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一、系統(tǒng)總體構架
工業(yè)現(xiàn)場需要對配料秤儀表數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測,但由于配料秤設備安裝在不同的車間,分布范圍廣且大多分布在環(huán)境惡劣的車間中,對儀表數(shù)據(jù)的實時采集存在難度。本課題設計的基于無線通信技術的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)能夠實時的完成配料秤儀表的參數(shù)讀取、參數(shù)設置、重量信號采集等功能,將有用信息傳往監(jiān)控中心上位機服務器,這樣即縮短配料秤故障處理時間也提高工作效率。這種通訊方式具有傳輸距離不受空間約束、連接方便可靠、數(shù)據(jù)信號傳輸穩(wěn)定等好處。SMS(短信息)方式具有安全可靠、價格低的優(yōu)點,作為GPRS網絡的切換模式共同完成配料秤儀表遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?,本課題中GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸終端采用SIEMENS內置TCP/IP協(xié)議棧的GPRS模塊MC55。
1.1GPRS傳輸方式介紹
配料秤儀表的GPRS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要由以下部分組成:監(jiān)控計算機、無線數(shù)據(jù)通信網絡以及稱重儀表(帶無線數(shù)據(jù)傳輸芯片MC55)。稱重儀表采集傳感器的稱重數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)封裝后經串口RS-232發(fā)送到無線數(shù)據(jù)傳輸芯片MC55,MC55將發(fā)來的數(shù)據(jù)進行TCP/IP打包封裝傳送到Internet網絡中,監(jiān)控中心計算機通過Internet網絡對數(shù)據(jù)進行析取得到有用的數(shù)據(jù)存儲到網盤中。每臺儀表的GPRS模塊具有固定的IP地址,它可以自動通過GPRS網絡連接到監(jiān)控中心,這樣完成通信鏈路的數(shù)據(jù)通信。此外,監(jiān)控中心計算機也可以通過無線網絡對稱重儀表進行參數(shù)設置等功能。
1.2GSM/SMS傳輸模式
GSM/SMS傳輸模式具有數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠的優(yōu)點,在配料秤無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中主要由以下部分組成:稱重儀表(帶無線數(shù)據(jù)傳輸芯片MC55)、移動通信網絡和智能終端手機,稱重儀表將數(shù)據(jù)傳輸?shù)組C55,MC55將數(shù)據(jù)以AT格式通過通信網絡傳送到指定手機中,利用AT指令將短消息讀出。
二、GPRS硬件實現(xiàn)
MC55是內置TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊,開發(fā)過程簡單,通過常規(guī)RS-232、RS-485接口和簡單的AT命令進行通信。MC55模塊可以完成GPRS網絡和以太網的互連,信號傳輸穩(wěn)定可靠。MC55可以實現(xiàn)完整的PPP協(xié)議及TCP/IP協(xié)議,同時具有Router功能。MC55與單片機的連接方式如圖3所示。MC55與單片機ADuC845通過串口進行通信,SIM卡應用的引腳為SIM-RST、SIM-I/O、SIM-VCC、SIM-CLK。
三、系統(tǒng)軟件設計
AT命令是對GPRS模塊的控制方式,它是調制解調器可以識別并執(zhí)行的命令,AT指令簡單方便容易學習。在“超級終端”中使用AT命令完成數(shù)據(jù)傳輸,也可以用AT指令設置串口屬性。當GPRS與MC55初始化后,通過鏈接PPP后對數(shù)據(jù)進行UDP、IP封裝,最終將數(shù)據(jù)送入MC55模塊,完成數(shù)據(jù)初始化。MC55模塊提供標準的RS-232串行接口,通過設置AT指令完成GPRS網絡連接功能,五、無線通信技術的配料秤儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)測試結果應用VB編寫上位機界面程序,對所設計的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進行測試,現(xiàn)場有5臺儀表,配有5臺帶GPRS功能的MC55芯片,IP地址選擇如下圖所示,測試距離選擇距監(jiān)控中心5千米的地方進行,。由上面的實驗數(shù)據(jù)可知,GPRS方式的數(shù)據(jù)接收準確率相對SMS方式要低一些,原因是GPRS信號存在不穩(wěn)定因數(shù),而短信息方式的數(shù)據(jù)傳輸率較高,因此結合SMS與GPRS的無線數(shù)據(jù)傳輸方式可以滿足配料皮帶秤儀表的遠程數(shù)據(jù)傳輸。
作者:路嘉揚 韓丁 單位:黑龍江科技大學電子與信息工程學院 內蒙古大學電子信息工程學院