计算机数据库论文之GPRS方式的热网数据采集系统

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2017-06-25 22:27:00

这里是一篇GPRS方式的热网数据采集系统，GPRS通信技术是一门新的数据通信技术，随着GPRS网络不断的发展,基于它的应用也会愈来愈广泛开展，让我们一起来看看具体内容吧!

摘要：本文阐述了一个由各种传感器、PLC、GPRS DTU和 PC机构成的采集系统的硬件构成和软件实现。采用GPRS和PLC相结合的方法，利用远程监控技术实现对热网的监测、控制和管理。

Abstract: This paper describes a variety of sensors, PLC, GPRS DTU and PC bodies into the acquisition system hardware and software. Using GPRS and PLC combination of methods, the use of remote monitoring technology of the heating network monitoring, control and management.

关键词：GPRS;数据采集

Keyword: GPRS;data acquisition

1概述

随着科学技术的飞速发展，计算机监控技术的应用也日益渗透到各种领域，城市集中供热是在我们国家近些年才发展并逐步普及起来的具有环保和节约能源两大优势的供热方式。现今远程监控技术在世界范围内被越来越广泛的应用，国外发达国家在这方面的技术已经相当成熟，应用也相当广泛，而我国正处于技术的发展阶段，在学习国外先进技术的同时，也不断的在进行探索。由于近几年来城市集中供热的大力发展，远程监控技术在热网的监测、控制和管理中也发挥着越来越重要的作用。国内的供热企业正在逐步的开始运用远程监控技术。

我国多数城市的热网监控系统都没有专门铺设通信线路，主要采用无线电台或电话线拨号上网。采用无线电台作通信设备，需要向无线电管委会申请专用频点，通讯波特率受到电台的制约，易受风雨雷电的影响，需要人工巡查维护，维护费用高，并且由于体积大和发射功率大，易对仪表运行造成干扰。利用电话线拨号上网方式，虽然安装费用低，但运行期间电话费很高，速度不稳定，也无法很好的满足系统需要。

2针对上述两种通信方式存在的不足，本文采用GPRS和PLC相结合的方法来解决，将各个用户的用汽参数利用GPRS网络传回热电厂的监控中心，并将数据以表格和曲线的形式显示以及进一步处理、统计形成日报、月报。在此基础上将监控计算机接入热电厂内部局域网，局域网内的其它部门按管理者设定的权限可以浏览相应的数据或曲线。

2 GPRS技术及其特点

GPRS是通用分组无线业务( General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM 系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM 用户提供分组形式的数据业务。GPRS 采用与GSM 同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的TDMA 帧结构，这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此，现有的基站子系统(BSS)从一开始就可提供全面的GPRS 覆盖。GPRS 允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS 理论带宽可达171.2Kb/s，实际应用带宽大约在10~70Kb/s，在此信道上提供TCP/IP 连接，可以用于INTERNET 连接、数据传输等应用。

GPRS 是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP。GPRS 采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用，数据传输速率高达160Kbps。使用GPRS技术实现数据分组发送和接收，用户永远在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。GPRS 移动数据传输系统有很大的应用范围，几乎所有中低速率的数据传输业务都可以应用，如城市配电网络自动化、集中供热、自来水、煤气管道自动化、商业POS 机、INTERNET 接入、个人信息、股票信息、金融、交通等。

3系统的组成及原理

GPRS无线数传监视和控制系统为一个点到多点的远程无线双向数据通信和控制系统。系统由数据采集终端和监控中心两部分组成，其数据监控指挥中心由计算机网络，数据库和GPRS通信接口组成，主要负责各种信息和数据的收发和整理工作：一方面，接收各个监控点上传的信息和数据，并把它们放人相应的数据库和分发给相应的监控计算机，以实现对各个监控点的监控和管理;另一方面，监控中心响应监控计算机发出的对各个监控点的控制信息，并且把这些信息下发到相应的监控点上，从而达到对监控点设备进行控制的目的。

对多路模拟信号进行实时检测并进行数据处理，将结果保存到指定的缓冲区内等待进一步址理。为了提高系统的扩展性和通用性，设计对l6路信号进行检测.其中8路信号转换精度为1O位，另外8路信号转换精度为16位。

本数据采集系统由各种传感器、PLC、GPRS、外部数据网和 PC机五部分组成。如图 1所示。各种传感器传回的信号经过 PLC的处理，通过 GPRS DTU将数据传输到 GPRS网络上，再通过外部数据网(如 Internet)传输 ,控制室的 PC机通过 ADSL即可接受现场的全部数据。现场大多数被测量参数都是定时采集，故 GPRS模块不必一直发送数据，而是每隔一段时间发送一次数据，同时，现场部分在检测到的数据变化幅度异常时，可立即发送数据，并报警。

PLC配有较强的指令系统，并增加了许多特殊功能指令，还配备了丰富的特殊功能模块和强大的通信模板，这些都满足现场要求。AD模块为 8路或16路模拟量输入， 16路开关量输入。现场使用传感器测量的信号有温度、压力、流量和液位等，信号的传输类型有传统的 4～20mA，也有开关量信号。4～20mA接到AD模块上，开关量信号接到开关量输入模块上。通过上述连接，就可以将现场信号传输到 PLC中，经过处理后，准备通过 GPRS DTU发送。

GPRS 技术实现数据分组发送和接收，永远在线并且按流量计费，迅速降低了服务成本。GPRS DTU为用户提供高速的无线DDN 通信系统，透明数据传输的虚拟专用数据通信网络，与数据中心一起提供透明数据传输通道，组成用户专用数据网络。

无论从建设周期、建设费用和运行费用，还是系统的可靠性、稳定性和技术的先进性而言，GPRS DTU在分散的数据采集应用领域具有无可比拟的优越性，在分布范围较广，数据采集点多，实时性要求较高的场合，只有GPRS DTU比较合适。当然其它数据通讯方式不是一无是处，他们仍有各自的的应用领域，在GPRS DTU没有推出之前，也是比较优秀的，只是新的数据通讯技术和新的产品应用于工业监控后，必将对传统的数据采集带来新的革命。

GPRS 引擎模块提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07规范。GSM07.07中定义的AT Command接口提供了一种移动台(Ms)与数据终端设备(DTE)之间的通用接口，GSM07.05对短消息作了详细的规定。在短消息模块收到网络发来的短消息时，能够通过串口发送指示消息，数据终端设备可以向短消息模块传送各种命令。

GPRS硬件由GPRS无线模块和 SIM卡座组成。GPRS无线模块有德国 Simens公司生产的 MC35模块或者。MC35模块主要由射频天线、内部 Flash、SRAM、GSM基带处理器、匹配电源和一个 40脚的 ZIF插座组成。GSM基带处理器是核心部件，其作用相当于一个协议处理器，用来处理外部系统通过串口发送 AT指令。射频天线部分主要实现信号的调制和解调，以及外部射频信号与内部基带处理器之间的信号转换。匹配电源为处理器基射频部分提供所需的电源。电路板由 CPU、RAM、FLASH、电源电路、串行口接口电路、SIM卡电路和无线模块接口电路构成。

数据通信电路主要完成与PC机通信、短消息收发、软件流控制等功能。串行接口是控制单元和MC35i模块进行连接的通道，也是利用AT指令控制MC35i及进行通信数据传输的关键。从系统的总体方案分析，按终端和监控中心具有不同的控制单元，需要考虑两种用户通信环境及相应的硬件电路设计与选择。

4 结语

GPRS通信技术是一门新的数据通信技术，随着GPRS网络不断的发展,基于它的应用也会愈来愈广泛开展。

基于GPRS的远程测控终端从工业生产现场的角度综合考虑了可靠性设计和使用成本等问题。终端具备良好的通用性、高灵敏度及高性价比，在数据采集和远程传输等领域有较强的可移植性。该系统实现了对集中供热换热站运行参数的采集，能够进行分析并绘制分析曲线，让管理者清晰、及时看到各个换热站的运行情况，对出现的问题及时进行处理。避免了人工采集数据不准确、不及时和汇总难、分析难的缺点，提高企业的经济效益和工作效率。

网友们，GPRS方式的热网数据采集系统就到此为大家介绍完毕了，祝大家能够获得有用的知识。