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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時間:2020-01-10 10:26:40 |來源:網(wǎng)絡轉(zhuǎn)載
本篇文章主要研究了GPRS網(wǎng)絡在智能稱重儀表數(shù)據(jù)中心的實現(xiàn)過程和設計。以手機GPRS網(wǎng)絡為載體,通過GPRS網(wǎng)絡進行遠程控制,為監(jiān)控者的監(jiān)控和設備維修提供了很大的方便。文章著重從智能稱重控制儀表的動態(tài)域名解析、端口映射、pdu模式三個方面進行了設計和實驗。
該系統(tǒng)主要由智能稱重儀表、GPRS模塊( MC55) 、GPRS/Internet網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)管理程序四部分組成。工作流程大致如下:
通信過程的第一步是:建立數(shù)據(jù)中心和儀表之間的通信鏈路。數(shù)據(jù)中心類似服務器端;儀表端即客戶端向服務器請求連接,連接建立后客戶端主動發(fā)送自己的注冊碼(每個客戶端的注冊碼不同)給服務器,這樣就建立起了通信鏈路。
其次是數(shù)據(jù)的傳輸,我們可以通過這個鏈路發(fā)送和獲取儀表的相關(guān)信息。數(shù)據(jù)傳輸過程如下:數(shù)據(jù)由稱重儀表送給GPRS模塊,模塊發(fā)送給GPRS網(wǎng)絡,再通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN傳遞給Internet網(wǎng)絡,處在Internet上的數(shù)據(jù)中心收到來自儀表端的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)中心到達稱重儀表的流程和這個過程正好相反。
此次設計是基于皮帶秤智能稱重儀表而設計的,儀表采用Aduc834芯片 ,芯片內(nèi)嵌A/D轉(zhuǎn)換器,與51指令兼容,可產(chǎn)生大波特率加快數(shù)據(jù)傳輸速度,稱重儀表原理如下:
上位機程序是用VB語言編寫,采用winsock控件作為GPRS模塊和數(shù)據(jù)中心的通信鏈路載體,根據(jù)winsock的連接狀態(tài)參數(shù),可以動態(tài)觀察到儀表是否在監(jiān)控中;后臺數(shù)據(jù)庫支持數(shù)據(jù)的隨時存儲,可以查閱歷史記錄,也可以保存當前記錄,并有當前時間顯示;設置了登錄權(quán)限;數(shù)據(jù)中心和客戶端的聯(lián)系不僅基于GPRS網(wǎng)絡而且也利用手機模塊自身的功能,如打電話或發(fā)信息通知客戶端上線;也可以發(fā)送控制手機模塊的AT指令控制客戶端。
1動態(tài)域名解析
域名解析就是將一個域名解析為一個動態(tài)的IP地址,每次在電腦IP地址發(fā)生改變時,軟件會自動將新的IP地址發(fā)送到DNS服務器或者服務商提供的服務器上,對域名的解析進行修改。也就是當你再次訪問同一個域名的時候, DNS服務器會自動連接變化了的IP地址。由于固定IP數(shù)量有限,且申請固定IP的費用較高,所以普遍用的都是動態(tài)IP,也就是每次掉線之后DNS服務器分配給終端的是不同于上一次登陸的IP。而儀表跟數(shù)據(jù)中心通信時是用IP地址進行訪問的,讓這個變化的IP始終被捕捉到,域名解析就顯得很重要了。[page]
2端口映射
對動態(tài)IP的局域網(wǎng)里的一部普通主機來說,訪問任何一個網(wǎng)站都是可以的,可是外部網(wǎng)絡要訪問這臺計算機就不可能了,因為內(nèi)部的計算機IP地址年第36卷第6期 20 儀表采集通過皮帶秤上的物料產(chǎn)生的速度傳感器和重量傳感器的信號,對其進行放大、濾波后送入微處理器進行A/D轉(zhuǎn)換,微處理器對其進行計算處理,得到通過皮帶秤的物料的重量值。數(shù)據(jù)從儀表傳送給GPRS網(wǎng)絡是通過RS232串口P3.0和P3.1進行發(fā)送和接收的。3 GPRS技術(shù)GPRS-General Packet Radio Service,通用無線分組業(yè)務,是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù),提供端到端的、廣域的無線IP連接,以“分組”的形式傳送資料到用戶手上。由于使用了“分組”的技術(shù),基本上可以實現(xiàn)24小時在線;用戶總是在線且按流量計費,沒有數(shù)據(jù)傳輸不收費,大大降低了成本; GPRS的最大優(yōu)勢在于速度快,目前的GSM移動通信網(wǎng)的傳輸速度為每秒9.6K字節(jié); GPRS接入等待時間短,可快速建立連接,平均為2s。 是自己定義的,局域網(wǎng)外部的訪問者無法識別,而實現(xiàn)內(nèi)部計算機被外部計算機訪問的方法就是端口映射。端口映射功能就是可以讓內(nèi)部網(wǎng)絡中某臺主機對外提供網(wǎng)絡服務,當用戶訪問提供映射端口主機的某個端口時,服務器將請求轉(zhuǎn)到內(nèi)部一提供這種特定服務的主機。利用端口映射功能可以將一臺公網(wǎng)IP地址機器的多個端口映射成局域網(wǎng)內(nèi)部不同機器上的不同端口。理論上可以提供六萬多個端口的映射。實現(xiàn)端口映射常用的方法有兩種:一、可以在網(wǎng)關(guān)上裝上端口映射軟件,給局域網(wǎng)內(nèi)計算機做端口映射;二、可以在寬帶路由器上做端口映射,現(xiàn)在一般的寬帶路由器都有這種功能。而第二種方法是對局域網(wǎng)內(nèi)任何一臺機器都是可以使用的。
3通信鏈路
上位機采用Visual Basic編程, WINSOCK控件 S cience - Technology & Application 組, WINSOCK在信息的發(fā)送端和接收端建立了橋梁,發(fā)送信息和接收信息都很方便。設aa為字符串,則發(fā)送字符串為winsock. sendata aa,接收字符串為winsock. getdata aa。監(jiān)控winsock的連接狀態(tài)winsock. state可以很清楚的知道客戶端是否在線;Winsock偵聽端口:Winsock. localport=XXXXWinsock. listen則可以設定winsock在用XXXX端口進行偵聽,以隨時接收客戶端的連接請求,然后分配空閑winsock進行通信。在偵聽端口的選擇上,一定要選擇空閑可用的端口,不要和計算機本身系統(tǒng)發(fā)生沖突。
4 AT指令
這次設計采用的是SIEMENS公司的MC55手機模塊,模塊通過RS232串口與單片機通訊,每種模塊都有自己特定的AT指令,主要用到的AT指令:
4.5短信的pdu模式
如果沒有建立通信鏈路,而我們又想對遠程稱重儀表進行訪問,我們就可以使用短消息方式進行通信。短消息有Text和pdu兩種模式。使用Text模式收發(fā)短信代碼簡單,實現(xiàn)起來十分容易,但最大的缺點是不能收發(fā)中文短信; pdu模式不僅支持中文短信,也能發(fā)送英文短信。 pdu模式收發(fā)短信可以使用3種編碼: 7-bit、8-bit和UCS2編碼。 7-bit編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符, 8-bit編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息, UCS2編碼用于發(fā)送Unicode字符。pdu碼一般由十三項組成:
A:短信息中心地址長度, 2位十六進制數(shù); (為B和C的長度之和)
B:短信息中心號碼地址類型, 2位十六進制數(shù);
C:短信息中心號碼; (其中短信息中心號碼長度為11位,末位加F,從左數(shù)每兩位交換位置構(gòu)成C段的內(nèi)容)
D:文件頭字節(jié), 2位十六進制數(shù);
E:信息類型, 2位十六進制數(shù);
F:被叫號碼長度, 2位十六進制數(shù); (包括68及號碼長度)
G:被叫號碼類型, 2位十六進制數(shù),取值同B;
H:被叫號碼,長度由F中的數(shù)據(jù)決定; (構(gòu)成方式同第C段)
I:協(xié)議標識, 2位十六進制數(shù); ( 00點對點)
J:數(shù)據(jù)編碼方案, 2位十六進制數(shù); ( 08為uni-code編碼)
K:有效期, 2位十六進制數(shù); ( FF有效期最長)
L:用戶數(shù)據(jù)長度, 2位十六進制數(shù); (每個字符為兩個字節(jié)) AT指令 格式 功能
M:用戶數(shù)據(jù),其長度由L中的數(shù)據(jù)決定。 ( J中 網(wǎng)絡 AT^SICS AT^SICS =conProfileId, conParmTag, conParmValue網(wǎng)絡連接設置AT^SISS AT^SISS=srvProfileId, srv08設定采用UCS2編碼)按此結(jié)構(gòu)構(gòu)建pdu碼即可發(fā)送任何形式的消息。
GPRS網(wǎng)絡應用在智能稱重儀表中,解決了數(shù)據(jù)的無線傳輸問題,在惡劣條件下只要有手機信號的區(qū)域都可以使用;受干擾小,資費低廉;數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性也得到了解決;對監(jiān)控煤礦產(chǎn)量提供了很大的便利。
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[5]馬曉凱,等.計算機網(wǎng)絡技術(shù)及應用[M].冶金工業(yè)出版社, 2004.(作者通訊地址:太原市親賢北街8號瑞和居1號樓1801號郵政編碼: 030006收稿日期: 2007- 09- 12)
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