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1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

該系統(tǒng)主要由智能稱重儀表、GPRS模塊（MC55）、GPRS/Intemet網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)管理程序四部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。工作流程大致如下：

通信過程的第亠步是:建立數(shù)據(jù)中心和儀表之間的通信鏈路。數(shù)據(jù)中心類似服務(wù)器端;儀表端即客戶端向服務(wù)器請(qǐng)求連接，連接建立后客戶端主動(dòng)發(fā)送自己的注冊(cè)碼（每個(gè)客戶端的注冊(cè)碼不同）給服務(wù)器,這樣就建立起了通信鏈路。

其次是數(shù)據(jù)的傳輸,我們可以通過這個(gè)鏈路發(fā)送和獲取儀表的相關(guān)信息。數(shù)據(jù)傳輸過程如下:數(shù)據(jù)由稱重儀表送給GPRS模塊，模塊發(fā)送給GPRS網(wǎng)絡(luò)，再通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)GCSN傳遞給Internet網(wǎng)絡(luò),處在Internet上的數(shù)據(jù)中心收到來(lái)自儀表端的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)中心到達(dá)稱重儀表的流程和這個(gè)過程正好相反。

2智能稱重儀表

此次研究是基于皮帶秤智能稱重儀表而研究的，儀表采用Aduc834芯片（如圖2所示）,芯片內(nèi)嵌A/D轉(zhuǎn)換器，與51指令兼容，可產(chǎn)生大波特率加快數(shù)據(jù)傳輸速度,稱重儀表原理如下：

 

圖2

儀表釆集通過皮帶秤上的物料產(chǎn)生的速度傳感器和重景傳感器的信號(hào),對(duì)其進(jìn)行放大、濾波后送入微處理器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，微處理器對(duì)其進(jìn)行計(jì)算處理,得到通過皮帶秤的物料的重量值。

數(shù)據(jù)從儀表傳送給GPRS網(wǎng)絡(luò)是通過RS232串口P3.0和P3.1進(jìn)行發(fā)送和接收的。

3GPRS技術(shù)

GPRS-GeneralPacketRadioService,通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)，是一種基于GSM系統(tǒng)的無(wú)線分組交換技術(shù),提供端到端的、廣域的無(wú)線IP連接，以“分組”的形式傳送資料到用戶手上。由于使用了“分組”的技術(shù)，基本上可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)在線;用戶總是在線且按流量計(jì)費(fèi)，沒有數(shù)據(jù)傳輸不收費(fèi),大大降低了成本;GPRS的最大優(yōu)勢(shì)在于速度快，目前的GSM移動(dòng)通信網(wǎng)的傳輸速度為每秒9.6K字節(jié);GPRS接入等待時(shí)間短，可快速建立連接,平均為28。

4GPRS上位機(jī)實(shí)現(xiàn)

上位機(jī)程序是用VB語(yǔ)言編寫，采用winsock控件作為GPRS模塊和數(shù)據(jù)中心的通信鏈路載體，根據(jù)winsock的連接狀態(tài)參數(shù)，可以動(dòng)態(tài)觀察到儀表是否在監(jiān)控中;后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)支持?jǐn)?shù)據(jù)的隨時(shí)存儲(chǔ)，可以查閱歷史記錄,也可以保存當(dāng)前記錄，并有當(dāng)前時(shí)間顯示;設(shè)置了登錄權(quán)限;數(shù)據(jù)中心和客戶端的聯(lián)系不僅基于GPRS網(wǎng)絡(luò)而且也利用手機(jī)模塊自身的功能，如打電活或發(fā)信息通知客戶端上線;也可以發(fā)送控制手機(jī)模塊的AT指令控制客戶端。

.4.1動(dòng)態(tài)域名解析

,域名解析就是將一個(gè)域名解析為一個(gè)動(dòng)態(tài)的1P地址，每次在電腦IP地址發(fā)生改變時(shí)，軟件會(huì)自動(dòng)將新的IP地址發(fā)送到DNS服務(wù)器或者服務(wù)商提供的服務(wù)器上,對(duì)域名的解析進(jìn)行修改。也就是當(dāng)你再次訪冋同一個(gè)域名的時(shí)候,DNS服務(wù)器會(huì)自動(dòng)連接變化了的IP地址。由于固定IP數(shù)量有限,且申請(qǐng)固定IP的費(fèi)用較高，所以普遍用的都是動(dòng)新IP,也就是每次掉線之后DNS服務(wù)器分配給終端的是不同于上一次登陸的1P。而儀表跟數(shù)據(jù)中心通信時(shí)是用IP地址進(jìn)行訪問的，讓這個(gè)變化的IP始終被捕捉到,域名解析就顯得很重要了。

4.2端口映射

對(duì)動(dòng)態(tài)IP的局域網(wǎng)里的一部普通主機(jī)來(lái)說(shuō)，訪問任何一個(gè)網(wǎng)站都是可以的，可是外部網(wǎng)絡(luò)要訪問這臺(tái)計(jì)算機(jī)就不可能了，因?yàn)閮?nèi)部的計(jì)算機(jī)IP地址是自己定義的，局域網(wǎng)外部的訪問者無(wú)法識(shí)別，而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部瞄機(jī)郵部tmi訪問6W就是端口蜘

端口映射功能就是可以讓內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中某臺(tái)主機(jī)對(duì)外提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，當(dāng)用戶訪問提供映射端口主機(jī)的某個(gè)端口時(shí)，服務(wù)器將請(qǐng)求轉(zhuǎn)到內(nèi)部一提供這種特定服務(wù)的主機(jī)。利用端口映射功能可以將一臺(tái)公網(wǎng)IP地址機(jī)器的多個(gè)端口映射成局域網(wǎng)內(nèi)部不同機(jī)器上的不同端口。理論上可以提供六萬(wàn)多個(gè)端口的映射。

實(shí)現(xiàn)端口映射常用的方法有兩種:一、可以在網(wǎng)關(guān)上裝上端口映射軟件，給局域網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)做端口映射;二、可以在寬帶路由器上做端口映射，現(xiàn)在一般的寬帶路由器都有這種功能。而第二種方法是對(duì)局域網(wǎng)內(nèi)任何一臺(tái)機(jī)器都是可以使用的。

4.3通信鏈路

上位機(jī)采用VisualBasic編程,WINSOCK控件組,WINSOCK在信息的發(fā)送端和接收端建立了橋梁，發(fā)送信息和接收信息都很方便。

設(shè)心為字符串，則

發(fā)送字符串為winsock.sendataaa,

接收字符串為winsock.getdataaa。

監(jiān)控winsock的連接狀態(tài)winsock餌tate可以很清楚的知道客戶端是否在線；

Winsock偵聽端口：

Winaock.localport=XXXX

Winsock.listen

則可以設(shè)定winsock在用XXXX端口進(jìn)行偵聽，以隨時(shí)接收客戶端的連接請(qǐng)求，然后分配空閑winsock進(jìn)行通信₀

在偵聽端口的選擇上，一定要選擇空閑可用的端口,不要和計(jì)算機(jī)本身系統(tǒng)發(fā)生沖突。

4.4AT指令

這次研究釆用的是SIEMENS公司的MC55手機(jī)模塊,模塊通過RS232串口與單片機(jī)通訊，每種模塊都有自己特定的AT指令，主要用到的AT指令如表1所示：

 

A備令		格式	能功
-	APSICS	ATSICS=conProfi]eld,corParmTag,coiiParmValue	網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置
	ATS1SS	AT*SlSS=srvProfileId,srvParmTag,BrvP&rmValue	網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)置
	APSISO	ATSISO^srvProfileld	打開網(wǎng)絡(luò)連接
	ATSISC	ATSISC=6rvProfileId	關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)連接
「話令	ATD	ATD手機(jī)號(hào)碼	撥打電話
	ATDL	ATDL	重拔
信令短指	AT+CSCA	AT+CSCA-短信中心號(hào)碼	設(shè)置短信中心號(hào)碼
	AT+CMGF	AT+CMGF^l（文本格式）或。（pdu格式）	設(shè)置短信格式
	AT+CMGS	AT+CMGS=短信內(nèi)容或長(zhǎng)度（根據(jù)格式而定）	發(fā)送信息

4.5短信的PDU模式

如果沒有建立通信鏈路，而我們又想對(duì)遠(yuǎn)程稱重儀表進(jìn)行訪問，我們就可以使用短消息方式進(jìn)行通信。

短消息有Text和PDU兩種模式。使用Text模式收發(fā)短信代碼簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來(lái)十分容易，但最大的缺點(diǎn)是不能收發(fā)中文短信;PDU模式不僅支持中文短信,也能發(fā)送英文短信。PDU模式收發(fā)短信可以使用3種編碼：7~bit、8-bit和UCS2編碼。7-bit編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符,8-bit編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息,UCS2編碼用于發(fā)送Unicode字符。

PDU碼一般由十三項(xiàng)組成：

A：短信息中心地址長(zhǎng)度,2位十六進(jìn)制數(shù);（為B和C的長(zhǎng)度之和）

B：短信息中心號(hào)碼地址類型,2位十六進(jìn)制數(shù)；

C：短信息中心號(hào)碼;（其中短信息中心號(hào)碼長(zhǎng)度為11位,末位加F,從左數(shù)每?jī)晌唤粨Q位置構(gòu)成C段的內(nèi)容）

D：文件頭字節(jié),2位十六進(jìn)制數(shù)；

E：信息類型,2位十六進(jìn)制數(shù)；

.F：被叫號(hào)碼長(zhǎng)度,2位十六進(jìn)制數(shù);（包括68及號(hào)碼長(zhǎng)度）

G：被叫號(hào)碼類型,2位十六進(jìn)制數(shù)，取值同B;

H：被叫號(hào)碼,長(zhǎng)度由F中的數(shù)據(jù)決定;（構(gòu)成方式同第C段）

I：協(xié)議標(biāo)識(shí),2位十六進(jìn)制數(shù);（00點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）

J：數(shù)據(jù)編碼方案,2位十六進(jìn)制數(shù);（08為皿i-code編碼）

K：有效期,2位十六進(jìn)制數(shù);（FF有效期最長(zhǎng)）

L：用戶數(shù)據(jù)長(zhǎng)度,2位十六進(jìn)制數(shù);（每個(gè)字符為兩個(gè)字節(jié)）

M：用戶數(shù)據(jù)，其長(zhǎng)度由L中的數(shù)據(jù)決定。（J中08設(shè)定釆用UCS2編碼）

按此結(jié)構(gòu)構(gòu)建PDU碼即可發(fā)送任何形式的消息。

5結(jié)束語(yǔ)

GPRS網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在智能稱重儀表中，解決了數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸問題，在惡劣條件下只要有手機(jī)信號(hào)的區(qū)域都可以使用;受干擾小，資費(fèi)低廉;數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性也得到了解決；對(duì)監(jiān)控煤礦產(chǎn)量提供了很大的便利。

 

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