基于GPRS无线网络的嵌入式远程车载监测系统

摘要：按照石化公司的要求，设计了一个基于GPRS无线网络与嵌入式操作系统μC／OS-Ⅱ的远程车载监测系统，用于监测槽罐车槽罐储液温度及其地理位置信息。车栽终端采用虚拟IP无线网络技术以及GPS卫星定位技术。数据监测中心设计了基于UDP协议的GPRS数据接收软件并采用Access数据库链接技术，成功实现了远程车载信息的现场采集与异地接收。最后给出了系统的运行结果。
关键词：GPRS网络；GPS；数据库；车载监测系统

0 引言
随着后PC时代的到来，嵌入式系统的应用已经越来越普遍，而基于GPRS无线网络的远程监测系统也在诸多工业工程领域有着广泛应用。本文将阐述基于GPRS无线网络的嵌入式远程车载监测系统，用于槽罐车槽罐储液温度以及地理位置信息的异地远程监测，其目的在于使石化公司及时掌握运输途中的储罐的温度随时问、地点的变化状况，为防止储罐因温度超限引发危险而起到预警作用，确保储罐铁路运输的安全。本文重点介绍其系统构成与车载GPS卫星定位技术以及远程数据的无线网络传输实现方法。

1 系统实现方案与构成
整个车载系统可以分为车载终端和监控数据中心两个部分，如图1所示。车载终端的核心是三星公司推出的16／32位RISC微处理器S3C24 40A。它有三个串口，其中串口1接GPRS无线发射模块，串口2接GPS卫星定位模块，由其自带的A／D转换接口来完成模拟信号向数字信号的转化。采集完成的定位数据与温度数据通过GPRS无线网络发送到远程数据监控中心，监控中心将接收到的数据存入本地数据库，以供查询和参考。

2 车载终端数据采集模块与GPRS无线发射模块的设计
2．1 车载终端数据采集模块的设计
车载终端数据采集模块包括槽罐储液温度与GPS卫星定位数据的采集。其电路原理图如图2所示。图中左端为温度采集原理图，使用温度变送器可以将槽罐储液温度转化为0～40 mA的标准电流输出，电流经过变阻器后就可以将其转变为可供ARM微处理器处理的模拟电压，电压值范围应控制在0～3．3 V。图2右端为GPS数据采集原理图，GPS接收机采用台湾鼎天国际最新推出的GPS导航模块REB-1315。

模块的供电电压为直流3．3 V，由直流5 V通过LM1117芯片转化后得到。19脚GPS_RF_IN为GPS信号输入端，接GPS接收天线，并由模块自身的17脚RF_VOUT信号为其提供偏置电压，来保证天线的正常工作。4脚TXA为模块的串口发送信号，它是模块主要的数据传输通道，被用来输出定位数据，本设计利用其得到定位信息。由于REB-1315模块的输出为TTL电平，故使用MAX232将信号电平转换为RS 232电平。为了方便，这里使用DB9的1脚为模块提供5 V的直流输入电压。当模块GPS天线接好并上电正常工作后，GPS定位数据就会连续不断地从4脚输出。图2右侧为A／D采集接口，温度变送器标准输出为0～40 mA，经过变阻器将其转化为0～3．3 V的模拟电压后送到S3C2440A的模拟通道AIN0进行A／D转换。