基于GPRS的通信技术在远程抄表中的应用.pdf

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1、基于!#$的通信技术在远程抄表中的应用尹秀艳，侯思祖，邹雯奇（华北电力大学电子与通信工程系，河北 保定%&%(）摘要：随着当今电网自动化程度的提高，远程抄表已成为提高现代化电网供用电管理水平的重要手段。针对远程抄表系统对数据传输可靠性和实时性的要求，提出了一种基于新兴的通用分组无线业务!#$技术的远程抄表方案。介绍了!#$的网络结构和协议以及!#$的数据传输，重点论述了基于!#$技术的远程抄表系统的框架、工作原理以及其软件设计，并给出了一种双模式通信方式的远程抄表系统设计方案。随着通信技术的发展，这种双模式通信方式一定会有广阔的发展前景。关键词：!#$；)数据传输；)远程抄表中图分类号：*(+

2、)文献标识码：,)文章编号：%(-./+&（0%1）00-%.+-%.%)引言当前，随着电力企业改革的不断深化，用电管理的现代化建设显得越来越重要，准确、快捷、方便、同步地获得各类用户电表的用电信息，是有效地进行电费结算、表计运算检测、负荷预测、各种用电分析的保证。以往的抄表系统在无线传输方面大多数是基于短消息业务的，由于短消息承载的信息量较少而且短消息发送时延时不确定，无法实时采集数据。利用!#$业务可以较为圆满地解决上述问题。随着无线通讯技术的发展，!#$技术在数据传输领域的应用日益广泛。!#$支持*23 4 业务，并且!#$理论上提供高达&5 0 67893:的传输率，这就使得强大的实时

3、在线的数据传输成为可能，并且信息管理中心的服务器只需要是普通的接入因特网的主机，大大节省了服务器端的开销，所以!#$业务将会在移动性数据查询、数据采集系统的应用等各个领域得到广泛的发展。)!#$的网络结构及协议5)!#$的网络结构!#$在现有的!$;网络基础上叠加了一个新的网络，通过增加一些硬件设备并对原有网络升级，形成了一个新的网络逻辑实体，提供端到端、广域的无线 4 连接。!#$的网络结构如图 所示。从网络侧看，新增$!$（服务!#$支持节点）和!$5)$9?A9?B CD!#$EB9FC?6及!7、!E3!G、!8、!?、!D、!H、!:、!A 等接口而形成的移动分组数据网络。因此，!#

4、$的基本功能是在移动终端与计算机通信网络的路由器之间提供的分组传递业务。!$在!#$网络和公用数据网之间起关口站的作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如 4$I 和 J,等。$!$纪录移动台当前位置信息，并在移动台和各种数据网络之间完成移动分组数据的发送和接收，为服务区所有用户提供双向的分组路由。!#$移动台与!$;基站通信，如图 0 所示，与电路交换或数据呼叫不同，!#$分组是从基站发送到$!$节点。$!$与!$进行通信，!$对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如4E9B?EB9 或 K5 0L 网络，来自 4E9B?EB9、标识有移动台的 4 包，由!$接收，再转发到$!$，继而

5、传送到移动台上。+.第(.卷 第00期0%1年月1日)继 电 器#MJ,N)OCP5(.C5 00CQ5 1，0%1 万方数据图!基站与移动台之间的通信#$%&!()*+$,-.$(+/0.100+23-+4 536&!7893 的传输协议栈7893 的传输协议栈如图:所示。图:7893 的传输协议栈#$%&:;(.(,(?=.-,(A 7893从 7893 传输协议栈中，可以看出数据包从外部网络传到移动台要经过四个接口，7$、7+、7/和B)。6）7$接口：外网与 773C 之间的接口。在这个接口上可以设置隧道（;*+0?），以保证用户到企业内部网之间的安全性，但没有新的协议。!）7+接口：

6、773C 与 373C 之间的接口。7;8（7893;*+0?$+%8(.(,(?）协议在 7893 骨干网之间提供协议信道，所有的 7;8 分组数据协议的 8DB=应有 7;8 协议进行封装。它实现了从 773C 到 37E3C 的虚拟传输通路，即隧道。7;8 协议数据包需要由;8F BD8 来承载，;8F BD8 的数据包进一步封装成 G8 包，此包的目的地址即为目标 373C 的地址。数据到达 373C 之后，层层解封，最终还原出用户的 G8 数据包，交给 G8 90?-H 软件模块。:）7/接口：373C 和 233 之间的接口。3CD8（3*/+0.I(0+40+.(+J0%0+,0

7、 8(.(,(?）协议是网络层协议，3CD8 及以下各层称作 7893 承载（7893/0-0），3CD8 层对原始数据进行分组、打包、压缩、确定;8F G8 地址和加密方式等处理。23378（2-=0 3.-.$(+3H=.0)7893 8(.(,(?）是373C 与 233 通讯的最上层协议，它支持 373C 和233 之间传送路由信息和 KL3 信息，执行 373C 和23（基站控制器）之间信令管理和分组确认功能。C3（C0.1(30J$,0）用来传输 23378 8DB=，目前这个服务是基于帧中继 8M 的。数据到达 233之后，同样是层层解封，最终得到的是 NN 数据帧，233 并不

8、对 NN 帧做处理，而只是透明转发。O）B)接口：233 和 53 之间的接口。9N（9-E4$(N$+(+.(?）将 NN 数据帧拆分成便于空中传输的数据块，并负责空中接口的可靠性保障。5P层的功能是控制空中资源的使用，下行传输时，5P 必须标识当前的数据块是给哪一个移动台的，上行传输时，必须指定当前资源由谁使用。!7893 的数据传输7893 支持外部网络与移动台之间的透明传输，在数据传输时，在移动台、373C、773C 中把数据包封装起来，根据移动台、373C、773C 中的 8D8（分组数据协议）(+.0Q.选择路由传输数据包。7893 骨干网利用 7893 隧道协议 7;8 对 G8

9、 或 R&!S 分组进行封装，然后将 7;8 协议数据单元插入;8 8DB 或者 BD8 8DB 中，而;8 8DB 或 BD88DB 又是封装在 G8 8DB 中进行传输。在 G8 和 7;88DB 头部分别包含地址的隧道端点标识符（;GD），用它们来唯一确定地址和 8D8(+.0Q.，从而正确地将数据包传输到目的地。在 373C 和移动台之间传输数据包，8D8 8DB被封装在 3CD8 协议数据单元中传输，利用临时逻辑链路标识（;NNG）和网络服务访问点标识符（C3PE8G）唯一确定 8D8(+.0Q.。在数据传输过程中，773C 和 373C 保存接受到的 8DB 直至这些 8DB被发送

10、到下一个结点或者超时丢弃。此外，773C和 373C 还分别把从 3CD8 和 7$接口收到的 8D88DB 加上相应的序列号，在把 8D8 8DB 传送到3CD8 之前 373C 还可能对 8D8 8DB 重新排列。:基于 7893 传输技术的远程自动抄表系统的设计:&6 基于 7893 的远程自动抄表系统基于 7893 技术的远程自动抄表系统主要是由带 7893 模块的采集终端、7893 网络、G+.0+0.互联网、具有固定 G8 的 7893 服务器及主站前置 8 机等组成。系统模型如图 O 所示。图 O 系统模型#$%&O;T0)(40?(A=H=.0)在以 7893 无线网络和 G+

11、.0+0.为通信通道的US继电器 万方数据自动抄表通信系统中，!#$抄表终端设备利用!#$的%&()&(接入功能，通过!#$无线网络连接到%&()&(与客户端前置机进行通信。本系统采用了在%&()&(上设置一个服务器（有固定%）作为通信中心，通过%&()&(建立虚连接的技术，负责中转客户端前置机与终端设备之间的通信，充分利用!#$的实时连通特性，加强了系统的实时性。由于系统连接是虚拟的，并且数据经过通讯中心时采用了独特的加密压缩算法，从而减少了系统的通讯流量，并使系统的安全可靠性得到了保障。该系统工作原理如下：终端通过#$*+*,-./接口接收用户电表的数据，然后将数据打成%包，通过!#$模块

12、内置$%0 卡搜索!#$网络后接入，处理后以!#$分组的形式发送到!$0 基站，分组数据经$!$1 封装后，发送到!#$%骨干网，然后将分组数据包经!$1 进行协议转换后，发送到外部%&()&(网络，再通过!#$服务器，将数据发送到数据处理中心。以上这种方式为开发模式，在实际应用中，可以采用专线接入的方式或是双模式通信的方式。2）专线接入方式所谓专线接入方式，即从移动公司到用户主站的通信服务器端接一条专线，用户电表通过#$3-./串口和抄表终端相连；抄表终端的!#$模块把采集到的数据封装成 45,%数据包，通过数据专线传送到通信前置机。其系统模型如图/所示。图/6 771 专线方式系统模型89

13、:;/6 4?(A 771=?(*）双模式通信方式由于在本系统中终端内嵌!#$无线数据通信模块，所以我们可以采用双模式通信的方式，即在终端也可以内嵌 570B 模块，它的系统模型类似于!#$方式。移动终端将采集到数据组成 570B 数据分组，通过 570B 网络和%&()&(网，上传到信息管理中心服务器。服务器应当具备%地址和电子地图。信息管理中心也可以通过%&()&(网和 57C0B 网络向移动终端发出各种指令。利用 570B 模块进行数据传输，除了可以采用%&()&(网传输外，也可以采用短消息的方法传输，这里就不再赘述。由于 570B2D 网络采用的是码分多址的数据传输方式以及 E1 的加

14、密算法，因此数据传输的安全性、稳定性较好。570B2D 的无线上网既可采用按流量计费，也可采用按包流量、包实长的方法计费，计费方式灵活，并且不向用户收取漫游费用，是一种低投入、高产出的组网方式。利用!#$上网，在系统接入无线%&()&(网时必须进行初始化，若对通信过程和协议不熟悉，则做起来会有一定难度。570B 的网络通信速度远高于!#$网络，但 570B 目前覆盖的范围较小，尚无法提供真正大范围的数据传输业务。这种双模式通信方式，可以方便用户根据自己的应用环境及需求，当地网络的状况、服务，选择合适的通信组网方式。+;*6 系统的软件设计基于!#$技术的抄表系统总体上可分为主站和抄表终端两大模

15、块。主站由应用服务器、数据库服务器和通信前置机三部分构成，具有选择终端并与终端进行信息交换的功能。因此相应的系统软件分为终端软件和系统软件两部分。终端软件又可以根据功能划分为：与主站交互、数据采集、数据存储、巡检及异常处理、远程加载等子模块。与主站交互模块的主要功能是接受主站下传的命令和数据并进行相应处理；根据主站命令指定的数据类型和格式上传从电能表采集到的数据。数据采集模块可以按照主站命令，对主站指定的某一电能表进行实时数据采集；或采用定时数据采集方式，根据预先设定的时间间隔读取各电能表度数。数据存储模块负责抄表终端上数据存储空间和数据库的管理，电能量数据组织及数据备份。巡检及异常处理模块负

16、责不间断的监测用户电能表的运行状态，一旦出现异常立即上报主站；还可同时通过短消息通知有关工作人员，异常状态包括电能表读数被改等，由供电企业根据需要事先定义。远程加载模块主要负责通过!#$通信，从主站获得监控软件的更新版本并更新有关软件，这样就避免了现场操作所带来的人力和物力的消耗。主站软件运行在 5 上，包括相应数据库系统。主要完成从抄表终端汇总数据，通过相应命令控制终端运行，存储各抄表终端上传的数据，还可与用电营销 0%$系统结合实现电费管理，实际损耗计算，负荷监管调控等功能。主站和采集终端总的程序流程分别如图 F 和图 G 所示。-6 结束语由于!#$技术在无线数据传输方面有着明显的优势，

17、它得到越来越广泛的应用。基于!#$技2/尹秀艳，等6 基于!#$的通信技术在远程抄表中的应用 万方数据图!主站软件流程图#$%&!#()*+(,-.,/0+1(2 1/-.(21)0+-01 30.1-+.101$(4图 5 终端软件流程图#$%&5#(),/0+1(2 1/-.(21)0+-01 1-+3$40-46术的远程自动抄表系统与传统的基于有线连接或基于 789 短消息的远程抄表系统相比具有很多优势。同时，:;9?8 通用分组无线业务 9&北京：人民邮电出版社，AA=&BCDE7 B/04%F6G$，HI0,L?06$(8-+M$,-9&N-$O$4%：-(*-P.(.1.Q R-,

18、(33G4$,0F1$(4.+-.，AA=&李涛，付永生&基于 7?8 的数据传输 H&今日电子，AAS，（!）：=AF=&TI R0(，#U V(4%F./-4%&;010 R+04.3$.$(4 N0.-6(47?8 H&W-,1+(4$,+(6G,1.:/$40，AAS，（!）：=AF=&X 袁冰，李涛&基于 7?8 无线技术的自动抄表系统 H&电力系统自动化，AAS，Y（Z）&VU?8 H&()-+8K.F1-3.，AAS，Y（Z）&S 粟玉霞，徐建政，刘爱兵&7?8 技术在自动抄表系统中的应用 H&电力自动化设备，AAX，（=）&8U VGF$0，U H$04F/-4%，TIU$F$

19、4%&R/-?8$4?-3(1-9-1-+?-06$4%8K.1-3 H&W-,F1+$,()-+?8 技术的远程抄表系统设计 H&电力系统通信，AAS，（=）：XYFS=&RE7 J-$，BCE7 H$04F(，#?8H&R-,(33G4$,01$(4.2(+W-,1+$,()-+8K.1-3，AAS，（=）：XYFS=&!杨大成&,630AAA=移动通信系统 9&北京：机械工业出版社，AA&V+-.，AA&收稿日期：AAFAYF=!；修回日期：AA!FAZF!作者简介：尹秀艳（=ZY a），女，硕士研究生，研究方向为电力通信网；WF30$：K$*$04KG45ZXb.$40&,(3侯思祖（

20、=Z!a），男，教授，研究方向为电力通信网；邹雯奇（=ZY=a），男，硕士研究生，研究方向为通信网。!#$%&$()(*+,-.$)/01(0 100/0&2$)3 45401VIE$GFK04，CDU 8$FG，BDU J-4F_$（8,/(W-,1+(4$,.046:(33G4$,01$(4 W4%$4-+$4%，E(+1/:/$40 W-,1+$,()-+U4$M-+.$1K，N0(6$4%A5=AAX，:/$40）!64/&%：J$1/1/-4/04,-3-41(2-,1+$,0 4-1)(+L 0G1(301$(4K，+-3(1-3-1-+-06$4%/0.-,(3-1/-$3*(+

21、1041)0K 1($3*+(M-1/-,1+$,$1K 3040%-3-41-M-(2 3(6-+4$-6-,1+$,0 4-1)(+L&?8$.*+-.-41-6 1(3-1 1/-6-3046.2(+1/-+-$0$1K 046+-0 1$3-*-+2(+304,-(2 6010,(33G4$,01$(4&R/$.*0*-+$41+(6G,-.1/-7?8 4-1)(+L 0+,/$1-,1G+-0461/-*+(1(,(，0.)-0.7?8 6010 1+04.3$.$(4 046-3*/0.$.(4 1/-2+03-，(*-+01$4%*+$4,$*-046 6-.$%4(2.(21

22、)0+-$4+-3(1-3-1-+-06$4%.K.1-3 0.-6(4 7?8 1-,/4(%K，046*G1.2(+)0+6 0 6-.$%4*04(2+-3(1-3-1-+-06$4%.K.1-3 0.-6(4 6(G-F3(6-,(3F3G4$,01$(4&I1$.,/0+0,1-+$-6 K/$%/-+.*-6，%+-01 6010 1/+(G%/1*G1，+-0F1$3-*-+2(+304,-046+-$0-,(33G4$,01$(4&?8；6010 1+04.2-+；+-3(1-3-1-+-06$4%继电器 万方数据基于GPRS的通信技术在远程抄表中的应用基于GPRS的通信技术在

23、远程抄表中的应用作者：尹秀艳，侯思祖，邹雯奇，YIN Xiu-yan，HOU Si-zu，ZOU Wen-qi作者单位：华北电力大学电子与通信工程系,河北,保定,071003刊名：继电器英文刊名：RELAY年，卷(期)：2006，34(22)引用次数：3次 参考文献(6条)参考文献(6条)1.钟章队.蒋文怡.李红君 GPRS通用分组无线业务 20012.李涛.付永生 基于GPRS的数据传输期刊论文-今日电子 2004(6)3.袁冰.李涛 基于GPRS无线技术的自动抄表系统 2004(9)4.栗玉霞.徐建政.刘爱兵 GPRS技术在自动抄表系统中的应用期刊论文-电力自动化设备 2003(12)5.

24、唐伟.张建波.范文宾 基于GPRS技术的远程抄表系统设计期刊论文-电力系统通信 2004(11)6.杨大成 cdma2000 1x移动通信系统 2005 相似文献(10条)相似文献(10条)1.学位论文 孙建延 基于GPRS网络的数据采集与控制系统的研究 2006 随着移动通信技术与市场的不断发展，移动数据通信已经成为数据通信发展的新方向。GPRS是在现有的GSM网络的基础上增加一些硬件设备和进行软件升级而形成的一个新的网络逻辑实体，它是GSM Phase2+规范实现的内容之一，是基于GSM的移动分组数据业务，支持IP协议和X.25协议，因此能提供一个完备的基于TCP/IP协议的数据通信解决方

25、案。在数据采集与控制系统中，数据传输技术是关键组成部分。目前，国内在数据采集方面的发展已经比较完善，但是在数据传输方面与国外相比仍然还有一定的差距，系统的主要作用是为了实现数据采集功能，没有充分挖掘数据传输的技术优势，因而应用的范围比较窄。有线及传统无线方式，系统网络造价和维护费用高，也限制了其应用发展。而GPRS技术的发展成熟及广泛应用无疑为其提供了一种全新的通信方式，具有高速、可靠、维护费用低、实时在线等优点，与传统方式相比具有明显的优势。目前，利用GPRS技术进行无线数据传输已成为一个热点，具有广阔的应用前景。本文是在对GPRS数据传输工作原理、应用场合及嵌入式数据采集终端设计进行理论分

26、析和探索的基础上，针对目前利用公网进行数据传输的需要，以及无线数据采集与控制系统的应用需求，整合软硬件资源，组建一套基于GPRS网络的通用数据采集和控制系统基础开发平台，实现数据中心对远程终端设备无线数据采集和控制管理。本文首先对GPRS的系统原理、网络组成、接口协议及业务功能进行了详细的介绍，作为课题研究和系统方案设计的理论基础，近而提出了一套基于GPRS网络的通用无线数据采集控制方案。该方案包括系统数据传输方式、系统通信协议、系统数据包结构和系统软硬件规划等。其中重点讨论了GPRS DTU软硬件设计和数据服务中心GPRS驱动程序软件开发包设计。系统设计中数据传输主要采用GPRS通信方式，而

27、短消息业务作为一种辅助通信方式使用。系统通信协议涉及串口通信协议、用户协议、GPRS DTU底层数据包协议和GPRS传输协议，其中GPRS DTU底层数据包协议由系统设计和维护，不需要应用层用户干预。因此，数据可以完全透明传输，支持用户协议自定义。系统数据包结构采用统一格式，内部数据校验，保证了数据的正确性。系统硬件由两部分组成：GPRS DTU和通用数据采集控制终端。GPRS DTU负责数据的转发，提供一个全透明的数据传输通道，而数据采集控制终端作为实际的用户设备负责数据的采集，两者通过RS232/485接口连接，这样系统终端就可以灵活组网和方便地增减现场设备。根据GPRs DTU的功能设计

28、要求，详细介绍了GPRS DTU硬件组成框图及其所采用主要硬件资源：GPRS模块GR47、MCU芯片MSP430F149。分析了GPRS DTU各单元电路接口设计。针对实际项目应用环境和传统仪器仪表的接口特点，设计了一个通用数据采集控制终端，它具有各种通用接口，作为实验测试设备，用于对GPRS DTu的性能进行分析。系统软件分为GPRS DTU固件程序和数据服务中心软件两部分。GPRS DTU固件程序采用AT命令控制GPRS模块，基于C语言和嵌入式开发环境平台MSP430 LAR EmbeddedWorkbench设计，主要功能是完成数据的转发和通信网络维护。详细介绍了AT指令集的使用与扩展、

29、GPRS和短消息数据传输实现过程、GPRS DTU软件驱动程序设计基本流程和模块的主要功能实现。数据服务中心软件是基于DLL动态链接库技术、Winsock网络通信技术Visual c+6.0开发环境进行设计，采用三层协议实现。数据服务中心软件主要功能是实现接受发送UDP或TCP协议的IP包，以实现与GPRS终端的IP协议通信，实现通信后，中心软件预留接口，针对不同类型的用户数据格式与协议，实现中心对远程仪器仪表及数据采集终端进行无线数据采集和控制管理。系统最终完成了GPRS数据传输单元的软硬件设计和服务器端的全部底层驱动，开放应用层接口，并且对此进行了封装和固化，方便用户扩展和系统移植，用户只

30、需使用GPRSDTU与自己的仪器设备通过串口连接，然后按照驱动接口规范，从事系统应用层设计即可。最后，介绍了系统设计过程中出现的问题，以及相应的解决方法，为系统的改进和完善提出了切合实际的建议。由于时间和条件等方面的限制，本系统实验测试是在实验室和校内完成的，还没有进行实际的野外测试，可能会存在不足，有待今后进一步完善。文中设计方案对于工业应用、智能交通、移动办公、物流信息及金融、医疗、保险、彩票等众多需要远程数据传输的领域提供了理论和实践基础，具有一定的研究和参考价值。2.期刊论文 高世臣.曾卫华.魏秋菊.Gao Shichen.Zeng Weihua.Wei Qiuju GPRS的数据传输

31、单元设计-单片机与嵌入式系统应用2005(5)介绍一种基于GPRS网络的数据传输单元(DTU)的设计实现方案,分析DTU的硬件组成及软件设计与实现,论述软件系统的层次结构和实现难点.重点介绍协议的简化方法,以适应微控制器(单片机)有限的硬件资源.3.学位论文 吴建兵 基于GPRS的便携式灌区数据传输仪的研制 2006 本文是国家863计划项目“数字农业精准生产平台技术研究与应用”中专题“数字化渠系平台建设与精准灌溉管理决策应用”(2003AA209040)的一部分。针对灌区数据信息传输方法零散、落后的自然状况(个别灌区虽使用先进的自动测量传感仪传输数据，但因造价昂贵，依据国情在相当长的时间很难

32、普及)，本研究提出结合GPRS无线网络技术、GPS技术、嵌入式PC模块和计算机互联网技术，在灌区建立起一套较快捷、实用、廉价的数据信息传输方法。本文在充分了解灌区实际工作需要的基础上，考虑到GPRS无线网络通讯的优点以及在国内无线通讯覆盖面广的大前提下，提出利用嵌入式计算机模块和GPRSmodem模块，开发基于GPRS技术的便携式灌区数据传输仪方案。方案以嵌入式PC模块为核心，采用客户端/服务器模式，将测点的GPS数据和键盘输入的其他仪器的观测值以文件方式通过GPRS网络发送到因特网的FTP服务器上，数字渠系平台通过联网，实时读取灌溉渠系田间动态变化的各项参数。本文介绍了GPRS与GPS技术概

33、况、系统开发平台的搭建、系统设计、元器件选型、软件开发、仪器测试与试验等内容。所作的工作主要包括：(1)嵌入式计算机模块的选型，GPRS、GPS接收模块的选型、其他外设的选型。(2)接口电路的选配、驱动软件的开发编制、键盘定义和显示程序。(3)主程序开发编制：结合灌区实际情况，编写了数据输入人机对话界面；GPS数据读入和显示；GPRS网络传输；数字平台接收等软件、程序。(4)对软硬件进行集成，制作了该仪器的原型产品。(5)在实际应用中进行了调试、试运行；验证了其可行性。基于GPRS的便携式灌区数据传输仪通过了联网测试，可以通过GPRS方式，方便实现灌区数据的远程传输。该仪器机动灵活，而且在数据

34、传输的可靠性、速度、费用等方面都具有一定的优势，完全可以满足灌区数据传输的要求，适合我国国情，易于推广普及，对灌区的数据信息传输具有较高的使用价值。4.期刊论文 张开玉.宋立新.ZHANG Kai-yu.SONG Li-xin 基于GPRS的数据传输终端单元的设计-哈尔滨理工大学学报2007,12(6)首先介绍了GPRS技术进行数据传输的特点,然后通过深入分析GPRS技术原理,以SPCE061A单片机为核心处理器,利用SIM300模块设计出了基于GPRS的数据传输终端单元,并介绍了其硬件和软件的设计方案.该数据终端单元具有方便可靠、成本低廉等优点.5.学位论文 汪朝红 基于GPRS技术的穿戴式

35、生理信号检测与数据传输研究 2008 社会的进步和科学技术的发展,促进了医疗体系的改革和医学模式的转变。国家中长期发展规划在人口与健康领域提出了“战略前移”和“重心下移”的发展战略,即将健康保障体系放在首位,和将医疗卫生事业的重心从医院转移到基层和社区。其中,数字化远程医疗技术、小型诊疗和移动式医疗服务装置等方面被列入了优先发展领域。传统的生理信号检测系统采用8位或16位单片机为控制核心,存在运算能力低、存储空间小、交互性差等问题。本文选用SAMSUNG公司高性价比、高性能、低功耗的基于ARM920T的S3C2410X处理器,构建了低成本、小型化、微功耗的穿戴式生理信号检测系统。随着通讯技术不

36、断发展,移动通信覆盖规模的不断扩大,基于GPRS技术的无线监测系统已广泛应用在工业控制、电力监控、智能楼宇、数据传输等方面、更加上GPRS网络具有前期投资少,不受地域限制、通信实时性高等优点使得它在无线远程医疗监测领域扮演更加重要的角色。为了实现远程的医疗监护,本文提出基于GPRS技术的穿戴式生理信号检测模块体系框架,在此基础上进行分析并设计。整个设计主要分为硬件体系和软件体系两部分。在硬件体系上,检测终端的微处理器是32位的ARM处理器S3C2410X,通过串口连接GPRS模块,GPRS模块采用SIMCOM公司的SIM300-E。在软件体系上,检测终端采用嵌入式Linux作为它的操作系统,移

37、植PPP协议作为数据链路层协议,在此基础上进行驱动程序和应用软件的开发。最后对基于GPRS的远程监护进行了深入研究,实现了短消息发送报警信息和生理参数的GPRS数据传输,达到实时远程监护的目的。本论文围绕微功耗、低成本、小型化、远程化的特点,设计出了一个适合家庭使用的穿戴式生理信号检测模块。能够实现对患者生理参数和健康状况信息的长期、持续动态检测,通过实时传输、显示、分析和报警等,有利于改善监护条件,也为社区医疗与保健服务提供了更好的手段。由于GPRS等无线通信技术的采用,不但给医务人员带来方便,也为患者节约就医成本,更有利于医疗管理的信息化、智能化、规范化,其发展和应用前景广阔。6.期刊论文

38、 陈永泽.边平定.ChenYongze.Bian Pingding 基于uClinux的嵌入式GPRS数据传输终端设计-电子科技2006(8)利用嵌入式平台的硬件、软件技术、开发了基于GPRS网络进行数据传输的嵌入式数据传输终端设备.通过设计一种应用层通信协议,很好地解决了在不可靠的无线传输链路上进行数据传输,保证了用户传输数据的可靠性、完整性.7.学位论文 李艳红 机场噪声数据传输技术研究 2007 飞机噪声是机场周围环境污染的主要污染源，如何在发展航空运输业的同时更好地控制机场噪声给人们带来的危害，是当前机场建设面临的一个亟待解决的问题。要解决机场噪声问题，必须首先掌握真实有效的噪声数据，

39、了解噪声的来源、强度以及分布情况，针对实际情况采取相应的措施来减少噪声危害。简单地采集某个地点或某个时间段的噪声，并不能真实地反映噪声情况，不能真正了解噪声的分布区域、强度和特点，必须在较广的范围内(半径10公里)全天时地实时测量机场周围环境的噪声数据。本论文基于民航总局科技项目：机场噪声数据传输技术的研究与实现(MHRD0608)，主要任务是解决噪声数据的实时传输问题。本论文在对国内数据传输技术研究的基础上，确定了适合国情且技术可行的噪声数据传输方案：即在Internet网络可达的地方采用有线传输，偏僻地区或者旷野等网络不可达的地方采用GPRS无线传输。数据采集端的GPRS模块将噪声数据发送

40、到GPRS网络上，GPRS服务器端从GPRS网上接收噪声数据，经过格式转换后再传到Internet网上，最后所有的数据都传输到数据中心，处理后保存到数据库中。该传输方案包括四个部分的研制，即Internet接入设备的研制、GPRS接入设备的研制、GPRS-Internet网关的研制和噪声数据服务器的研制。该方案综合利用了因特网技术、GSM短消息技术和GPRS数据传输技术，具有较高的性价比。Internet接入部分和GPRS接入部分是该系统的两个主要部分，Inernet接入设备的功能是将采集的噪声数据传送到Internet局域网上；GPRS接入设备的功能是将采集的噪声数据传到GPRS网络上。我们

41、研制了Internet接入设备样机和GPRS接入设备样机，在其上进行了简单的应用程序开发。从初步测试的结果来看，利用两种网络来传输噪声数据，从实时性以及运行费用上都是可行的，从原理上证明了方案的正确性和可行性。本论文在GPRS-Internet网关和数据服务器部分只做了一些简单的工作，许多工作还有待研究和完善。作者认为该传输系统具有平台的性质，只需修改部分软硬件即可使用于其它相似的广域控制系统，从而实现工控的无人值守化、广域数据采集等等。8.期刊论文 廖铁军.何亚辉.杨华.LIAO Tie-jun.HE Ya-hui.YANG hua 基于GPRS的地震数据传输应用平台-华北地震科学2006,

42、24(3)随着无线网络技术的广泛应用,基于GPRS无线应用平台的成熟,尤其是传输质量技术(QoS)日趋完善,为地震数据远程采集和传输提供了基础平台.本文分析了当前国内地震数据传输的手段和发展需求,结合GPRS平台的特点和传输质量技术提出了一套无线应用平台的解决方案,利用GPRS平台规划、设计和实施地震数据远程传输、转发、显示、存储、移动处理.9.学位论文 赵申 GPRS无线远程数据采集与传输的研究和实现 2006 随着通信技术和计算机技术的迅速发展，远程数据采集和传输已经有了比较好的解决途径。其中无线远程数据采集与传统有线方式的远程数据采集相比具有不受地理环境、气候、时间限制且能进行存储和历史

43、查询等诸多优点，已经在电力、水利、公安、交通、石油、安防等行业得到采用，但是在前些年由于通讯基础设施建设困难且系统复杂程度较高等原因，限制了无线数据采集系统应用的发展。中国移动于2002年5月正式开通GPRS网络（2.5G移动通信技术）。GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务和高速无线IP。GPRS从一开始就是一个网络概念，可以实现用户“永远在线（Always-on-line）”。GPRS采用与GSM同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、

44、同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构。因此，现有的基站子系统(BSS)从一开始就可提供全面的GPRS 覆盖。GPRS的理论带宽可达到171.2Kb/s，目前实际应用带宽大约为40100Kb/s。在实际运营中，GPRS用户可随意分布和移动自己的网络点，无须担心线路的维护或有线在移机时导致的通讯中断。建设新的营业点无需进行拉线，埋线等工作。GPRS资费便宜，计费合理。GPRS 资费包月比有线电话网络资费还便宜。GPRS还可根据通信的数据量和提供的服务质量进行计费。在GPRS网中，用户只需与网络建立一次连接，就可长时间的保持这种连接，并只在传输数据时才占用信道并被计费，保持时不占用信道不计费。这样

45、，营业点即不用频繁建立连接，也不必支付传输间隙时的费用。特别适用于数据间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接。从实际情况来看，利用GPRS网络进行数据传输的系统有很大的应用范围，几乎所有中低速率的数据传输业务都可以应用。本文主要研究了基于GPRS网络进行远程数据采集和传输的技术，从理论上给出了一个利用GPRS网络进行无线数据采集和传输终端的实现方案。在技术实现的理论基础上，本文又详细地描述了在具体实现当中的系统结构设计、硬件设计和软件设计等嵌入式设备设计的技术细节。在阐述系统实现中需要考虑的方面的同时，也着重从

46、理论上分析了利用GPRS网络进行无线数据传输的性能和可能的改进方案。本文的研究成果主要体现在结合理论给出了一个可实现的GPRS数据采集和传输模型，基于此模型可以非常迅速地实现其他的基于GPRS网络的应用。做为本文研究方向的具体实现，已经有根据本文设计指导方案实现的产品投入了实际使用，而且实际应用情况基本满足本文的设计思想。10.期刊论文 张京江.江武鹏.张朝林.王迎春.Zhang Jingjiang.Jiang Wupeng.Zhang Chaolin.Wang Yingchun GPRS/CDMA无线通信技术在GPS数据传输中的应用-气象科技2007,35(1)GPRS/CDMA作为移动通信

47、2.5代的技术是一种成熟的行业专业数据无线传输手段.该技术具有永远在线、快速登录、按量收费等优点.从2004年10月开始,北京市气象局采用GPRS/CDMA无线通信技术开发了一套地基GPS大气水汽遥测网远程数据通信和控制系统,替代了原有的基于公众电话交换网和调制解调器的远程通信与控制系统.新开发的系统实现了准实时、全自动的数据传输功能,设备可靠性高,维护方便,安装简易.目前该系统已正式投入日常业务运行.引证文献(3条)引证文献(3条)1.何克右.陈龙 基于GPRS和Internet的数据重新编码及解码技术探讨期刊论文-舰船电子工程 2008(04)2.陈龙.何克右 基于GPRS的数据重新编码及解码技术探讨期刊论文-电脑知识与技术 2008(07)3.王红燕.何志伟.宋雪娜 CDMA技术在电力远程抄表系统中的应用期刊论文-电脑与电信 2007(08)本文链接：http:/