配电变压器参数的GPRS网络远程监测系统

3 系统软件

3.1 模块化设计

监测器软件采用模块化的设计方法，用汇编语言编写。按功能可分为：初始化器件模块、进入GPRS网络模块、实时测量模块（与电力远动采集模块之间通信获取实时参数）、历史数据记录模块和GPRS远程通信模块。GPRS远程通信模块包括呼叫管理中心建立通信链路模块、发送常规记录子模块、发送1天最大最小值记录子模块、发送越限报警记录子模块、发送来停电报警记录子模块以及命令字分析子模块。命令字分析子模块负责实时分析GPRS Modem传送过来的命令字符，从而决定如何响应监测中心的请求，给予相应的应答信息。各模块之间通过相关联的参数进行沟通。

3.2 GPRS网络通信的实现

GPRS作为第二代移动通信技术GSM向第三代移动通信（3G）的过渡技术，是由英国BT Cellnet公司早在1993年提出的，是GSM Phase2+(1997年)规范实现的内容之一，是一种基于GSM的移动分组数据业务。它面向用户提供移动分组的IP或者X.25连接。

GPRS拨号上网时，移动GGSN分配手机模块一个IP地址（静态或动态、公用或私有），目前中国移动提供的是动态的IP。为了提高数据传输的可靠性和稳定性，我们可以向移动公司申请APN服务。移动公司可以为接入用户建立VPN（X虚拟专用网），而且移动公司为每个APN客户提供一个绑定网内 IP的SIM卡。以广州为例：申请APN服务时，可以申请接入GZTEST01测试网，并由此获得广州移动提供的网内IP，它是10.101.X.X网段的一个固定IP。这样，系统的所有数据都是在GZTEST01测试网传输。该系统的管理中心也用一个GPRS Modem来接入GPRS网内。其实，GZTEST01测试网可以理解为一个大型的无线GPRS局域网，而且这个无线局域网给每个GPRS终端用户提供的是一个动态的IP地址，当GPRS数据采集终端想要实现点对点的数据传输时，就必须知道对方分配到的动态IP地址。为了解决这个问题，我们的管理中心使用了绑定网内IP的SIM卡拨号上网，所有数据采集模块拨号上网时首先要到管理中心进行注册。只要注册以后双方才能建立通信。由于整个数据传输都是在基于 GPRS网络建立的VPN上传输的，系统的实时性和安全性都得到了保障。由于通信链路的建立是基于TCP/IP的，所以，我们采集终端的GPRS无线调制解调器的驱动处理器还必须带有TCP/IP协议栈。我们选用了UBICOM公司的SX52BD，这是UBICOM公司的一款8位高速单片机。此芯片支持在线编程（ISP）功能，可以方便地修改和下载CPU的程序。这款单片机以其优异的性能，可以广泛应用在需要网络支持的场合，尤其适合于需要网络远程控制或远程监控的应用中。本系统的网络协议（IP、ARP、UDP、TCP）就是通过此芯片TCP/IP协议栈实现的。

4 结论与展望

采用GPRS网络远程数据通信方法解决了远程监测系统通信问题，比起其它有线通信方式有着不可比拟的优越性。由于采用的是无线模式，数据传输的安全性得到了很大的提高。当然，万事有利必有弊。该方法的实施也还在一些缺陷，如GPRS通信方式比起CSD（电路拨号）通信方式的可靠性和实时性还有待提高。但是，随着GPRS网络的逐渐完整和应用技术的不断成熟，GPRS在其它工业领域的应用必将越来越广阔。

参考文献

   1. 陈坚.孙志月 Modem 通信编程技术 1998
   2. 何立民 单片机高级教程 1999
   3. 李华.李学云.区细成 现代移动通信新技术--GPRS系统 2001
   4. 宋万杰.罗丰.吴顺君 CPLD 技术及其应用 1999
   5. SCENIX User' s Manual
   6. SIEMENS MC35 User' s Manual

作 者：华南理工大学 叶力勤 罗飞 熊勇  
来 源：单片机与嵌入式系统应用 2003（10）