基于GPRS的大气电场仪传输监控系统

摘要

大气电场仪是一种能够感应电场强度信息的仪器，大气电场强度对在雷电的监控预测中起到了很大的作用。南京信息工程大学电子与信息工程学院研究制成了大气电场仪。本文主要研究大气电场仪监测数据的采集并将相关数据传送到上位PC机，建立相应的数据保存，数据统计，数据查询，大气电场时间演变曲线显示，报警提示等功能。
　　 传输监控网络有很多种，可以分为有线和无线两种传输方式。有线传输方式有RS232，RS485和网线等，无线传输方式有GPRS，CDMA，GSM，蓝牙等。本文选用GPRS无线传输的方式，GPRS是第二点五代蜂窝通信系统，其在中国覆盖率高，收费合理，信号强度好，这种方式可以节约更多的人力物力和财力，更方便建立多站点的监控传输网络。南京信息工程大学属于公网，也有静态的IP地址，相对于专线方式，域名方式和GPRS内网方式，GPRS的公网静态IP显然要更贴合本研究的实际，更实惠也更稳定。
　　 所以本文的研究监控传输流程是电场仪的单片机采集数据，通过RS232串口发送给GPRS模块，GPRS模块对数据按照通信协议进行打包，由GPRS网络发送至Internet网络。GPRS模块通过保存的上位中心公网IP地址及端口号等参数，向上位中心按设定好的TCP协议方式发起通信请求。在得到中心的响应后，GPRS模块即认为与中心握手成功，然后就保持这个通信连接一直存在。TCP通信连接建立后，就可以进行数据双向通信了。比如上行通信时，GPRS模块一接收到大气电场仪通过RS232传来的串口数据，就把它封装在一个TCP包里，发送给上位中心，反之亦然。上位中心机在接收到下位机传输来的数据后，就会进行一系列的数据转换，数据保存，曲线显示，报警，查询和统计等动作。
　　 本文的研究内容主要包括以下四大块：(1)大气电场仪下位远程控制终端的设计，主要是串口部分和单片机控制部分；(2)GPRS模块通信部分的设计；(3)上位机数据库设置软件的设计；(4)上位机数据终端监控软件的设计，包括数据接收，数据处理，实时显示，数据保存，数据查询等。
　　 论文的引言部分，讲述研究背景，内容等；系统总体设计部分，讲述关键部分的设计和选择；下位数据发送部分的设计，讲述单片机和GPRS模块的通信连接；上位数据接收部分的设计，讲述数据处理方式；最后是软件应用部分和总结部分。
　　 通过本文的研究基本实现了大气电场仪监控传输网络的接收要求，软件应用也证明了可以满足监控网络的需要，希望对以后的完善和发展能提供一些借鉴作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 引言

1.1课题背景

1.2研究目的和意义

1.3国内外研究发展现状

1.4研究内容

第二章 GPRS通用分组协议技术的基本原理

2.1概念

2.2网络结构

2.3 TCP／IP协议栈

2.4优点

第三章 基于GPRS的大气电场仪传输监控系统方案的设计

3.1系统设计方向

3.1.1设计任务

3.1.2设计原则

3.2系统方案设计

3.2.1无线和有线的选择

3.2.2无线组网方案设计

3.2.3单片机和模块间通信方案的设计

3.2.4传输层协议的选择

第四章 电场仪传输监控系统下位传输模块设计

4.1硬件模块

4.1.1 GPRS DTU简介

4.1.2 H7118C GPRS DTU硬件结构

4.1.3 GPRS DTU终端设置

4.1.4 GPRS DTU与单片机接口设计

4.2软件模块

第五章 电场仪传输监控系统上位监控中心模块设计

5.1开发工具概述

5.1.1编程软件

5.1.2数据库软件

5.2上位机实时处理部分设计

5.2.1调用站点信息表设置

5.2.2数据通信协议格式

5.2.3服务参数、文件保存、报警声音设置

5.2.4实时接收

5.2.5实时显示

5.2.6实时报警

5.2.7实时保存

5.2.8实时终端参数设置

5.3上位机非实时处理A部分-数据库配置软件

5.3.1 BDE与ADO数据访问技术

5.3.2 INI配置文件

5.3.3数据库配置软件程序实现

5.4上位机非实时处理B部分-主软件数据查询、统计和维护

5.4.1数据查询

5.4.2数据统计

5.4.3数据维护

第六章 总结

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

附录1上位监控软件使用说明