基于GPRS的远程无线监控系统

论文摘要

远程监控系统在工业控制领域中有着十分重要的意义。在许多工业场合,尤其是对于一些分散的、无人值守的现场,需要对数据进行定时采集,以便及时了解现场的情况,并根据情况发送一些简单的控制命令。传统的远程监控系统的实现方式一般都需要自己建设并维护有线或者无线的通信网络,投资和维护费用高。随着通信技术的发展,原有的远程监控系统已经日益不能满足多方面的要求,我们需要成本更低,通信质量更好的通信方式。因此,本文提出了一种基于GPRS(General Packet Radio Service)的无线远程监控系统。在以基于GPRS无线远程监控系统架构的基础上,设计了瓦斯防爆的无线远程监控系统,并对其作了一些探讨和研究。具体内容如下:该系统以GPRS网络作为远程信号的传输平台。首先对GPRS网络体系结构和工作原理以及网络协议及其程序实现作了详细的讲解,并且对比了GPRS和GSM网络的通信方式和优缺点。由于通信的建立、数据的接受和发送是通过AT指令来实现的,因此简单介绍了常见的AT指令及其使用方法。其次,我们介绍系统的硬件设计,对主要硬件无线模块MC35和MSP430F149单片机及其外围电路设计进行了重点详细的讲述。硬件的设计主要分为两个部分——监控中心站和远程监控分站,重点介绍远程监控分站的硬件设计和系统组成。接着我们介绍了系统的软件设计,主要包括监测中心站软件设计和远程监控分站软件设计。并且对设计过程中的难点进行详细介绍和分析。论文的最后部分结合GPRS远程无线监控系统设计出一套基于GPRS的瓦斯防爆监控系统,并给出了此系统应用领域的一些探讨和研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 远程监控系统发展现状
• 1.3 课题的主要工作及论文结构安排
• 第2章 GPRS 网络结构与工作原理
• 2.1 GPRS 网络通信概述
• 2.1.1 GPRS 的现状与发展
• 2.1.2 GPRS 的特点与优势
• 2.2 GPRS 系统组成及相关接口
• 2.3 GPRS 网络工作原理
• 2.3.1 分组数据路由及传输
• 2.3.2 信令协议平台
• 2.4 GPRS 应用
• 2.5 本章小结
• 第3章 网络协议原理及程序实现
• 3.1 TCP/IP 协议族简介
• 3.2 UDP 协议
• 3.2.1 UDP 协议功能
• 3.2.2 UDP 报文格式
• 3.3 IP 协议
• 3.3.1 IP 报文格式
• 3.3.2 IP 首部定义
• 3.3.3 首部检验和方法
• 3.4 PPP 协议
• 3.4.1 PPP 协议简介
• 3.4.2 PPP 数据帧格式
• 3.4.3 PPP 会话的四个阶段
• 3.4.4 PPP 协议中的验证机制
• 3.4.5 PPP 协议的实现
• 3.5 本章小结
• 第4 章系统硬件设计
• 4.1 系统总体结构设计
• 4.2 监控中心站硬件设计
• 4.2.1 监控中心站服务器
• 4.2.2 企业内部局域网
• 4.2.3 数据库服务器
• 4.3 远程监控分站硬件设计
• 4.3.1 MSP430F149 结构概述
• 4.3.2 液晶显示
• 4.3.3 键盘功能
• 4.3.4 串行通信
• 4.3.5 A/D 转换功能
• 4.3.6 GPRS 无线通信模块MC35
• 4.3.7 MC35 与MSP430F149 的连接
• 4.4 本章小结
• 第5章 系统软件设计
• 5.1 系统软件设计基础
• 5.1.1 常见AT 指令及使用方法
• 5.1.2 Microsoft VB6.0
• 5.1.3 单片机软件开发环境
• 5.2 监控中心站软件设计
• 5.3 远程监控分站软件设计
• 5.3.1 初始化部分
• 5.3.2 实现过程中的难点
• 5.3.3 A/D 转换部分
• 5.4 本章小结
• 第6章 GPRS 远程监控系统在瓦斯防爆中的应用
• 6.1 引言
• 6.2 系统的总体结构与功能
• 6.2.1 系统的总体结构
• 6.2.2 系统的主要功能
• 6.3 系统各部分详细分析
• 6.3.1 下位机监控及数据采集部分
• 6.3.2 监控中心部分
• 6.4 监控中心系统的优化配置
• 6.5 系统的性能分析及结论
• 6.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介