監(jiān)控系統(tǒng)的通信接口軟件設(shè)計與實現(xiàn)

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1、基于GPRS監(jiān)控系統(tǒng)的通信接口軟件設(shè)計與實現(xiàn)王軍，王其河海大學(xué)電氣工程學(xué)院，南京（210098）E-mail：mondeo_2008@163.com摘要:本文設(shè)計并實現(xiàn)了GRPS遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可使工企業(yè)的遠(yuǎn)程自動監(jiān)控更為靈活，應(yīng)用場合更為寬廣，成本更低，并實現(xiàn)了移動人員的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控.首先分析了監(jiān)控中心軟件需要實現(xiàn)的功能，并根據(jù)需求設(shè)計了短消息接收和與數(shù)據(jù)庫相連的子模塊，然后在此基礎(chǔ)上用VisualC++實現(xiàn)了以上模塊.試驗表明，各項技性能指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了原設(shè)計的要求，成功地實現(xiàn)了小批量，非連續(xù)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸與超限報警和移動工作人員的數(shù)據(jù)查詢功能。關(guān)鍵字：GPRS，遠(yuǎn)程監(jiān)測，超限報警，移動查詢

2、，數(shù)據(jù)庫1.引言現(xiàn)代社會的快速發(fā)展對通信的要求越來越高，無論是人們的生活還是工作或是休閑和娛樂，通信無處不在。從通信的發(fā)展來看，人們越來越要求能夠移動地辦公，實現(xiàn)“通信無處不在”的愿望，以及一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的監(jiān)測很難實現(xiàn)有線地鋪電纜及維護(hù)，無線網(wǎng)絡(luò)便成了最符合條件的通信方式。遠(yuǎn)程自動監(jiān)控系統(tǒng)因其操作方便，無專人現(xiàn)場監(jiān)守的優(yōu)越性越來越多地受到工企業(yè)的青瞇，傳統(tǒng)的人工檢測會被逐步替換掉[1]。由于GPRS的成本低，比其它無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍更廣，可免自己維護(hù)，因此我們選擇了GPRS作為通信通道，設(shè)計了GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，它的應(yīng)用可為工業(yè)企業(yè)管理帶來更多的便利[7]。本文首先分析了通信軟件需要實現(xiàn)的功能，

3、并根據(jù)需求設(shè)計了監(jiān)控中心端軟件模塊，監(jiān)控中心不僅要實現(xiàn)與RTU的數(shù)據(jù)通信，還利用后臺數(shù)據(jù)庫，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲與分析，并實現(xiàn)超限報警和移動人員的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控，最后用VisualC++實現(xiàn)了上述模塊和功能，并通過了相關(guān)的測試。2.基于GPRS監(jiān)控系統(tǒng)的方案設(shè)計2.1總體設(shè)計此系統(tǒng)設(shè)計可以分為兩個部分：主站微機(jī)控制中心和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)檢測控制終端。這種設(shè)計方式可以實現(xiàn)一個控制中心監(jiān)測多個終端的實現(xiàn)。當(dāng)需要添加控制點時，只需在需要控制的現(xiàn)場安裝好遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)檢測控制終端，同時在主站微機(jī)控制中心軟件進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，即可對新加入的控制點進(jìn)行監(jiān)控。遠(yuǎn)端設(shè)備在每一監(jiān)控點完成對模擬量的采集和開關(guān)量的檢測[6]，并實現(xiàn)

4、相應(yīng)的控制功能。在被控對象的運行狀態(tài)改變時及時將此事件的性質(zhì)及相關(guān)的數(shù)據(jù)以短消息的形式發(fā)送給主站監(jiān)控中心，遠(yuǎn)端設(shè)備還可以由主站發(fā)送的命令，根據(jù)命令修改系統(tǒng)參數(shù)或?qū)?dāng)前狀態(tài)信息回送主站[3]。系統(tǒng)的總體設(shè)計原理圖如下圖1所示：-1-圖1基于GPRS監(jiān)控系統(tǒng)的總體方案設(shè)計原理圖系統(tǒng)的監(jiān)控中心主要是完成監(jiān)控中心的軟件的設(shè)計，通過短消息的方式實現(xiàn)與遠(yuǎn)程端的監(jiān)測點的通信。遠(yuǎn)程監(jiān)測是由以單片機(jī)為核心，外加GPRS通信模塊組成的RTU，單片機(jī)與GPRS模塊之間通過MAX232電平轉(zhuǎn)換后相接串口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信。本文主要研究監(jiān)控中心端軟件的設(shè)計與實現(xiàn)。2.2軟件設(shè)計軟件設(shè)計部分主要是根據(jù)通信和業(yè)務(wù)需求來設(shè)計功

5、能，它需要實現(xiàn)監(jiān)控中心端與遠(yuǎn)程監(jiān)測端的數(shù)據(jù)通信功能，因此需要對短消息的接收和發(fā)送以及短消息的PDU格式編碼進(jìn)行實現(xiàn)，為業(yè)務(wù)需求做準(zhǔn)備。在監(jiān)控中心的業(yè)務(wù)功能實現(xiàn)方面，需要對監(jiān)控端的數(shù)據(jù)進(jìn)行保密管理，因此在軟件部分還需要與數(shù)據(jù)庫相連，使具有權(quán)限的工作人員才可以修改數(shù)據(jù)，其它人只能對數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽和查詢。針對實際的應(yīng)用，還需要對從遠(yuǎn)程監(jiān)測端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和報警[2]，如（在此軟件中）設(shè)定，如果溫度超過40度，則自動判斷并發(fā)送消息給工作人員（可數(shù)人），及時采取措施。在外的工作人員也可以發(fā)送消息來查某地某時的溫度，以實時了解監(jiān)測點的信息。軟件設(shè)計主要分為以下幾個模塊進(jìn)行實現(xiàn)：◆短消息的收發(fā)模塊完成

6、消息格式的編解碼工作和消息的發(fā)送與接收，短消息的數(shù)據(jù)內(nèi)容的分析和判斷，實現(xiàn)遠(yuǎn)端監(jiān)測點與監(jiān)控中心端的通信?！鬐PRS通信模塊與監(jiān)控中心端PC機(jī)的連接本系統(tǒng)中采用的GPRS通信模塊是BenQM23模塊，它通過串口與監(jiān)控中心端的PC機(jī)相連，PC機(jī)以AT命令趨動GPRS通信模塊，使PC機(jī)和通信模塊間通過串口通信，進(jìn)而實現(xiàn)監(jiān)控中心和遠(yuǎn)程監(jiān)測端的通信?！舳滔I(yè)務(wù)處理模塊短消息業(yè)務(wù)處理模塊是針對監(jiān)控端的人性化處理而設(shè)計的，它主要是實現(xiàn)對接收的短消息進(jìn)行解碼和判斷，以及決定將什么樣的短消息發(fā)送給誰?！魯?shù)據(jù)庫模塊此模塊利用VisualC++通過DAO方式連接Access數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了對短消息的存儲和查詢功能。

7、整個軟件設(shè)計部分的原理圖如下圖2所示：-2-圖2軟件部分的設(shè)計原理圖3.短消息收發(fā)子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)3.1PDU格式編碼PDU串表面上是一串AXCII碼，由0~9，A~F這些數(shù)字和字母組成[5]。它們是8位字節(jié)的十六制數(shù)，或者BCD碼十進(jìn)制數(shù)。PDU串不僅包含可顯示的消息本身，還包含很多其他信息，如SMS服務(wù)中心號碼、目標(biāo)號碼、回復(fù)號碼、編碼方式和服務(wù)時間等。發(fā)送和接收的PDU串，結(jié)構(gòu)是不完全相同