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《畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))-基于gprs 的滑坡地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程監(jiān)測》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、專業(yè)好文檔基于GPRS的滑坡地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程監(jiān)測[作者:文藝遲永濱李吉春原健鐘????轉(zhuǎn)貼自:微計(jì)算機(jī)信息????]摘要:提出了基于GPRS無線傳輸?shù)幕碌刭|(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程監(jiān)測終端系統(tǒng)的方案,根據(jù)實(shí)際功能需求設(shè)計(jì)了以單片機(jī)C8051F040為控制核心的各個(gè)功能模塊,介紹了監(jiān)測終端系統(tǒng)中的GPRS無線傳輸技術(shù)。關(guān)鍵詞:GPRS;滑坡;遠(yuǎn)程監(jiān)測終端1、引言我國是一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的國家,現(xiàn)在國內(nèi)大部分地區(qū)的滑坡現(xiàn)場監(jiān)測手段主要還是應(yīng)用傳統(tǒng)的人工巡回測試、記錄和資料處理。需派技術(shù)人員值班守衛(wèi),需要大量人力資源及資金。此外,災(zāi)害發(fā)生點(diǎn)大多地形險(xiǎn)要,技術(shù)人員現(xiàn)場工作
2、缺乏人身安全保障,且效率低【1-2】。GPRS(GeneralPacketRadioService)是通用分組無線業(yè)務(wù)的簡稱,即是在現(xiàn)有GSM(GlobalSystemForMobile)系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。GPRS通過在GSM網(wǎng)絡(luò)中引入分組交換的功能實(shí)體,以完成用分組方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸,傳輸速率快,同時(shí)支持IP和X.25兩種分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的協(xié)議。GPRS系統(tǒng)也支持移動(dòng)用戶利用分組數(shù)據(jù)移動(dòng)終端接入Internet或其它分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。由于GPRS網(wǎng)絡(luò)具有網(wǎng)絡(luò)接入速度快;能與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)建立無縫連接;支持中高速率的數(shù)據(jù)傳輸;適時(shí)在線
3、,按流量計(jì)費(fèi)的特點(diǎn)【3-4】。所以現(xiàn)在已被應(yīng)用到滑坡地質(zhì)災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域中?;逻h(yuǎn)程監(jiān)測終端系統(tǒng)是整個(gè)地質(zhì)災(zāi)害無線實(shí)時(shí)預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)及核心部分。基于GPRS專業(yè)好文檔無線傳輸?shù)幕碌刭|(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程無線實(shí)時(shí)預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)由滑坡現(xiàn)場多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集局域網(wǎng)系統(tǒng)、無線公用網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程監(jiān)測主機(jī)構(gòu)成。2、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)監(jiān)測終端系統(tǒng)在整個(gè)系統(tǒng)中所起到的作用是“上傳下達(dá)”:將傳感器節(jié)點(diǎn)傳送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、保存、打包并通過無線公網(wǎng)發(fā)送到監(jiān)測主機(jī)系統(tǒng)上。同時(shí),監(jiān)測終端更需要具有適合野外作業(yè)的特點(diǎn),有良好的抗干擾性能和抗雷電、防水等功能,且功耗盡可能低。由于監(jiān)控地
4、點(diǎn)的離散性,系統(tǒng)硬件系統(tǒng)采用星型結(jié)構(gòu),即系統(tǒng)由一個(gè)主控中心和多個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)控點(diǎn)組成。監(jiān)測終端對多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制、數(shù)據(jù)采集和GPS衛(wèi)星定位,現(xiàn)場采用作者簡介:文藝,男,碩士在讀。液晶屏對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示,并通過鍵盤實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互,同時(shí)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過GPRS無線傳輸方式傳送給監(jiān)控中心。2.1、監(jiān)測終端總體設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際的功能需求和現(xiàn)場條件,監(jiān)測終端實(shí)現(xiàn)所需硬件功能模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示:??專業(yè)好文檔?2.2、硬件實(shí)現(xiàn)?由于實(shí)時(shí)監(jiān)控點(diǎn)的分散,主控中心必須通過CAN總線或RS485總線實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控點(diǎn)數(shù)據(jù)采集的輪巡,對測控地點(diǎn)進(jìn)行GPS全球定位,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的GPRS
5、無線傳輸。由于低功耗的需要,整個(gè)主控板總體可采用3.3V低電壓設(shè)計(jì),同時(shí)對外設(shè)實(shí)行電源控制,并在現(xiàn)場提供友好的人機(jī)交互功能。這里著重介紹系統(tǒng)核心和GPRS通信等接口部分。2?2.1、系統(tǒng)核心的選擇綜合考慮系統(tǒng)低功耗的要求,系統(tǒng)需要具備高速的處理速度,完善的外設(shè)功能,故采用SiliconLaboratories公司的C8051F040單片機(jī)作為系統(tǒng)核心。C8051F040在指令集上和傳統(tǒng)MCS-51完全兼容,并新增了一些外設(shè),使得集成度更高,運(yùn)行速度更快,更適合于實(shí)際中的應(yīng)用【5】。系統(tǒng)核心C8051F040利用SJA1000T外部CAN控制器實(shí)
6、現(xiàn)對外部CAN收發(fā)器的控制,結(jié)合內(nèi)建的兩個(gè)串行口和RS485、RS232收發(fā)器實(shí)現(xiàn)信息的傳輸,由內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換接口實(shí)現(xiàn)對外部電壓的監(jiān)測,通過自身的I/O口實(shí)現(xiàn)對外設(shè)的片選和讀寫控制。2.2.2、GPRS通信選用內(nèi)置TCP/IP協(xié)議的GPRS無線通信模塊G200。該模塊利用串口通信通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信,它的最大優(yōu)點(diǎn)是與AT響應(yīng)有關(guān)的操作指令和與網(wǎng)絡(luò)的信息交換都是在G200模塊內(nèi)部自動(dòng)完成。GPRS模塊上電后,自動(dòng)登錄到GPRS網(wǎng)絡(luò),并長期附在網(wǎng)絡(luò)上,不需要撥號(hào)上網(wǎng)的時(shí)間,具有很高的實(shí)時(shí)性。使用GPRS模塊組成點(diǎn)對多點(diǎn)的通信系統(tǒng)的示意圖如下圖
7、2所示:專業(yè)好文檔當(dāng)主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)給GPRS主模塊時(shí)GPRS模塊將信號(hào)發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)中,主設(shè)備必須指明數(shù)據(jù)的目的地址,上圖中的網(wǎng)絡(luò)才能選擇數(shù)據(jù)傳送的路由,處理及傳送這一組數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)將這一組數(shù)據(jù)傳送到目的GPRS從模塊后,目的GPRS模塊將這一數(shù)據(jù)傳送給連接的從設(shè)備。GPRS模塊與上位機(jī)間的通信是靠串口連接的。串口的數(shù)據(jù)傳輸格式分為格式傳輸和透明傳輸兩種。此外,GPRS模塊支持RS232、RS485、和TTL電平接口標(biāo)準(zhǔn)。在本監(jiān)測終端系統(tǒng)中,采用多點(diǎn)GPRS系統(tǒng)通訊,通訊架構(gòu)采用主從問答方式通訊,主機(jī)通過分時(shí)的方式依次獲得從機(jī)采集數(shù)據(jù)。主機(jī)是
8、PC機(jī),通過COM串口控制主GPRS模塊向各個(gè)從機(jī)發(fā)送控制命令并獲得各個(gè)從機(jī)的數(shù)據(jù);從機(jī)是單片機(jī)C8051F040,通過RS232接口控制從GPRS模