基于GPRS远程无线数据采集系统设计 - 图文(2)

河北农业大学毕业论文

2 GPRS介绍

2.1 GPRS概述

GPRS是 GeneralPaeketRadioServiee的英文简称，即通用无线分组交换业务，是一种基于GSM网络之上无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以分组的形式传送数据资料。GPRS是作为现有的GSM网络向3G的过渡技术，也被称为2.5G。

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语音业务信道及其相似，因此现有的基站子系统从一开始就可以提供全面的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。

2.2 GPRS的特点

与原有的GSM网络相比较，GPRS在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势，主要具有以下几点:

(l)接入范围比较广。GPRs是在现有的GsM网上的升级，可充分利用全国范围的电信网络，可以方便、快速、低成本的为用户数据终端提供远程接入网络的部署。

(2)高速传输。GPRs的数据传输速率高，最高的数据传输速度可达到171.2kbPs，是有线Modem传输速率的两倍，是GsM网络中电路数据交换业务速度的十余倍，在数据传输速率上具有明显的优势。

(3)快捷登陆。GPRs的拨号上网，接入时间短，可以快速连接网络，平均耗时为两秒左右。

(4)永远在线。用户可以随时与网络保持联系，即使网络中没有数据的传输，终端还会一直与网络保持联系，这将使访问服务变得非常简单快捷。

(5)按流量计费。用户只有在发送或者接收数据期间才占用无线网络资源，用户可以一直在线，计费时按照用户发送或者接收的数据流量来收费的，没有数据流量传递时，即便用户挂在网上也是不计任何费用的。

(6)切换自如。用户在进行数据传送时，不影响语音信号的接收，数据业务和语音业务的切换方便自如。

6

河北农业大学毕业论文

2.3 GPRS的工作原理

GPRS网络是基于现有的GSM网络来实现的，在现有的GSM网络中需增加了节点 GGsN(GatewayGpRsSupportingNode，GPRS网关支持节点)和SGSN(ServingGSN，GPRS服务支持节点)，GSN是OPRS网络中最重要的网络节点。GSN具有移动路由管理的功能，它可以连接各种类型的数据网络，并可以连到GPRS寄存器。GSN可以完成移动终端和各种数据网络之间的数据传送和格式转换，GSN可以是一种类似于路由器的独立设备，也可以与GSM中的MSC集成在一起。GSN有两种类型:一种为 SGSN(Serving GSN，服务GSN)，另一种为 GGSN(Gateway GSN，网关GSN)。SGSN的主要作用是记录移动终端的当前位置信息，并且在移动终端和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。GGSN主要是起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN，PSPDN和LAN等。

GPRS工作时，通过路由管理来进行寻址和建立数据连接，而GPRS的路由管理表现在以下3个方面:

一是移动终端发送数据的路由建立; 二是移动终端接收数据的路由建立; 三是移动终端处于漫游时数据路由的建立。

对于第一种情况，当移动终端产生了一个PDu分组数据单元，这个PDU经过SNDC层处理，称为SNDC数据单元，然后经过LLC层处理为LLC帧，并通过空中接口送到GSM网络中移动终端所处的SGSN，SGSN再把数据送到GGSN。GGSN把收到的消息进行解装处理，转换为可在公用数据网中传送的格式(如PDU)，最终送给公用数据网的用户。为了提高传输效率，并保证数据传输的安全，可以对空中接口上的数据做压缩处理和加密处理。在第二种情况中，一个公用数据网用户传送数据到移动终端时，首先通过数据网的标准协议建立数据网和GGSN之间的路由。数据网用户发出的数据单元(如PDU)，通过已经建立好的路由把PDU数据送给GGSN。而GGSN再把PDU数据送给移动终端所在的SGSN上面，GSN再把PDU封装成SNDC数据单元，再经过LLC层处理为LLC帧的单元，最终通过空中接口传送给移动终端。第三种情况是一个数据网用户传送数据给一个正在漫游的移动用户。这种情况下的数据传送必须要经过归属地的GGSN，然后送到用户端。

7

河北农业大学毕业论文

2.4 GPRS的应用领域

GPRS作为一个开放的业务平台，有着很广泛的行业应用，利用GPRS的数据传输特性，主要应用于下面一些领域。

(l)数据采集领域。如:电力、水利、石油、燃气、环保等行业的数据采集和传输，仅以电力抄表系统为例，新型的基于GPRS的远程智能抄表系统，相比于原先的人工抄表系统，具有更大的智能性，节省了大量的人力成本，也降低了企业的成本，提高了整个系统的可靠性和实时性。

(2)智能交通领域。目前我国的交通管理智能化程度较低，管理不方便等问题，如果能够采用GPRS网络进行交通信息的监控和管理，这将大大提高交通系统的智能性，优化交通网络，改善交通服务。

(3)实时信息查询。GPRS应用于税务、公安、教育、银行等部门，便于及时的查询信息，提高办公效率。

(4)智能家居领域。当GPRS走入家庭的时候，人们可以用手机或者是电脑进行家用电器设备的远程控制，给人们的生活带来极大的方便。

2.5 小结

本章为您简要介绍了GPRS的概念、特点、工作原理、及其应用领域，基于GPRS自身的特点和优势，GPRS应用于远程数据采集，无线监控领域的前景是非常广阔的。

8

河北农业大学毕业论文

3 嵌入式系统介绍

3.1 嵌入式系统的定义

嵌入式系统是一个具有特殊目的的计算机系统，旨在完成一个或几个专门的功能。通常来说，嵌入式系统需要具有实时计算的要求，它一般嵌入在一个包括了硬件和机械部件的完整设备中。相对普通用途的计算机，嵌入式系统可以定制软硬件，而完成不同的任务。由于嵌入式系统是专用于特定的任务，设计工程师可以对其进行优化，减少尺寸和成本，提高可靠性和稳定性。嵌入式系统的大规模生产，可以节省很大的成本。在应用领域上，嵌入式系统可以应用于便携式设备，如数字手表和MP4播放器，也可以用于大型固定设施，像交通灯，工厂控制器，或系统控制核电厂。由于应用的范围不同，嵌入式系统复杂性也有所不同，它可以小到一个微小的控制器芯片，也可以大到成千上万的处理器、外设和网络的集合。

由于应用领域的不断扩大，使得嵌入式系统难于明确定义。目前，业界有多种不同的关于嵌入式系统 (Embeddedsystem)的定义:

A.IEEE定义:

嵌入式系统是“控制，监视或者辅助装置，机器和车间运行的设备”原文为devieesusedtoeontrol，monitor,orassisttheoPerationofequipment，machine理orPlants).

B.国内定义:

不过，IEEE的定义并不能反应出嵌入式系统最本质的特征。目前，国内普遍采用下列描述来定义嵌入式系统:嵌入式系统以应用为中心，以计算机技术为基础，软，硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功耗严格要求的专用计算机系统。

这个定义明确指出了嵌入式系统包括硬件和软件两部分，同时是一个软硬件可裁剪的专用的计算机系统，这也是嵌入式系统与普通计算机的最大差别。更详细的说，嵌入式系统一般指非PC系统，它的硬件部分包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。 …… 此处隐藏：2633字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……