基于GPRS網絡的遠程數據采集系統及應用

　　2.2 硬件設計

　　GPRS遠程數據采集系統的硬件設計如圖3所示。

　　該系統中微處理器起著很重要的作用：一方面負責下端采集數據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據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語言開發系統—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 的目標系統完成軟件開發。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，使用十分廣泛。

　　對嵌入式系統而言，Rabbit2000 性能優于許多16 位，32 位微處理器，其效率也優于同類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 效地執行新指令，使指令系統效率有了很大提高。Rabbit2000 指令集的改進，提供了快捷的浮點 數及整數的運算能力。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 開發環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 協議，如HTTP、SMTP、 POP3、TCP、UDP、ICMP、IP 等，還可以外接一個以太網控制芯片RTL8019，通過RJ-45 連到 以太網上實現Ethernet（IEEE802.3）協議處理。

　　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、 短消息和數據業務提供無線接口。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、監控、調度、車載、遙控、遠程測量、 定位和導航等系統和產品。PIML-900/1800模塊為用戶提供了功能完備的系統接口，該模塊與 CPU之間通過串行口進行通信，在進行系統開發時，投入研發費用較少，研發周期短。

　　2.3 軟件設計

　　2.3.1 GPRS數據采集與傳輸終端軟件

　　GPRS數據傳輸終端軟件采用C語言編寫，完成兩部分的工作：數據采集和數據傳輸。程序 流程圖如圖4所示。

　　當數據采集模塊收到監測中心數據采集命令后，通過射頻無線通訊方式向GPRS數據傳輸終 端發送命令，同時開始計時。如果終端沒有數據返回，超時后上層軟件會重新發送命令，同時， 向監測中心發送異常信號。GPRS數據傳輸終端收到監測中心發來的數據采集命令后，接受并傳 輸數據。數據正常接收完畢后，檢驗數據。當掉線或通信失敗時斷開連接，等待GPRS數據傳輸 終端啟動重新連接，保證數據傳輸的可靠性。必要時，也可通過重新拔號喚醒連接。

　　要實現微處理器通過GPRS模塊上網，必須先對GPRS模塊進行參數設置，通過串口設置以下 參數：

　　①ID號：GPRS數據傳輸終端的ID號，用來區分不同的終端信息。②掉線重撥次數：如果連 接的次數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數據傳輸終端試圖連接到GPRS網絡上，啟動每一輪連接的時間間隔。④端口地址： 設置監測中心的監測的端口地址。⑤IP地址：監測中心主機的IP地址。⑥報警手機號：系統通 過短消息服務中心將報警信息發送到指定的手機上。⑦振鈴喚醒/直接連接：指GPRS數據傳輸 終端連接上網方式。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數據傳輸終端連接監測中心的方式。⑨通信端 口設置：GPRS數據傳輸終端RS232支持1200、2400、4800、9600、19200速率，可以是無校驗、 奇校驗、偶校驗。默認設置參數為9600波特率，無校驗。⑩短信中心號碼：設置發送短信時的 短信中心號碼。

　　2.3.2 數據監測/處理中心管理軟件

　　數據監測/處理中心管理軟件采用Delphi 7.0 開發，實現數據顯示、參數設置、建立網絡連 接及數據的接收、分析與處理等，對每一功能根據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將顯示功能分為2部分：

　　⑴ 數值顯示—顯示某一儀表所有參數最新的數值；

　　⑵ 圖像顯示—顯示某一儀器的某一參數在指定時間間隔內數值變化曲線圖，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。