基于GPRS远程电能数据采集系统的开发与研究

摘要

随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，家庭计量仪表越来越多，电表、水表、气表大量地出现在人们的生活中，抄录工作变得越来越繁重。同时，不同公司的抄表方式各自为政，传统的抄录模式已跟不上社会发展的要求。远程电能采集系统是指采用计算机技术和通信技术自动读取和处理表具数据的一种手段，是提高电能管理部门自动化水平的需要，也是计算机技术和通信技术迅速发展的必然。它不仅可以减轻抄表人员的劳动强度，降低人为因素造成的抄表差错，而且具有抄收速度快、抄表实时性好等优点。通用分组无线业务(GPRS)技术又将互联网等宽带数据网络与无线通信网络连接在一起，GPRS的应用范围很广，可以用于开发互联网、移动性管理以及无线采集等方面。鉴于GPRS的特点提出了把GPRS用于远程电能采集的新观点。 首先，针对GPRS在无线监控数据传输方面的应用，提出一种基于新兴的GPRS技术的自动抄表方案。该方案利用GPRS的Intemet接入功能，在Intemet上设置一个中心服务器，负责与GPRS终端设备的通信，实现数据的实时采集和传输。 其次，分析了GPRS技术的诸多国际协议，提出了GPRS建立数据业务的技术难点和要求，总结并归纳了在GPRS网络上建立PPP连接的几种实现方式，确定了本课题研究的技术路线和设计思路；研究了基于GPRS的组网方式，提出了GPRS网和Internet结合构建电表数据采集系统的合理性及其具体实现方案，解决了数据中心接入Internet的两个关键技术——动态域名和端口映射；研究了国际点对点(PPP Point-to-Point Protocol)协议，揭示了建立PPP连接的实质，提出了精简实现PPP连接的软件设计思路，并研究了在PPP协议框架中嵌入TCP/IP协议进行数据传输的实现方式。 最后，将嵌入式系统与嵌入式Linux技术相结合，在ARM7TDMI核的ARM微处理器S3C44BOX上，建立了系统的软硬件平台，对上层、下层通讯方式进行了详细的阐述，以及不同通讯方式的优缺点；详细阐述了GPRS无线远程电能采集系统各模块电路的实现和GPRS模块的拨号程序设计，设计了拨号程序流程图，编写了具体的应用程序；完成了抄表采集控制器中μCLinux系统的建立和软件设计，重点包括μCLinux系统驱动程序的设计。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1电能采集系统概述

1.2电能采集常见方法及特点

1.3国内外电能采集系统研究现状

1.3.1国外电能采集系统研究现状

1.3.2国内电能采集系统研究现状

1.4本文所做的工作

1.5本文设计的远程电能采集系统的结构原理

2 GPRS通讯传输技术

2.1 GPRS技术概述

2.2 GPRS数据传输的网络结构

2.3 GPRS网络与外部数据网的接口规程

2.3.1 GPRS与外部网络通过IP规程连接

2.3.2 GPRS与外部网络通过PPP规程连接

2.4 GPRS网络的特点与应用

3 GPRS网络和远程电能数据传输方案设计

3.1 GPRS数据传输的组网结构

3.2数据中心和GPRS网络接入方式的四种方案

3.3本课题数据中心传输方案构架

4远程电能采集终端数据传输方案的设计与实现

4.1嵌入式系统概述

4.2远程电能采集终端的硬件开发平台

4.3嵌入式终端系统的软件开发

4.3.1 μCLinux嵌入式操作系统及其特点

4.3.2 μCLinux与Linux的区别

4.4开发环境的建立

4.5 μClinux下的设备驱动及串口通信程序设计

4.6 RS-232接口和RS-485接口实现

5 GPRS终端模块

5.1基于MC35i模块的设计

5.2 GPRS终端软件功能设计

5.2.1 GPRS终端拨号上网的程序设计

5.2.2 GPRS终端建立PPP连接的程序设计

5.3通讯协议及软件的具体实现

5.4终端模块的设置程序

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

在读期间发表的学术论文

作者简介

致谢