基于GPRS的仪表数据采集与监控系统

论文题目: 基于GPRS的仪表数据采集与监控系统

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械电子工程

作者: 陈文荣

导师: 傅新

关键词: 通用分组无线业务,流量计,仪表,数据采集系统,监控系统,动态域名,端口映射,点对点协议,数据中心,域名系统

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文针对通用分组无线业务(GPRS)通信技术在仪表数据采集的应用中所面临的诸多问题,在以下儿方面进行了较为系统的研究工作:首先研究和分析了GPRS技术的诸多国际协议,提出了GPRS建立数据业务的技术难点和要求,总结并归纳了在GPRS网络上建立PPP连接的几种实现方式,确定了本课题研究的技术路线和设计思路;其次研究了基于GPRS的组网方式,提出了GPRS网和Internet结合构建仪表数据采集系统的合理性及其具体实现方案,解决了数据中心接入Internet的两个关键技术——动态域名和端口映射;再次研究了国际点对点(PPP)协议,揭示了建立PPP连接的实质,提出了精简实现PPP连接的软件设计思路,并研究了在PPP协议框架中嵌入TCP/IP协议进行数据传输的实现方式;最后从GPRS终端的软硬件实现和数据中心的软件编写等方面完成了基于GPRS的数据采集系统。论文共七章,分述如下: 第一章分析了仪表数据采集所用传统方法的优缺点;介绍了本课题研究的内容和解决的问题。 第二章介绍了GPRS的特点,详细解析了GPRS网络各功能块和接口及它们之间的关系,从GPRS系列国际通信协议中归纳出GPRS网络与外部数据网的接口规程;分析了GPRS网和Internet的连接关系,以及网数据通信的实现方式,并提出本课题的总体思路。 第三章讨论了仪表数据采集系统的几种组网方式,重点分析了数据中心接入Internet的各种方式,以及架构网络的两个关键技术——动态域名和端口映射的原理与实现。 第四章主要介绍了GPRS终端的硬件设计,包括三星ARM7内核微处理芯片S3C44B0X的最小系统设计,以及在此最小系统中嵌入GPRS模块MC35i和RS485接口的硬件设计。 第五章按照GPRS终端拨号上网所需过程,结合工程实例分节阐述了GPRS终端的拨号软件设计。具体讨论AT指令以及如何用AT指令让MC35i拨号上网;介绍点对点协议(PPP)原理和实质以及建立PPP连接的程序实现。 第六章讨论如何在PPP中嵌入TCP/IP(主要介绍UDP和TCP)数据包,介绍UDP应用的一个实例——DNS查询程序,介绍GPRS终端如何采集仪表数据并嵌入到UDP协议中进行可靠数据通信的程序设计。 第七章介绍数据中心的软件设计。首先介绍了在原有UDP协议上自定义的通信协议;然后分析了数据中心程序设计流程图;最后通过例子说明了数据中心用户界面的设计。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 用于仪表数据采集的常见方式及其特点

1.2 数据中心和GPRS终端的设计技术

1.3 本课题研究的内容、解决的问题及意义

1.2.1 本课题研究的内容

1.2.2 本课题解决的问题

1.2.3 本课题的研究意义

第二章 GPRS概述

2.1 GPRS特点

2.2 GPRS网络的各功能块和接口及它们之间的关系

2.3 GPRS网络与外部数据网的接口规程

2.3.1 GPRS与外部网络通过IP规程连接

2.3.2 GPRS与外部网络通过PPP规程连接

第三章 基于GPRS仪表数据采集系统的组网

3.1 本论文所设计系统的几种组网方式

3.2 数据中心接入网络的两个关键技术——动态域名和端口映射

3.2.1 动态域名

3.2.2 端口映射

第四章 GPRS终端硬件设计

4.1 GPRS终端的各功能块的总体介绍

4.2 GPRS终端各功能块的具体硬件设计

4.2.1 基于S3C44BOX的最小系统硬件设计

4.2.2 MC35i与MCU的接口电路设计

4.2.3 基于S3C44BOX的RS485总线接口设计

第五章 GPRS终端建立PPP连接的程序设计

5.1 GPRS终端的软件功能概述

5.2 MC35i拨号程序设计

5.3 建立PPP连接的程序设计

5.3.1 PPP协议的简介

5.3.2 建立PPP链接的三阶段协商及其状态机

5.3.3 建立PPP连接的具体实例

第六章 GPRS终端传输仪表数据的程序设计

6.1 在PPP协议包中嵌入UDP、TCP数据包

6.1.1 嵌入UDP协议包

6.1.2 嵌入TCP协议包

6.2 动态域名功能的嵌入

6.3 GPRS终端的具体软件实现

第七章 数据中心软件设计

7.1 本系统自定义的协议

7.2 数据中心用户界面设计

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢

发布时间: 2005-10-08

参考文献

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