基于gprs和wmrnet的节能路灯的系统设计

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1、-烟台大学硕士学位论文控系统。通过对国内外路灯监控系统的了解，提出了一套实时可行的方案：即利用监控主机和集中器的GPRS无线通信技术和集中器和单灯测控端的WMRNET无线通信技术来实现路灯的检测、控制。主控软件利用开发工具VB6.0作为前台界面开发平台，数据库以SQLServer2000为开发平台,开发了一套路灯远程计算机监控系统；并在此系统基础上从分析应用型GIS软件实现的相关技术入手，设计并实现了基于MapX5.0的路灯监控中心GIS功能，实现了基于GIS功能的路灯远程监控系统。4------烟台大学硕士学位论文第

2、二章本系统总设计方案本路灯监控系统采用的是GPRS和WMRNET相结合的无线移动网络和无线局域网的设计方法。2.1GPRS概述GPRS（GeneralPacketRadioService）是通用分组无线业务的简称，GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。因此，在GSM系统的基础上构建GPRS系统时，GSM系统中的绝大部分部件都不需要做硬件改动，只需做软件升级。GPRS网络是在GSM网络基础之上，新增两个节点—SGSN和GGSN而形成的移动分组数据网络。因此可以

3、说，GPRS的基本功能就是在移动终端与计算机通信网络的路由器之间提供分组传递业务。GPRS针对数据通信的特性对无线部分进行了改造，提高了无线通信资源的利用率;在核心网部分吸纳了GsM和IP技术的精华，·使其既保留了良好的移动性，又具备了IP的灵活性。GPRS允许服务用户采用端对端的分组传递模式，而不是利用电路交换模式下的网络资源发送和接收数据。GPRS使得分组模式数据更合理、更有效地利用网络资源。GPRS相对GSM的优势：[2](1)资源利用率高，GPRS引入了分组交换的传输模式，用户只有在发送或接收数据期间才占用资源

4、，这意味着多个用户可高效率地共享同一无线信道，从而提高了资源的利用率。(2)传输速率高，GPRS的理论带宽最高达171.2Kbps，实际应用带宽大约在20~100Kbps之间，而GSM所能提供的最高带宽仅为9.6Kbps。(3)接入时间短，分组交换接入时间缩短为少于1s，能提供快速即时的连接，可大幅度提高一些事务（如信用卡核对、远程监控等）的效率。(4)支持TCP/IP协议和X.25协议,GPRS支持互联网上应用最广泛的TCP/IP协议和X.25协议,使得GPRS能提供和互联网和其他分组网络的全球性无线接入。GPRS的

5、这些特点和优势提供了一个基于TCP/IP协议的通信解决方案。2.2WMRNET概述5------烟台大学硕士学位论文WNRNET是网状拓扑结构的无线网络，一个集中器最多可以控制1024个节点，最多达10级路由。网络系统采用主从式机制，集中器控制网络的一切活动。系统在上电以后，系统自动组建网络，自动维护和优化网络路由，无需用户干预，自动发现和删除节点。新节点在一定内可以被网络发现，且被网络识别地址并加入网络当中，被移除的节点的路由等信息在可设定的时间内被删除。任意节点既可以作为子节点，又可以作为父节点。任意节点支持多个父

6、节点，任意节点有多条到达集中器的路由，并且节点传输数据时动态的选择最佳路由。任意节点都具有路由器与中继功能。处于级数比较多的节点，向集中器传输数据的时候，通过上一级父节点转发数据，然后它的父节点再通过其它节点传输到集中器，每个节点有多个父节点，使网络更加可靠，同时扩大了网络的覆盖面积。若在网络中若干个节点出现故障，或者被移除，丝毫不会影响网络的通信，集中器可以通过其它节点找到失去父节点的节点。通过集中器发送命令，可以了解网络节点的数量、地址、级数以及路由等情况。通信命令简单，网络通道为客户终端预留180个字节的数据传输

7、量。WMRNET网络的射频部分采用美国ADI公司的高性能射频芯片ADF7020-1，它具有接收灵敏度高，抗干扰能力强，镜像抑制比高等优点。集中器采用ARM芯片，60MHz主频率,可以支持复杂的运算，以及采用大容量高速数据存储器。节点采用16位单片机，系统无线通信信道采用高效的循环交织纠检错编码，可以连续纠正24位的误码。2.1节能路灯监控系统的总体设计方案为了实现节能、对全市范围具有监测、控制到单灯，并具有随城市发展而扩容方便的路灯计算机监控系统，采用无线通信与WMRNET通信相结合的方法可能是最佳解决方案。具体的方案

8、是在主控室与集中器之间采用无线通信，而在集中器与其所控制的路灯之间则采用WMRNET通信技术。一般的WMRNET通信半径为4千米，能很好的减少了集中器的数量。采用WMRNET无线技术的最大的好处就是不需要再铺设通信电缆就可容易地实现对每盏灯的检测。整个监控系统由监控主机、集中器、单灯测控终端和路灯组成，是一个闭环控制，监控主机放在