基于GPRS网络的远程数据采集系统及应用

　　2.2 硬件设计

　　GPRS远程数据采集系统的硬件设计如图3所示。

　　该系统中微处理器起着很重要的作用：一方面负责下端采集数据的接收以及对下端设备的 控制信号传输；另一方面还要负责将收到的数据进行打包通过串口与移动终端进行通信。通过 分析比较，本系统选择了美国Z-World公司的Rabbit2000系列的RCM2300，其产品的支持语言是 一种改进的C语言开发系统—Dynamic C。

　　Rabbit2000 微处理器是专门为应用于中小型控制器而设计的一种高性能微处理器，它使用 简便，其硬件及软件都最大程度地实现了安全简洁，运算速度在8 位总线微处理器中处于领先 地位，而且存储器的接口设计允许最大限度地使用内存带宽。通过指令，由一条电缆连接PC 串行口和基于Rabbit2000 的目标系统完成软件开发。其集成特性与无缝架构方便了快速硬件设计， 其友好的C 指令也提高了复杂应用程序的有效开发，使用十分广泛。

　　对嵌入式系统而言，Rabbit2000 性能优于许多16 位，32 位微处理器，其效率也优于同类8 位系列。Rabbit2000 改进了Z80 和Z180CPU 的指令集和寄存器，在Z80 和Z180 指令集基础上 增添了许多新的指令。Rabbit2000 删除了Z180 中一些过时和多余指令来释放硬件空间以保证有 效地执行新指令，使指令系统效率有了很大提高。Rabbit2000 指令集的改进，提供了快捷的浮点 数及整数的运算能力。凭借30Mhz 的时钟速度以及众多附件（内存，一体化接口的I/O 控制信 号，4 个串行端口，超过40 个通用I/O 引脚，8 位和10 位的Timer，实时时钟以及灵活的计时 选项），Rabbit2000 整装了一个硬件平台。Dynamic C 开发环境则集成了高效的应用程序编译器、 调试器以及链接器。

　　此外，该系列微处理器可以运行流行的Internet 协议，如HTTP、SMTP、 POP3、TCP、UDP、ICMP、IP 等，还可以外接一个以太网控制芯片RTL8019，通过RJ-45 连到 以太网上实现Ethernet（IEEE802.3）协议处理。

　　GPRS模块采用CENTEL推出的PIML-900/1800双频模块，带GPRS功能，主要为语音传输、 短消息和数据业务提供无线接口。PIML-900/1800集成了完整的射频电路和GSM的基带处理电 路及充电电路，适合于开发一些GSM/GPRS无线应用产品，如移动电话、PDA、PCMCIA无线 MODEM卡、USB无线MODEM、无线POS机、无线抄表、监控、调度、车载、遥控、远程测量、 定位和导航等系统和产品。PIML-900/1800模块为用户提供了功能完备的系统接口，该模块与 CPU之间通过串行口进行通信，在进行系统开发时，投入研发费用较少，研发周期短。

　　2.3 软件设计

　　2.3.1 GPRS数据采集与传输终端软件

　　GPRS数据传输终端软件采用C语言编写，完成两部分的工作：数据采集和数据传输。程序 流程图如图4所示。

　　当数据采集模块收到监测中心数据采集命令后，通过射频无线通讯方式向GPRS数据传输终 端发送命令，同时开始计时。如果终端没有数据返回，超时后上层软件会重新发送命令，同时， 向监测中心发送异常信号。GPRS数据传输终端收到监测中心发来的数据采集命令后，接受并传 输数据。数据正常接收完毕后，检验数据。当掉线或通信失败时断开连接，等待GPRS数据传输 终端启动重新连接，保证数据传输的可靠性。必要时，也可通过重新拔号唤醒连接。

　　要实现微处理器通过GPRS模块上网，必须先对GPRS模块进行参数设置，通过串口设置以下 参数：

　　①ID号：GPRS数据传输终端的ID号，用来区分不同的终端信息。②掉线重拨次数：如果连 接的次数达到设置值还没有连接成功，则将在重拨时间间隔后开始新一轮的连接。③重拨时间 间隔：GPRS数据传输终端试图连接到GPRS网络上，启动每一轮连接的时间间隔。④端口地址： 设置监测中心的监测的端口地址。⑤IP地址：监测中心主机的IP地址。⑥报警手机号：系统通 过短消息服务中心将报警信息发送到指定的手机上。⑦振铃唤醒/直接连接：指GPRS数据传输 终端连接上网方式。振铃唤醒方式费用低，但不能保证实时在线，直接连接方式能够保证实时 在线，但通讯费用相对较高。⑧TCP/DNS：GPRS数据传输终端连接监测中心的方式。⑨通信端 口设置：GPRS数据传输终端RS232支持1200、2400、4800、9600、19200速率，可以是无校验、 奇校验、偶校验。默认设置参数为9600波特率，无校验。⑩短信中心号码：设置发送短信时的 短信中心号码。

　　2.3.2 数据监测/处理中心管理软件

　　数据监测/处理中心管理软件采用Delphi 7.0 开发，实现数据显示、参数设置、建立网络连 接及数据的接收、分析与处理等，对每一功能根据具体使用可以具体化。比如北京荣源世纪科 技有限公司使用的系统将显示功能分为2部分：

　　⑴ 数值显示—显示某一仪表所有参数最新的数值；

　　⑵ 图像显示—显示某一仪器的某一参数在指定时间间隔内数值变化曲线图，通过曲线图可 以清晰地观察到曲线的变化趋势，如图5所示。