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基于GPRS的自动气象站数据传输及应用

2014-6-29 12:21| 发布者: dzly| 查看: 488| 评论: 0|原作者: 黄锐杜世晔蓝天飞

摘要: 无线通信技术在不断的发展,其解决许多通信问题,比如:一些偏远和无人地区的通信。GPRS 是一种先进的无 线通信方式,其可以完成对于无人值守地区的气象资料的传输,可以说GPRS 在目前的无线通信领域占据着重要地位。本 文就基于GPRS 的自动气象站数据传输及应用进行分析和探讨。
  GPRS 又被称作通用无线分组业务,其优势是:(1)永远在线;(2)按量计费,因此和GSM相比,比较经济。因自动气象站大多建立在在无人地区,使用GPRS 通信,可以有效解决偏远地区气象数据的自动传输问题。也可以免除人工干预,极大的降低了人力资源的投入。
  一、GPRS 协议。
  PRS 协议分析。当用户处于在端到断分组转移的模式下时,GPRS 可以让用户发送和接收数据,在此情况下不需要使用电路交换模式的网络资源。因此,提供的无线分组业务既成本低,又高效。作为一种新的移动数据通信业务,GPRS 可以将高速无线IP 或X.25 服务提供给移动用户。由于GPRS 使用的是分组交换技术,因此对于每一位用户来说可以对多个无线信道进行占用,而数据传输速率会达到160KbPs。GPRS 技术的使用可以让数据分组和接收得以实现,按流量计费,因此服务成本也会大大降低。
  二、GPRS 数据传输的特点。
  PRS 采用了分组交换技术,无论是高速数据还是低速信令,高效传输都可以实现,因此无线资源和网络资源都会得到优化。和GSM不同,GPRS 使用的信道编码方案也是不同的额,主要对以下四种编码方案进行了定义:CS- 1、CS- 2、CS- 3 以及CS- 4。GPRS 网络接入的速度比较快,因此可以实现和目前现有数据网的无缝连接。GPRS可以和PI 网、X.25 网互通。可以对点到点以及点到多点服务,因此远程信息处理也会实现。
  在GSMPLMN 中,GPRS 引入了GPRS 服务支持节点(SGSN)和GPRS 网关支持节点GGNS。在对GPRS 业务进行访问时,MSD 执行执行GPRS 接入过程。逻辑链路也会在MS 和SGSN 之间建立,MS 的操作主要包括:(1) 接收基于GPRS 的SMS 服务。(2)经由SGSN 的寻呼。(3)GPRS数据到来通知。
  三、系统总体设计
  1、系统的构成与结构设计
  在设计中,我们使用了两个网络结构,分别是:气象局己经建立的内部广域网和中国移动的GPRS 网络。
  系统的网络结构。在气象站中,我们使用了网络拓扑结构是星型结构。服务器一方面和公网连接,一方面和气象局内部网络连接,而对于每一个站点的资料可以直接传输到中心服务器之中。采集点会和小站计算机连接,之后通过内部网络,小站计算机会和数据中心服务器连接。
  气象数据的传输方式:(1) 使用GPRS 网络传输到数据中心服务器。(2)先输送到市级站,之后借助居于前输送到数据中心服务器。
  系统的硬件包括:(1)气象数据采集。各类气象要素传感器采集气象数据,如使用温度传感器对温度信号进行测量,使用气压传感器对气压数据进行采集,而雨量值主要使用雨量传感器进行测得。(2)采集器。采集器的作用是将电流转为字符, 这样有利于传输。(3)GPRSDTU。
  GPRSDTU 可以把数据流发送到GPRS 网络中。(4)数据中心服务器主要对气象数据进行存放。(5)客户端。客户端的作用是对气象信息进行查看。
  2、数据传输流程
  首先,气象仪器对气象数据进行测量,接着,使用气象传感器把信号输送到采集器中。12V 太阳能会进行供电,这样无人以及偏远地区的供电难题就会得到解决。采集器的供电量低,因此使用太阳能供电就足够了。最后,采集器将电压信号转换为脉冲信号,输出到9 针COM口,接着传输到DTU中,进行转换,远程通信就完成了。中心站是由数据处理机和外网代理服务器共同组成的。传输流程见图1。

  3、程序主要功能设计
  (1)列表查询。在进行列表查询时,需要对以下因素进行选择查询:满足的条件、起止的时间段、各条件之间的关系以及查询的站点等。(2)曲线查询。曲线查询的查询条件包括:气象要素、范围、日期以及实时监测等。(3)统计查询。在进行统计查询时,需要选择以下查询条件:统计数据的对象、日期、站点以及气象要素。
  通信技术日益完善,因此无线通信技术为信息的传输发挥了重要的作用,特别给一些偏僻地区带来了很大的方便。使用无线通信技术可以让气象数据的采集难度降低。无线传输技术中,比较成熟的是GPRS,本文就基于GPRS 的自动气象站数据传输及应用实践进行了分析和探讨,在此只是抛砖引玉,有不足的地方还望同行提出意见。
  参考文献
  [1] 胡科,蔡方凯,胡蓉. 基于GPRS 数据传输智能终端的实现[J]. 电讯技术. 2011(23)优领域http://www.you01.com
  [2] 黄承安,张跃. 微控制器的GPRS 无线上网[J]. 单片机与嵌入式系统应用. 2011(23)
  
  

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