采用GPRS技术传输控制系统数据研究

来源:nylw.net 作者:曹琼 发表于:2015-10-27 11:28  点击:
【关健词】控制系统;数据传输;GPRS
摘 要:数据传输对控制系统精确控制有着至关重要的作用,系统对数据传输的要求是稳定、快速、准确,传输设备造价低且维护成本低。传统的有线传输方式已不适合,因此现在控制系统多采用无线传输方式进行,其中GPRS由于有适用于非连续、实时的、高频的、数据包较小的数据传输等优点常被采用。

         当前各种控制系统中,各类测量值与中间数据的传输常会使用有线信号传输的方式,这会面临很多问题。诸如:数据处理延时,线路的布置成本上升,总线需要较高的驱动能力、传输效率受到距离的制约、信号的反射现象与衰减现象频繁;有些自然条件的影响也会降低其效率,引起不可预知的故障,返修维护成本上升等。由于有线通信方式在数据传输中的不足,及现在无线传输的普及和人们的使用习惯,可以用无线通信方式代替有线通信方式。目前比较普遍的无线通信方式有三种:WLAN(无线局域网)、Bluetooth(蓝牙技术)、GPRS技术。
WLAN是当今常用的技术,但不适用于远距离数据传送,还存在许多不足;蓝牙技术是一种新兴的、发展较快的无线技术,适用于各终端处于近距离时的数据输送过程,但受到距离的制约且不能摆脱对有线终端的依赖,所以在系统中注定无法成规模地应用WLAN和蓝牙技术。
一、GPRS概述
全称是“通用无线分组业务”,它的前身是应用广泛的GSM技术。GPRS采用分组交换的系统,而GSM采用的是电路交换的系统。在信号较少、不连续、实时连接的通信要求下GPRS更加适合,有时也可以用于传输较大的数据,因为满足这些要求它广泛适用于移动网络。
二、GPRS优点
由于多年来大力发展GSM技术,其信号覆盖范围非常广,已有的较为完善的电信通信网络为基础,利用其区域大、费用低、通信网络建立方便的优点;具有较高的传输速率,而经过改良后的新一代技术(EDGE)的传输速率可超过380Kbps,在局域网内甚至可以达到2Mbps的传输速率;登录耗时较短,GPRS连接网络响应时间很短,平均时间约两秒;实现全天候通信服务,几乎是“随时在线”的状态;资费的消耗根据发生流量计算,未有流量的发生或者说没有进行数据传输时,是不会产生费用的。因为具有这些特点,GPRS适用于非连续、实时的、高频的、数据包较小的数据传输。
三、GPRS的数据传输协议、GPRS通信的AT命令实现
(1)GPRS的数据传输协议
TCP/IP协议是当今规模最大的信息网络Internet的基础,同时可作网络通信协议。通信协议的支持是数据传输的基础,可实现将信号从采集端发送到处理中心,常用的协议如TCP/IP、PPP等。
(2)GPRS通信的AT命令实现
联合发布了AT命令,它的本质是Modem的接口标准的集合,目的是实现控制Modem,使其完成拨号过程。AT命令的使用,设备可以完成多种功能与业务。由于编制GSM的时间先后顺序差异,通信模块来自于各个生产商,其中编写的AT命令都或多或少地存在差异。
AT命令并不复杂,学习门槛较低。AT命令的应用是完成数据传送的关键步骤,具体如下:基本设置:AT+IPR,确定传输速率,一般其波特率是9600b/s;AT+CGDCONT,设置接入网关;AT+CGACT,激活GPRS功能。建立连接:AT+MIPCALL,建立无线链接;AT+MIPOPEN,打开一个SOCKET。 收发信息:AT+MIPSEND,发送文字;AT+MIPPUSH,读取文字。关闭连接:AT+MIPCLOSE,关闭此SOCKET;AT+MIPCALL,关闭无线链接。
四、GPRS模块与系统通信
这里以GPRS模块与测量温湿度系统中单片机通信的工作为例,具体流程如下:使用温感元件等获取待控制环境的温度与湿度参数,虽然这些测量值都是不恒定的,对一个温控操作达标的系统而言,这些湿度与湿度参数的波动区域应该是适合植物生存区间的子集。单片机通过RS232标准,把获取的一系列参数变换为特定的数据,并将它推送给GPRS通信模块,该模块可完成同GSM基站的连接通信,然后发生与GGSN的通信,GGSN的功能是处理收到的数据。以GPRS建立的网络为媒介,可以将数据打包传输至CMNET,再通过运营商提供的GSN,把待传输数据上传至Internet,与此同时,定位某个固定IP的上位PC机。因为GPRS工作进行的依据是定位IP,于是上位PC仅要连接上互联网,同时有对应的公网IP就行。此时可以通过上位机实时观测被测参数的信息实时数据保存在上位PC机中,供使用者对数据进行处理。
综上GPRS信号传输技术基于搭建完备、使用较为成熟的公网,用它进行信号的传输时节约成本、缩短延时、实时在线、覆盖区域广等优势明显,控制系统中数据传输可采用GPRS。
参考文献:
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