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1、基于GPRS與CAN總線的水情智能監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)王俊飛，朱里紅(成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，四川樂山614000)摘要：本文研究并開發(fā)了一種現(xiàn)場采用CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，而利用GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪h(yuǎn)程水位實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)借助成熟的GPRS無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)，結(jié)合TCP/IP通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了CAN總線報(bào)文和IP協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換并通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)傳輸CAN總線報(bào)文信息，進(jìn)而對水庫、河流等水情進(jìn)行實(shí)時(shí)、可靠的監(jiān)測。關(guān)鍵詞：GPRS；CAN總線；水位監(jiān)測系統(tǒng)[中圖分類號]TP273[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]ADesignand
2、ImplementofTheWaterSmartMonitoringSystemBasedonGPRSandCAN-BusWANGJun-feiZHULi-hong(TheEngineering&TechnicalCollegeofChengduUniversityofTechnology,Leshan614000,China)Abstract:ThispaperdevelopedaremotewaterlevelrealtimemonitoringsystemwhichadoptsCAN-buscollectingtheda
3、ta,andtheGPRSmoduleisusedtotransmitthedata.WithadvancedandreliableGPRSwirelesscommunicationandTCP/IPcommunicationsprotocol,ThesystemcanMutualconversebetweenCAN-BusmessageandIPagreement,andcantransmitCAN-busmessagebyGPRSWirelessnetworkandInternet,Andreliablemonitorwa
4、ter-levelofriversanddamsinrealtime.Keywords:GPRS;CAN-Bus;Thewatermonitoringsystem.引言我國地域遼闊，地形復(fù)雜，氣候變化無常，河流來水量變化劇烈，水、旱災(zāi)害發(fā)生頻繁，大小洪水連年不斷。報(bào)汛不及時(shí)，水情不明是導(dǎo)致災(zāi)情加重的重要原因，水情信息是防汛抗旱決策的重要依據(jù)。它的實(shí)時(shí)性和可靠性是決策實(shí)時(shí)性、科學(xué)性的前提[1]。水情信息的及時(shí)采集可以對洪澇災(zāi)害實(shí)施有效的監(jiān)測和預(yù)警；建立一套經(jīng)濟(jì)實(shí)用的、符合我國國情的水情采集傳輸系統(tǒng)勢在必行。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用C
5、AN總線和GPRS技術(shù)，具有費(fèi)用低廉、建設(shè)周期短、可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)，提高了測報(bào)速度、預(yù)報(bào)精度，擴(kuò)大了測報(bào)范圍和內(nèi)容。動態(tài)實(shí)時(shí)地監(jiān)測水位、雨量等水情信息，對防汛、抗旱及水資源合理利用起到重要作用。1GPRS系統(tǒng)與CAN總線的簡介1.1GPRS系統(tǒng)概述GPRS(GeneralPacketRadioService)是在GSM系統(tǒng)上發(fā)展起來的一種無線分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)[2]，由于GPRS自身的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢，GPRS在遠(yuǎn)程監(jiān)控中具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。首先，作為無線系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)上比有線系統(tǒng)簡單容易，尤其在水庫、河流等環(huán)境比較惡劣、分布偏
6、遠(yuǎn)的野外地區(qū)。其次，系統(tǒng)利用率高，可以同時(shí)監(jiān)控多個(gè)被監(jiān)控對象，減少了系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)和人員維護(hù)，可實(shí)現(xiàn)野外無人值守。同時(shí)，能提供端到端廣域的無線IP連接。用戶可以通過全球移動通信系統(tǒng)，以無線連接的方式方便、快捷地接入固定IP網(wǎng)絡(luò)，利用公網(wǎng)不需自建和維護(hù)通信網(wǎng)[3]；結(jié)合水位數(shù)據(jù)傳輸突發(fā)性、間斷性、頻繁性和實(shí)時(shí)性特點(diǎn)，系統(tǒng)選用成熟的GPRSDTU(dataterminalunit)作為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊，將水位和降雨量等信息形成IP數(shù)據(jù)后通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行恼居?jì)算機(jī)，保證數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確傳輸?shù)那疤嵯?，將系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用降到最低。1.2
7、CAN總線技術(shù)CAN(ControllerAreaNetwork)即控制器局域網(wǎng)，是一種有效支持實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，與一般的通信總線相比，CAN總線具有先進(jìn)的主網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)時(shí)性好，通訊距離遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)傳輸速率快，具有較好的差錯(cuò)控制能力，可靠性高、系統(tǒng)容量大、擴(kuò)充容易、安裝方便、維護(hù)費(fèi)用低、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，特別適用控制節(jié)點(diǎn)多，分布較散的監(jiān)控場所[4]。因此，本設(shè)計(jì)采用CAN總線來實(shí)現(xiàn)對水情信息的采集，可提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。2系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架該水情自動監(jiān)測系統(tǒng)采用“分散監(jiān)測、集中處理”的模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)由現(xiàn)場
8、水情遠(yuǎn)程終端監(jiān)測基站、GPRS通信網(wǎng)絡(luò)和水情遙測中心站三大部分構(gòu)成。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示?，F(xiàn)場需要采集的水位、雨量等水情數(shù)據(jù)，通過相應(yīng)的傳感器連接到CAN網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。GPRS遠(yuǎn)程傳輸部分主要是將已采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過壓縮整理，再由GPRS模塊經(jīng)GPRS和Interne
