GPRS技术在远程监控系统中的应用.pdf
ISSN 1008-9446CN13-1265/TE?承德石油高等专科学校学报Journal of Chengde Petroleum College?第 6卷第 3期,2004 年 9 月Vol.6,No.3,Sep.2004GPRS 技术在远程监控系统中的应用甄玉杰1?,李振武2,李长久1(1.承德石油高等专科学校 电气与电子系,河北 承德?067000;2.承德市广播局 1085 电台,河北 承德?067000)摘要:GPRS技术是近两年发展起来的基于GSM 系统的通讯技术,并已日益广泛地应用于工业控制领域。本文介绍了如何构建基于 GPRS 技术的监控系统,并介绍了服务器端进行连接管理的方法,给出了用Delphi5.0 实现的编程。关键词:GPRS;远程监控;TCP/IP;Winsocketr;Delphi;Completionport中图分类号:TN929.532?文献标识码:B?文章编号:1008?9446(2004)03?0037?03Application of GPRS in Remote Monitor&Control SystemZHEN Yu?jie,LI Zhen?wu,LI Chang?jiu(1.Department of Electrical&Electronic Engineering,Chengde Petroleum College,Chengde,067000,China;2.Chengde Broadcasting Bureau,Chengde 067000,China)Abstract:GPRS is a kind of new CommunicationTechnique based on the System of GSM,and is ap?plied widely in the fieldof industry control.This paper introduces how to build theMonitor&ControlSystem based on GPRS,and presents the method of linking and managing server terminals aswell asproject items realized by Delphi5.0.Key words:GPRS;remote monifor&control;TCP/IP;Winsocket;Delphi;Completionport1?常用远程数传方式简介目前常用的远程数传方式有以下几种:1)无线数传电台(无线 MODEM):对数字信号调制后,利用国家无线电管理部门规定的工业频段(MHz?MHz)传送。传输距离一般为几十公里,通信网络由用户自己搭建和维护。2)工业调制解调器(有线MODEM):对数字信号调制后,利用公用市话网络采用拨号方式实现点对点的数据传输。这种方式传输距离不受限制。但连接速度慢,后期使用成本较高,不适合实时监控。3)GSM 短信数传设备:这是一种基于GSM 短信机制的数传方案,利用国家移动通讯网络实现数据传输。这种方式存在数据帧长度的限制(140 字节/帧),并且是非实时的。4)GPRS 无线数传设备:这也是一种利用国家移动通讯网络实现数据传输的方式,但它与短信方式有着本质区别。是近两年发展起来的通讯技术,已日益广泛地应用于工业数传领域。下面将着重介绍GPRS 无线数传设备在远程监控系统中的应用。?收稿日期:2004?05?08作者简介:甄玉杰(1972?),男,河北唐山市人,承德石油高等专科学校电气与电子系工程师,主要从事自动化仪表及过程控制工作。2?GPRS 技术简介GPRS(General Packet Radio Service)即通用无线分组业务,是一种基于 GSM 系统的无线分组交换技术,提供端到端的、广域的无线 IP 连接。相对原来 GSM 的拨号方式的电路交换数据传送方式,GPRS 是分组交换技术,具有 实时在线!、按量计费!、快捷登录!、高速传输!等优点。由于 GPRS 基于目前广泛应用的TCP/IP 协议,因此给用户提供了功能强大,方式灵活的数传解决方案。只要是 GSM 网覆盖的地方都可以使用这种系统。3?GPRS 工业级数据传输装置GPRS 数据传输装置是利用 GPRS 通讯技术为满足工业领域的数据传输需求而开发的一种工业级数传装置,利用国家公网的GPRS 服务为用户建立快速方便的数据传输通道。技术指标:数据传输速率:28 110 kb/s;费率:0.03 元/kb(由于各地 GPRS 数据业务开展情况的不同,传输速率和收费价格会有所差别);功耗 2 W;使用标准 SIM 卡存储配置信息,如本机卡号,串口波特率,校验方式,服务器 IP 地址,连接端口号等。4?GPRS 数传装置在远程测控系统中的应用4.1?系统结构图 1?广域分布式实时测控系统利用 GPRS 数传装置可构成广域的分布式实时测控系统,结构如图1。由于GPRS 技术是基于TCP/IP 传输协议的无线数传技术,所以使用这种技术构建的数传系统能够和 INTERNET 网有机地融为一体,从而可以利用成熟的 IN?TERNET 系统来为我们服务。上图中数据服务器可以使用任何方式登录 INTERNET(如 AD?SL 宽带接入,拨号上网,GPRS 无线拨号上网等方式),但必须拥有一个固定的 IP 的地址(可到当地电信部门申请),只有这样,下位的GPRS 数传设备每次登录时才能和服务器正确套接。下位GPRS 数传设备不必拥有固定的 IP 的地址,但为了服务器能够准确标识它们,连接建立后下位数传设备应上传一个固定的、并具有唯一性的标识符(如本机 SIM 卡号),作为该连接的标志。4.2?服务器软件的编写既然 GPRS 技术的传输层是基于TCP/IP 协议的,那么其应用程序必然要涉及到 Sockets 接口规范。如要开发运行于Microsoft Windows 下的应用程序,则应使用 Windows Sockets 接口规范(Windows Sockets规范是Sockets规范的 Windows 版本,它以U.C.Berkeley 大学的 BSD UNIX 中的 Socket 接口为范例,定义了一套Micosoft Windows下网络编程接口。它不仅包含了人们所熟悉的 Berkeley Socket 风格的库函数,也包含了一组针对Windows 的扩展库函数,以使程序员能充分地利用 Windows 消息驱动机制进行编程。38?承德石油高等专科学校学报?2004年第 6 卷?第 3 期编者注)这套规范涵盖了 TCP/IP 协议各方面的技术细节,包括几十个 API 函数,使用起来是比较复杂的。所幸的是,目前各种流行的可视化开发环境如 VC+,DELPHI,C+BUILDER,VB 等均提供Socket 控件,从而使编程者不必了解TCP/IP 的技术细节就可以开发出基于TCP/IP 的应用程序。传统的RS232/485 串口通讯方式是一种仅有物理层的通讯方式,它不具有解决介质共享问题的链路层和保证数据准确传输的传输层,RS232/485 通讯方式本质上是点对点的。而采用 Socket 方式的通讯是多连接共存的,也就是多信道的。所以服务器程序关键在于如何管理好可能同时存在的多个连接,保证数据传输的正确,以及系统资源的合理调配。因此要想开发一个高效健壮的服务器程序,建议用户使用VC+,DELPHI 等真正面向对象的开发工具。4.3?中小响应规模的服务器程序图 2?主程序流程图所谓 中小响应规模!是指连接数量(也就是下位数传设备)不超过 100个的通讯系统。服务器程序无论从通讯机制还是从连接管理方式上看,都很象网上聊天程序,我们可以把服务器看成一个上网聊天的人,而各个下位的 GPRS 数传装置则可看作聊天室成员列表中的成员。服务器程序关键是要把每个连接管理好,例如哪个连接被激活,哪个连接已断开,如何建立各成员与各连接的准确对应关系,避免张冠李戴,这些都是服务器程序要解决的问题,见图 2。开发网络应用程序并不是一件轻松的事情,不过,实际上只要掌握几个关键的原则也就可以了,创建和连接一个套接,尝试进行连接,然后收发数据。真正难的是要写出一个可以接纳少则一个,多则数千个连接的大响应规模的网络应用程序。通过 Win32 的重叠 I/O 机制,应用程序可以提请一项 I/O操作,重叠的操作请求在后台完成,而同一时间提请操作的线程去做其他的事情。等重叠操作完成后线程收到有关的通知。这种机制对那些耗时的操作而言特别有用。完成端口(Completionport)机制针对操作系统内部进行了优化,在Windows NT 和 Windows2000上,使用完成端口的重叠 I/O 机制才能够真正扩大系统的响应规模。开发大响应规模的网络程序是比较复杂的事情,由于篇幅限制,本文将不做深入讨论,读者可参考其他相关资料。(下转第43 页)39甄玉杰,等:GPRS 技术在远程监控系统中的应用图 3?研究成果转化图域,尤其对欠发达地区的调查需要深入到贫困的乡、村、户开展调研,其工作条件和生活环境比较恶劣,甚至,在调研中会碰到意外事件发生,因此,调研本身带有一定的风险。撰写研究报告是一件辛苦的脑力劳动。调研工作结束后,项目组成员拭目以待,期望着执笔人能加工出满意的研究报告,对于执笔人而言,自然要承担着重大责任和承受着无形的心理压力。二大苦差事摆在项目组成员面前,知难而进,不进则退。因此,需要有吃苦的精神去战胜困难。在完成河北省社科规划项目#河北省返贫因素及反返贫对策研究的过程中,体现了这种敬业和吃苦精神,也体现了一种团队精神。如果没有主管科研领导和职能部门的重视与支持;如果没有项目组成员的这种敬业和吃苦精神;如果不依靠项目组集体的智慧和力量,能获取项目研究的优秀成果,那是不可思议的。5?树立一种意识即一个精品意识。精品意识是社会科学项目研究的灵魂,它贯穿于项目研究的始终。1)立项要有精品意识。立项申报材料应成为精品,使评委和审批部门得以重视。2)撰写研究报告和学术论文要有精品意识。研究报告(阶段性、最终研究成果)和学术论文应成为精品,研究成果中应具有创新点和应用价值。3)上报研究成果材料要有精品意识。红花要靠绿叶扶,对已形成的研究报告按科研成果管理部门的要求,对其做适当的 产品!包装是必要的。#研究报告 产品!的包装包括上报材料的体系、结构、分类和装潢款式,突出材料的重点,使评审部门和专家们从内容到形式上感到耳目一新,赢得专家们的青睐,使 产品!带来明显效益。参考文献:1?刘玉森,范黎光.河北省贫困地区返贫现状及返贫因素分析J.承德石油高等专科学校学报,2002,6(4):1?4.2?刘玉森,范黎光.河北省贫困地区反返贫对策研究J.承德石油高等专科学校学报,2003,5(1):1?9.(上接第 39页)参考文献:1?周明天,汪文勇.TCP/IP 网络原理与技术M.北京:清华大学出版社,1993.2?朱三元.网络通信软件设计指南M.北京:清华大学出版社,1994.3?MartinHall.Windows Slckets-An Open Interface for Network Programming under Microsoft WindowsM.Document,1993.4?MartinHall.Windows Sockets 2 Application Programming InterfaceM.Document,1995.43刘玉森,等:54321!哲学社会科学项目研究模式探究
