一种基于GPRS的远程监控系统(3)

2018-04-25 神汽专用车

1. 2. 2 时钟芯片

向单片机提供标准时间。初始化时, 由控制中心校正。这里采用实时时钟芯片S3530, I2C总线读写方式。其时间寄存器长度为7个字节, 分别是:秒、分钟、小时、星期几、日期、月、年。计时精度取决于配置晶振的精度。

1. 2. 3 GPRS数据传输模块部分

该部分主要包括GPRS核心模块、SIM 卡和天线。我们所选用的GPRS核心模块是摩托罗拉公司G20, 它在GSM 协议的基础上, 嵌入TCP / IP 协议栈, 支持CS1~ CS4数据编码。

GPRS模块根据目的地址, 有下列两种工作情况:

( 1)GSM 状态, 用语音拨号或短信通知控制中心及相关技术人员, 通常是紧急情况下使用。

( 2) GPRS状态, 将监控数据按照所定协议格式自动打包并发送。在链接维持阶段可接收来自控制中心的IP包。

1. 2. 4 采集模块与GPRS模块的通信

二者之间的物理连接为串行通讯方式, 本系统采用较为简单的3 线串行通讯, GPRS模块的数据发送端( TX ) 与数据采集模块( C8051) 的数据接收端(RX) 相连, 反之亦然, 如图3所示。这里需要注意的是二者的串行通信波特率严格统一。

因为GPRS模块对采集模块屏蔽了与GPRS网络的通信细节, 故采集模块与GPRS模块之间的通信协议, 可采取/ 简化指示证实+ 结果查询0模式。图4给出了现场数据的发送过程, 此时采集模块处于主动地位, 而GPRS模块处于被动地位( 若是GPRS模块向采集模块传达控制中心的命令, 则地位相反)。

1. 3 传输网络

这里需要对打包方式, TCP还是UDP进行比较和选择。TCP协议面向连接, 数据传送较为安全可靠, 但网络延时较大, 适用于敏感低速监控。UDP则相反, 无须建立连接, 可靠性低, 但速度快, 适合于高速监控(视频)或一般监控( 天气监测) 。本地移动网络SGSN(GPRS业务支持节点) 对远程监控终端的接受, 仅表明此终端与GPRS网络的链接, 并不能立刻开始交换数据分组。为此, 还需为终端创建一个PDP地址, 这里指IP地址。PDP地址属于网络层地址(即OSI 第三层)。所有来自公共数据网络( 因特网) 的数据分组的PDP地址都经过GGSN( GPRS网关支持节点)。GGSN的作用类似于IP路由器。

1. 4 控制中心

控制中心既可申请本地GSM 网络的内部IP地址, 亦可连接在外部因特网。前者网络传输延时小,可靠性高, 较易抵御来自因特网的恶意攻击。但后者组织灵活, 且GSM 网络对其而言是/透明0的。本系统使用/ 轮询0 + / 主动上报0方式。控制中心可以在希望得到某个终端实时数据时, 向此终端发送/ 询问指令0。单片机也可根据采样值的波动范围决定是否上报。这种结合方式既能大幅降低单纯定时主动上报方案中的通信费用, 又能克服主动上报时的不可靠性。但此时控制策略较复杂,必须考虑被测量可能处于缓慢单调上升(下降)的状态, 最好规定每N 次(自定)采样, 至少上报一次。