地区，而且它的可靠性不是很高。针对上述通信方式的缺点，本课题开发了利用第二代移动通信技术GSM通信网络作为水情自动测报系统的通信媒介，以收发GSM短信息的通信方式进行远程分布式数据采集软件产品(控制中心软件。GSM通信网络的特点是技术最为成熟及先进、通信方式多、手机接续速度快、通信质量好、安全必威体育官网网址性能强、抗干扰能力强、网络覆盖面特别广、可以实现国际自动漫游等诸多优点，全世界目前已有近百个国家和地区建立了GSM数字移动电话通信网络。 本课题的设计主要以单片机为核心，将由水位传感器采集的模拟信号，进行A/D转换，经单片机处理，若数据超出水位的上下限则产生警报。水情数据经单片机处理，使用GSM模块，以短信的形式，通过GSM网络向数据采集控制管理中心（上位机）发送。图1.1给出了系统的整体框图，基于以上原理，此次设计的主要工作内容如下： 1、设计制作以单片机为核心的数据采集、处理、报警、发送电路。 2、熟悉GSM网络的协议和GSM网络的短信形式的通信过程。 3、远端水情数据采集终端（下位机）的硬件编程。 图 1.1 系统总体框图 第2章 GSM概述 2.1 GSM技术简介及其技术特点 计算机技术、网络通信技术的发展给水文检测技术提供了更加快捷、可靠、方便的数据采集、处理和远程传输的手段。GSM技术即是近几年受到人们普遍关注的新技术之一[3]。 GSM(Global System for Mobile communications)系统是欧洲邮电管理委员会(CEPT)下属的移动通信特别小组，从1992年起开始制定，并在1998年颁布实施的新的数字式蜂窝移动通信标准，也即我们目前所说的第二代移动通讯技术。它是目前基于时分多址技术的移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最广泛的一种系统。目前已建成的覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网，是我国公众通信网的主要方式。 GSM 系统除了具有一般数字系统所有的容量大、业务类型多、设备小型化、成本低、服务质量好、安全性能好等优点外，还有本身的一些特点。其一，该标准允许移动用户进行全球漫游及非严格的小区交接。其二，GSM的协议使得呼叫控制过程类似ISDN(Integrated Services Digital Network)以便与ISDN 兼容，并且又包括了与蜂窝通信有关的特别功能，如本地登记和小区交接。GSM 标准提供的数字化端到端的连接等。这一系统主要提供话音、短信息、数据等多种业务。 目前水情数据的传输主要靠有线拨号通信、无线超短波通信以及卫星通信等通信方式进行传递。有线通信是利用电信公司的有线电话网络进行传递，传递过程中，若遇暴雨洪水等恶劣天气特殊情况会出现通信线路的中断等现象，水情数据将无法进行传递，另外通信费用比较高。无线通信主要用在丘陵和高原地区，依靠短波电台进行传递。这种传递方式靠电离层或地面的反射，也受天气情况、地理环境等因素影响，通信效果不够理想。在平原地区，主要靠超短波电台进行传递，是目前较为理想的传递方式，但其投资费用较大、维护费用较高，若在丘陵和高原地区采用此种通信方式，须架设中继站，将增加投资费用。卫星通信是通信效果最为理想的传递方式，但其投资费用昂贵，需要国家统一考虑。那么就需要寻求一种通信方法既能降低水情数据传输的费用，又能克服各种不利因素的影响，于是我们采用了移动通信运营商提供的“短消息服务”，利用GSM网络的特点来完成水情数据的采集。在GSM网络内，两个GSM通信设备之间在全国乃至全球范围内可以通过短消息服务中心直接发送中、英文字符和数据。利用移动通信运营商提供的服务，建立水情数据传输网络。 近年来，GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，拥护无需另外组网，在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵的建网费用和维护费用。同时，它对用户的数量也没有限制，克服了传统的专