基于GPRS无线远程水文监控检测系统的技术研究与实现

论文摘要

随着通信技术的发展,无线通信网络在工业数据传输中的应用也日益多起来。在一些边远地区的水域、矿厂、油田或者其他单位,由于地形不便等原因无法架设有线网络,所以原来都是采用专业人员手工采集数据。在中国移动推出2.5代技术GPRS服务之后,借助GPRS网络可以使工业数据传输的费用大大降低,所以基于GPRS网络的数据传输系统成为一种比较理想的数据传输方式,本文针对我国水利部门的管理体制和实际情况,对目前国内外的水情监控系统数据通信方案和结构进行了全面分析、比较和总结,并根据我国实际特点提出了一种适合我国国情的基于GPRS远程无线水文监控检测管理系统的方案。由于国内水文监控系列产品种类很少,国外的又价格昂贵,因此使水文监控检测系统国产化,开发功能完善、性价比高的系统对于水利部门的意义非常重大。嵌入式系统技术是当前一个技术热点,并越来越广泛的应用于工业控制、无线通信、网络应用、消费类电子、成像和安全等领域。GPRS技术的发展,其应用也扩展到了工业、控制等领域,并且会在将来取得更加广泛的应用。随着科学技术的进步,将嵌入式系统和GPRS技术应用于水利事业的监控检测是非常有意义的工作。本课题即运用当前的技术,开发了无线远程水文监控检测系统。整个系统由移动数据采集终端和中心服务器两大部分组成。其中移动采集终端由水文传感器组成,负责4-20mA水文信息电信号的采集、滤波及A/D变换,并将监测点的信号通过GPRS网络实时的传送到中心服务器。移动终端和中心服务器之间采用了客户端/服务器的体系结构,两者之间通过建立在TCP/IP协议基础上的面向连接的套接字通信,保证了水文信息传输的正确性。中心服务器负责实时显示,并自动保存水文数据,同时工作人员可以方便的对水文数据进行查询、删除和打印等操作,通过实际测试,本系统达到了满意的预期效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出及研究意义
• 1.2 国内外相关技术现状及研究背景
• 1.2.1 国内水文监测系统建设的发展现状
• 1.2.2 水文监测领域的发展方向
• 1.2.3 GPRS 背景概述
• 1.2.4 GPRS 优点以及应用领域
• 1.3 新型水文监测系统的优势
• 1.4 本文主要工作
• 第二章 无锡贡湖水域监测系统的分析与评估
• 2.1 系统建设的必要性
• 2.1.1 系统建设是防洪减灾的需要
• 2.1.2 水资源配置和水环境保护的需要
• 2.1.3 地方经济发展的需要
• 2.2 系统建设原则和设计目标
• 2.3 系统总体结构与功能要求
• 2.3.1 系统总体结构
• 2.3.2 系统功能要求
• 2.4 系统监测范围选择
• 2.4.1 监测水域的选择
• 2.4.2 监测站布局
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于GPRS 无线传输数据系统的原理
• 3.1 系统的分析
• 3.1.1 GPRS 协议结构
• 3.1.2 网关的功能
• 3.1.3 网关模块
• 3.2 网关的设计
• 3.2.1 网关系统结构
• 3.2.2 UAP 及数据库的设计
• 3.2.3 网关系统模块处理
• 3.3 网关系统的实现
• 3.3.1 TCP 连接程序部分详细设计
• 3.3.2 UAP 协议处理模块
• 3.3.3 数据连接部分设计
• 3.3.4 网关系统的执行
• 3.4 对比结果
• 3.5 本章小结
• 第四章 水文监测系统硬件调试
• 4.1 水位信息传感器的原理与设计
• 4.1.1 水位传感器的比较与选取
• 4.1.2 水位传感器结构及工作原理
• 4.1.3 水位传感器技术参数
• 4.2 水位信息传感器的功能调试
• 4.2.1 系统工作方式
• 4.2.2 系统建设进度
• 4.2.3 硬件安装与测试
• 4.3 GPRS 数据终端功能与原理
• 4.3.1 GPRS 数据终端功能分析
• 4.3.2 GPRS 数据终端结构原理
• 4.3.3 应用接口
• 4.3.4 工作状态说明
• 4.4 GPRS 数据终端连接调试
• 4.4.1 数据中心服务器端配置
• 4.4.2 数据终端参数配置
• 4.4.3 数据终端与中心服务器连接
• 4.4.4 数据收发传输测试
• 4.5 本章小结
• 第五章 水文监测系统软件设计与综合测试
• 5.1 软件系统的需求分析
• 5.1.1 软件框架设计
• 5.1.2 软件系统功能
• 5.2 软件通信实现
• 5.2.1 系统组网方案选择
• 5.2.2 Visual Basic 网络编程
• 5.3 系统数据管理及界面编程与测试
• 5.3.1 系统管理登陆界面与测试
• 5.3.2 系统数据发送接收界面与测试
• 5.3.3 系统数据管理界面与测试
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A：作者在攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录B：本课题水文监测系统实物图