基于GPRS的远程数据采集传输系统设计

论文摘要

远程数据采集传输系统在工业控制领域中有着十分重要的意义。目前我国许多工业场合,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。传统的远程数据采集传输系统的实现方式一般都需要自己建设并维护有线或无线通信网络,投资和维护费用高。随着通信技术的闩益发展,原有的系统已经不能满足多方面的要求,设计成本更低,利用组网更方便、通信质量更好的通信方式是本课题研究的目的。因此,本文研究的基于GPRS的远程数据采集传输系统,正是利用GPRS终端模块的数据传输及Internet接入功能,实现数据采集终端与监控中心站之间的双向数据传递。本系统以现有的中国移动通信网络为依托,并不需要搭建新网络,后期维护容易、网络用户容易迁移和增加,数据传输按流量计费,这在很大程度上降低了成本;系统可以采用外接电源和电池两种方式供电,对于没有供电线路、环境恶劣的场合仍可使用。论文首先对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。其次,主要对无线模块MC39I和MSP430F149单片机及其外围电路以及监控中心站软件和数据采集终端分站软件进行了重点详细的设计。最后,对设计过程中出现的问题作了总结并提出了解决方案。本研究可用于自来水流量监测系统中,还可以用于煤矿瓦斯含量监测,海水污染情况检测,远程抄表等。因此具有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景和研究意义
• 1.2 国内外远程数据传输的现状和问题
• 1.3 研究的目的和意义
• 1.4 课题的主要工作及论文结构安排
• 第2章 GPRS技术概述
• 2.1 移动通信技术的发展概况
• 2.2 GPRS技术
• 2.2.1 GPRS的体系结构
• 2.2.2 GPRS的传输协议模型
• 2.3 GPRS的网络特性
• 2.4 GPRS的特点和应用前景
• 第3章 方案设计
• 3.1 系统总体结构设计
• 3.2 系统各部分的主要功能
• 3.2.1 数据采集终端的功能
• 3.2.2 GPRS无线通信模块的功能
• 3.2.3 监控中心的功能
• 3.3 GPRS组网方案的选择
• 第4章 系统硬件设计
• 4.1 硬件电路总体设计
• 4.2 微处理器系统设计
• 4.2.1 MSP430F149结构
• 4.2.2 MSP430F149电路设计
• 4.3 GPRS无线数据传输模块MC39I
• 4.3.1 MC39I模块简介
• 4.3.2 MC39I模块接口设计
• 4.3.3 MC39I模块的SIM卡接口部分设计
• 4.4 串口设计
• 4.5 电源电路
• 4.5.1 单片机电源电路
• 4.5.2 MC39I模块电源电路
• 4.6 数据采集模块设计
• 4.7 串行存储接口设计
• 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
• 5.1.2 短消息的编码方式
• 5.2 数据采集终端软件设计
• 5.2.1 单片机初始化模块设计
• 5.2.2 数据采集模块设计
• 5.2.3 存储程序模块设计
• 5.2.4 通信系统工作流程
• 5.2.5 MC39I模块的设置与使用
• 5.3 监控中心软件设计
• 5.3.1 监控管理系统的功能
• 5.3.2 监控中心接收远程GPRS终端数据
• 5.3.3 服务器端利用Winsock接收数据
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录 数据采集终端电路原理图
• 致谢
• 研究生履历