GPS与GPRS的简单介绍 .pdfVIP

基于GPRS 远程监控系统数据终端的研究 作者：华北电力大学 张春荣，范寒柏 来源：现代电子技术 发布时间：2006-11-13 09:55 随着计算机技术的发展，尤其是Internet 技术广泛深入到人们生活的各个方面，使人们 的生活发生了深刻的变化，从工控领域来讲，由于需要监控的区域广、监控的对象种类繁多， 因而需要花费大量的人力、物力和财力进行设备的维护，而且存在许多条件恶劣、人们不易 到达或不能时刻停留的地方偶尔采集一些现场数据，如果进行大量的布线工作则是不经济、 不合理的，这就推动了无线通信的技术在远程监控领域的发展。 GPRS[1] （通用分组无线业务）作为现有 GSM 网络向第三代移动通信演变的过渡技术 （2.5G ）具有接入迅速、永远在线、按流量计费等特点，在远程突发性数据实时传输中有 不可比拟的优势。 2 GPRS 技术 GPRS （General Packet Radio Service ）通用分组无线业务），是在GSM 系统的 基础上建立的移动网络系统，他使用分组交换技术，能兼容GSM，并在网络上传输高 速数据，GPRS 在传统的GSM 网络中引入了3 个新的组件：PCU（Packet Control Unit， 分组控制单元）、SGSN （Serving GPRS Support Node，GPRS 服务支持节点）和 GGSN （Gateway GPRS Support Node，GPRS 网关支持节点）GPRS 通信具有以下 特点： 资源利用率高 GPRS 引入了分组交换的传输模式，用户只有在发送或接收数据期间才 占用资源，这意味着多个用户可高效率地共享同一无线通信，从而提高了资源的利用率，而 GSM 传输数据方式为电路交换模式，在整个连接期内，用户无论是否传送数据都将独自占 用无线信道。GPRS 用户的计费按通信的数据流量为计费标准。 传输速度高 GPRS 数据传输速度可达57.6KB/s，最高可达到 115-117.2kb/s，完全可 以满足用户应用的需求。 接入时间短 GPRS 接入等待时间短，可快速建立连接，平均为2s。 提供实时在线功能 用户将初始处于连线和在线状态，这将使访问服务变得非常简单、 快速。 支持IP 协议和X.25 协议 GPRS 支持Internet 上应用最广泛的IP 协议和X.25 协议， 而且由于GSM 网络覆盖面广，使得GPRS 能提供Internet 和其他分组网络的全球性无线接 入。 从上述的GPRS 特点可以看出，GPRS 网络特别适合于频发小数据量的实时传输。 工业的远程数据采集系统就是一个比较典型的频发小数据量的实时传输系统。 3 系统设计 3.1 系统结构 整个系统的结构如图1 所示。 用户终端设备通过串口或无线方式连接到GPRS 数据终端上，然后将数据打成 IP 包， 再通过GPRS 空中接口接入到GPRS 网络，最终通过各种 网关和路 由到达系统数据中心。 3.2 终端硬件设计 GPRS 数据终端的硬件结构采用模块化设计，共包含数据处理模块，远程通信模块， 模数转换模块和显示模块四部分，系统结构如图2 所示。 数据处理模块主要包含AT89C55[3] ，X25045 两个芯片，AT89C55 用于处理与远程通 信模块、模/数转换模块和显示模块间的数据传输，为了保证数据不会因为掉电而丢失，采 用串行E2PROM 器件X25045 对数据进行存储。 远程通信模块主要包含GPRS 无线模块、SIM 卡和串口模块MAX3238 三部分，GPRS 无线模块采用SIEMENS 公司的MC35[4]GPRS 模块，其功能是将数据或命令通过与其连接 天线发射出去，或接收远端监控中心发送的数据，再将接收到的数据或命令进行相应的协议 处理后，通过MAX3238 送入单片机进行处理，MX3238 起电平转换和串口通信的功能，由 于传输数据的承载方式是GPRS 网络，故SIM 卡是不可缺少的，功能是存储数据和在安全 条件下完成客户身份鉴权和客户信息加密算法的全过程。 模数转换模块的功能将采集到的模拟信号转换成数字量，作为单片机处理信息源，电路 设计时采用了AD0832 芯片作为模数转换芯片，先将模拟信号送入AD0832 转换成数字量， 再送入T89C55 芯片进行计算和处理。 显示模块主要是考虑到当现场有管理人员巡视时，可以方便实时地了解现场情况，系统 使用了