本站原创关键词:GPRS技术;无线数据传输;应用
:A文章编号:1007-9599 (2012) 13-0000-02
随着智能化建设和通信技术的发展,许多电子设备都需要进行联网,而且大部分的数据需要进行传输,然而,通过有线连接的方式在许多场合下已经不能满足大家的需求了。因此,快捷、实惠又方便的无线连接被人们捧上了历史舞台,弥补了有线连接的缺陷与不足,特别是在地理位置相对偏远的地方和难以通过有线方式进行传输的领域,利用GPRS的无线传输技术就可以进行设备之间的通信,从而使有线方式的局限性能够从根源上得以解决。
一、GPRS系统的基本概念
现在我们使用的都是GPRS系统,它的名称是由General Packet Radio Service缩写而来,也就是通用的无线分组业务,而这种业务是利用传输技术和分组交换来传输数据的。GPRS网络系统主要分为四个部分:主站、监测终端设备、GPRS协议转换器和前置机。主站的主要工作即完成人机交互;监测终端设备是完成模拟量和数字量的采集;GPRS协议转换器的主要任务是完成信息的下发和上传;前置机则负责网络数据收发和数据链路的建立。我们使用的手机就是利用GPRS技术来实现网络连接的,它是一种介于第二代与第三代之间的技术,是通过G网络升级实现的。它使用分组交换的方式,提供灵活的流量控制和差错控制,进行端到端的数据发送和接收,减少了一些不必要的开销,并且在网络的部分环节上增加了控制,提高了安全性。
GPRS 系统的基本操作原理就是当使用者在下载或是上传互联网数据的时候,系统并不是利用时下承载服务所用的连接,而是根据分组在网络中传送数据,这样就做到了多用户间的网络资源共享,与此同时网络的运营机构也可以充分地使用G设备,减少了资源的浪费。
在GPRS网络上,如果不通过中转想要实现两台主机的直接通讯,就必须使至少其中一台主机的IP地址具有唯一性和固定性。但是,由于GPRS网络的通讯模块在启动连接网络的时候获得的IP地址是随机的,即每一次启动所获取的IP地址都会有所不同,同时,如果将主站和前置机都安装在拥有服务器的网络区域内,那么此网络的地址对外不可见而且不唯一,这种情况就无法进行网络通讯。所以,我们必须使前置机独立于局域网之外,并且安装在一个IP地址固定的机器上,只有这样才能使之成为一个既可以提供数据收发又可以提供网络连接的中转服务器。
首先,前置机负责保护联入的所有终端的RTU号和IP地址,无论主站向哪一个终端发出数据请求,服务器都要根据RTU号去找到那个对应的终端,然后,将此命令下发至该终端,接着,该终端响应后再把数据传送给前置机,最后,前置机确认数据来源,将该数据传给主站,这样就完成了一个通讯流程。
二、GPRS系统的优点
GPRS系统采用了和G相同的突发结构、频带宽度、调频规则、频段、TDMA帧结构以及无线调制标准。因此它能够充分地利用G网现有的资源并且充分利用共享的无线信道,采用特定的方法使数据终端实现远程、高速接入。GPRS的优点主要体现在以下几个方面:
(一)充分实现了资源共享,有利于优化源于：论文网站www.808so.com
资源配置;(二)支持IP协议和X.25协议,实现了与外部数据网的无缝连接;
(三)数据的传输率高;
(四)网络资源的利用率高,按流量计费,资费便宜;
(五)用户一直在线,接入的速度非常快,适合突发性的数据应用业务。
三、GPRS系统的开发设计
(一)系统的软件设计
GPRS系统软件设计主要包括远端的数据采集模块的子系统和控制中心软件子系统。而数据采集模块子系统又包括微处理器初始化、8551初始化、登录网关、数据通信这几个方面;控制中心软件子系统则主要体现在通信管理、数据显示、数据储存、数据查询几个方面。这主要介绍了无线数据传输系统的相关组成部分。除此之外,在GPRS系统中,系统的稳健性也是很难得到保证的,尤其是受实际情况影响的时候。在此我们主要了解一下关于微控制器和G18模块的简易操作流程。
微控制器主要是通过串行口控制无线数据传输模块来进行设置、拨号等操作的。控制的方法就是利用AT命令,通过控制无线数据传输模块来拨打GGSN登录号码,很快,GPRS模块就会呈现出在线模式。与此同时,微控制器会将发送给串行口的所有数据全部透明地传送给GGSN,同样它的回答也会被传回到串行口中。当传送任务完成之后,微控制器必须将会话结束的信息通知给GPRS模块,并用普通的命令模式取代在线模式,这样一来,利用置高DTR线就可以使任务完成。但是,如果线路出现异常断开,那么CD线就会恢复到平时的低电平状态,所以就算处于在线模式也要对CD线进行不断地检测,看其是否位于高电平状态。结合以上操作,就可以编写出GPRS的驱动函数,其中包括拨号函数、GPRS模块初始化函数、检验是否处于在线状态的函数和断开连接函数。
(二)系统的硬件设计
在GPRS系统中,我们将万年历所提供的时间值和数字化的检测目标都储存在铁电存储器之内,微控制器将打包后的数据通过特定的数据口和G18模块连接起来,那么,微控制器就完成了G18模块初始化以及GPRS业务之间的数据发送。同时,还可以利用芯片,实现数据的并/串转换,扩展相关标准串口与PC机或其它的嵌入式系统进行数据之间的交换。数据存储器用的是美国一家公司推出的铁电存储器,而不是SRAM这种常用的存储器。因为那些常用的存储器在停电时不能保障系统中的数据依然完整,不丢失,所以采用了这种非易失性的存储器。当然,使用闪速存储器作为储存介质也是不合适的,因为它们的某些操作需要几十毫秒,这就不能满足存储器对实时性的要求。SRAM虽然可以使用电池,但是在使用过程中存在不可靠数据,并且容易出现数据丢失的状况。另外,电池容易受环境影响,比如振动、湿度等。而被我们选用的这款存储器则具有很多优点,例如:1.不需要内置电池,体积小,印制板空间不会源于：论文标准格式www.808so.com
被多占;
2.访问速度非常快;
3.数据在掉电后保存较久;
4.管脚能和其它的存储器兼容,而且便宜,功耗低。
四、GPRS系统的应用
为了使无线数据传输系统能够得到应用,我们在实验室里对小于100Hz的普通振动信号进行了测试,并把总数据量设成30KB,分别在命令模式和模式下对GPRS系统进行性能测试。实验结果表明,该系统能够将振动数据准确、完整的发送到指定的服务器上。如果在室外,可以根据信号强度选择合适的工作模式,那样就能够实现快捷方便的无线数据传输了。但是,我们在测试过程中也发现了一些问题。比如,当发送数据量较大且发送速度较快时,模式下的DTU就会出现丢失数据的现象。出现数据丢失现象是因为在这种模式下,DTU会主动检查网络,而此时的网络很不稳定,如果再进行重新拨号上线,那么通过单片机发过来的数据就很容易丢失。
当然,我们也进行了一些其他的测试。如采用命令模式,我们将每次发送成功的任务都再进行一次发送,这样就确保了数据的完整性。不过,这其中也出现了一些问题。因为我们在每次发送以后,都要等待返回信号,以此来确认发送是否成功,如果发送失败就需要进行重新发送,这样一来,整个系统所耗用的时间就会加长。因此,我们需要根据不同的需求,选择适当的工作模式,以此来保证整个工程的顺利进行。
五、结语
当前,GPRS系统的研究和应用已经成为业界的研究重点,作为承载网络的无线数据传输具有可靠性高、费用低廉以及网络覆盖面广等各种优势,不过,也存在一定的缺陷。但是,随着无线数据传输网络与应用技术的逐渐成熟,它的应用领域也必将愈来愈广阔。
参考文献
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