基于gprs的无线信息采集监控系统的分析与设计

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1、华中科技大学硕士学位论文较远，随时可以了解掌握现场生产和设备的实时状态，对其进行检测和诊断。远程监控系统的使用可以大大降低技术人员的劳动强度，提高工作效率。自从20世纪60年代，我国就着手开始对远程监控系统进行研究和开发，国内的一些企业也涉足此类系统的研究，但是由于技术和成本的限制，都没有取得太多的研究成果，此类系统也未得到广泛的应用。20世纪90年代后期，随着计算机，通信技术的迅速发展，监控系统在各行各业都得到了广泛的应用，这一时期远程监控系统通常采用超短波通信，数字微波通信或者租用卫星信号等通

2、信方式来实现采集终端与后台服务器间的通信。这种方式虽然技术成熟通信效果较好，但是成本较高，需要架设中继基站或者租用通讯卫星。同时，信号安全性也没有较好的保障。随着国内移动通信基础设施的建立和逐步完善，代表着2.5G通信技术的GPRS[3]技术逐步成熟。GPRS技术被逐渐引入到无线监控系统中。GPRS网络具有传输速度快，成本低廉，安全性好，永远在线，网络覆盖范围广等诸多优势,因而基于GPRS网络的无线传输模式，被广泛应用于远距离数据采集和控制系统中。CaoJian在[4]“WirelessMonit

3、oringandAssessmentSystemofWaterBasedOnGPRS”一文中使用GPRS网络来构架了水文信息采集系统，而且利用三层BP(BackPropagation:BP神经网络是1986年由Rumelhart和McCelland为首的科学家小组提出，是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网络)神经网络来识别和预测采样水文数据的值。但是由于神经网络的计算的处理器消耗型特征，会大大降低系统I/O性能，直接降低了在分布式环境下的I/O吞吐效率。LiCheng在“improveddesi

4、gnofremotewirelesstransmission[5]terminalusingGPRS/GSMintegratednetwork”一文中设计了一套通信传输协议主要涉及到了数据帧格式，RTU(RemoteTerminalunit:远程控制单元)初始化，和流控制，较好的解决了服务器和终端通信的规则。但是文中仅仅考虑理想状态下的通信流程的处理，由于GPRS网络本身所具有的不确定性以及无线传输中的异常，在实际应用中需要更加注重异常处理及恢复。总之，在基于GPRS的无线远程监控系统研究领域，国

5、内外具有了一定的研究成果，但是在服务器端吞吐量以及通信协议稳定性和适应性上都存在着一定的缺陷2华中科技大学硕士学位论文和不足。针对这些不足我们研究并设计了一套完整的技术解决方案。1.3本论文研究的内容及组织结构根据课题的相关背景，结合该水厂能源动力水网监控系统的项目实践，本论文研究并设计了基于GPRS的远程无线监控系统，同时针对系统后台服务器的吞吐瓶颈，设计了一套可复用的数据吞吐模式，以及针对通信流程中出现的诸多不确定异常，设计了SAWTCP-GPRS(Self-AdaptiveWirelessT

6、ransformControlProtocol)协议。经过实验运行，系统在吞吐率，丢帧率，延迟率等系统性能参数上都有较大的改善，系统的稳定性，可靠性都得到了增强。论文首先描述了基于B/S(BrowerandClient)架构的系统拓扑结构，论述系统组成的各个部分的结构以及详细功能;然后详细描述了后台服务器端的结构，着重描述系统吞吐率改善上所进行的设计思想和运用技术;接下来对具有GPRS模块的远程传输终端(RTU:RemoteTerminalUnit)进行了详细的设计，详细描述了终端的网络通信流程;

7、最后重点描述RTU以及服务器端通信协议架构。论文结构安排如下:第一章介绍了课题的研究背景，分析了远程监控系统的研究意义和需求，远程监控系统的国内外研究现状，并提出了现有成果的缺点和不足，总结了基于GPRS的远程监控系统的必要性和本课题的主要研究内容。第二章介绍了相关技术理论。包括GPRS通信技术，服务器通信技术以及系统使用设备。主要介绍GPRS网络的体系结构，系统组成及相关接口，详细描述GPRS网络的协议传输平面和相关协议，另外介绍了GPRS的特点及优点，最后介绍了GPRS网络应用中的组网方式。第

8、三章介绍了整个监控系统的整体设计方案，系统的后台以及终端的架构，系统各个组件的功能和系统组网方案。第四章介绍了系统服务器端设计，包括多任务同步并发处理设计，系统数据报文吞吐模式设计，服务器端接口设计等。通过在额定分布式服务器配置下的吞吐压力测试实验，逐步逼近服务器的最高吞吐终端规模。3华中科技大学硕士学位论文第五章介绍了系统终端设计，包括系统的硬件设计和软件设计。硬件设计包括处理器的选型，通讯板外围I/O设备的描述，GPRS模块的选择以及GPRS网络驱动的设计。重点描述了终端系统的