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本篇文章主要研究了GPRS網(wǎng)絡(luò)在智能稱重儀表數(shù)據(jù)中心的實(shí)現(xiàn)過程和設(shè)計(jì)。以手機(jī)GPRS網(wǎng)絡(luò)為載體，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，為監(jiān)控者的監(jiān)控和設(shè)備維修提供了很大的方便。文章著重從智能稱重控制儀表的動(dòng)態(tài)域名解析、端口映射、pdu模式三個(gè)方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)。

儀表系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

該系統(tǒng)主要由智能稱重儀表、GPRS模塊（ ＭＣ５５） 、GPRS／Internet網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)管理程序四部分組成。工作流程大致如下：

通信過程的第一步是：建立數(shù)據(jù)中心和儀表之間的通信鏈路。數(shù)據(jù)中心類似服務(wù)器端；儀表端即客戶端向服務(wù)器請(qǐng)求連接，連接建立后客戶端主動(dòng)發(fā)送自己的注冊(cè)碼（每個(gè)客戶端的注冊(cè)碼不同）給服務(wù)器，這樣就建立起了通信鏈路。

其次是數(shù)據(jù)的傳輸，我們可以通過這個(gè)鏈路發(fā)送和獲取儀表的相關(guān)信息。數(shù)據(jù)傳輸過程如下：數(shù)據(jù)由稱重儀表送給GPRS模塊，模塊發(fā)送給GPRS網(wǎng)絡(luò)，再通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)ＧＧＳＮ傳遞給Internet網(wǎng)絡(luò)，處在Internet上的數(shù)據(jù)中心收到來自儀表端的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)中心到達(dá)稱重儀表的流程和這個(gè)過程正好相反。

智能稱重儀表原理

此次設(shè)計(jì)是基于皮帶秤智能稱重儀表而設(shè)計(jì)的，儀表采用Ａｄｕｃ８３４芯片 ，芯片內(nèi)嵌Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器，與５１指令兼容，可產(chǎn)生大波特率加快數(shù)據(jù)傳輸速度，稱重儀表原理如下：

GPRS上位機(jī)實(shí)現(xiàn)

上位機(jī)程序是用ＶＢ語言編寫，采用ｗｉｎｓｏｃｋ控件作為GPRS模塊和數(shù)據(jù)中心的通信鏈路載體，根據(jù)ｗｉｎｓｏｃｋ的連接狀態(tài)參數(shù)，可以動(dòng)態(tài)觀察到儀表是否在監(jiān)控中；后臺(tái)數(shù)據(jù)庫支持?jǐn)?shù)據(jù)的隨時(shí)存儲(chǔ)，可以查閱歷史記錄，也可以保存當(dāng)前記錄，并有當(dāng)前時(shí)間顯示；設(shè)置了登錄權(quán)限；數(shù)據(jù)中心和客戶端的聯(lián)系不僅基于GPRS網(wǎng)絡(luò)而且也利用手機(jī)模塊自身的功能，如打電話或發(fā)信息通知客戶端上線；也可以發(fā)送控制手機(jī)模塊的ＡＴ指令控制客戶端。

１動(dòng)態(tài)域名解析

域名解析就是將一個(gè)域名解析為一個(gè)動(dòng)態(tài)的ＩＰ地址，每次在電腦ＩＰ地址發(fā)生改變時(shí)，軟件會(huì)自動(dòng)將新的ＩＰ地址發(fā)送到ＤＮＳ服務(wù)器或者服務(wù)商提供的服務(wù)器上，對(duì)域名的解析進(jìn)行修改。也就是當(dāng)你再次訪問同一個(gè)域名的時(shí)候， ＤＮＳ服務(wù)器會(huì)自動(dòng)連接變化了的ＩＰ地址。由于固定ＩＰ數(shù)量有限，且申請(qǐng)固定ＩＰ的費(fèi)用較高，所以普遍用的都是動(dòng)態(tài)ＩＰ，也就是每次掉線之后ＤＮＳ服務(wù)器分配給終端的是不同于上一次登陸的ＩＰ。而儀表跟數(shù)據(jù)中心通信時(shí)是用ＩＰ地址進(jìn)行訪問的，讓這個(gè)變化的ＩＰ始終被捕捉到，域名解析就顯得很重要了。[page]

２端口映射

對(duì)動(dòng)態(tài)ＩＰ的局域網(wǎng)里的一部普通主機(jī)來說，訪問任何一個(gè)網(wǎng)站都是可以的，可是外部網(wǎng)絡(luò)要訪問這臺(tái)計(jì)算機(jī)就不可能了，因?yàn)閮?nèi)部的計(jì)算機(jī)ＩＰ地址年第３６卷第６期 ２０ 儀表采集通過皮帶秤上的物料產(chǎn)生的速度傳感器和重量傳感器的信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行放大、濾波后送入微處理器進(jìn)行Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換，微處理器對(duì)其進(jìn)行計(jì)算處理，得到通過皮帶秤的物料的重量值。數(shù)據(jù)從儀表傳送給GPRS網(wǎng)絡(luò)是通過ＲＳ２３２串口Ｐ３．０和Ｐ３．１進(jìn)行發(fā)送和接收的。３ GPRS技術(shù)GPRS－Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ，通用無線分組業(yè)務(wù)，是一種基于ＧＳＭ系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線ＩＰ連接，以“分組”的形式傳送資料到用戶手上。由于使用了“分組”的技術(shù)，基本上可以實(shí)現(xiàn)２４小時(shí)在線；用戶總是在線且按流量計(jì)費(fèi)，沒有數(shù)據(jù)傳輸不收費(fèi)，大大降低了成本； GPRS的最大優(yōu)勢在于速度快，目前的ＧＳＭ移動(dòng)通信網(wǎng)的傳輸速度為每秒９．６Ｋ字節(jié)； GPRS接入等待時(shí)間短，可快速建立連接，平均為２ｓ。 是自己定義的，局域網(wǎng)外部的訪問者無法識(shí)別，而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部計(jì)算機(jī)被外部計(jì)算機(jī)訪問的方法就是端口映射。端口映射功能就是可以讓內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中某臺(tái)主機(jī)對(duì)外提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，當(dāng)用戶訪問提供映射端口主機(jī)的某個(gè)端口時(shí)，服務(wù)器將請(qǐng)求轉(zhuǎn)到內(nèi)部一提供這種特定服務(wù)的主機(jī)。利用端口映射功能可以將一臺(tái)公網(wǎng)ＩＰ地址機(jī)器的多個(gè)端口映射成局域網(wǎng)內(nèi)部不同機(jī)器上的不同端口。理論上可以提供六萬多個(gè)端口的映射。實(shí)現(xiàn)端口映射常用的方法有兩種：一、可以在網(wǎng)關(guān)上裝上端口映射軟件，給局域網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)做端口映射；二、可以在寬帶路由器上做端口映射，現(xiàn)在一般的寬帶路由器都有這種功能。而第二種方法是對(duì)局域網(wǎng)內(nèi)任何一臺(tái)機(jī)器都是可以使用的。

３通信鏈路

上位機(jī)采用Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ編程， ＷＩＮＳＯＣＫ控件 Ｓ ｃｉｅｎｃｅ － Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＆ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 組， ＷＩＮＳＯＣＫ在信息的發(fā)送端和接收端建立了橋梁，發(fā)送信息和接收信息都很方便。設(shè)ａａ為字符串，則發(fā)送字符串為ｗｉｎｓｏｃｋ． ｓｅｎｄａｔａ ａａ，接收字符串為ｗｉｎｓｏｃｋ． ｇｅｔｄａｔａ ａａ。監(jiān)控ｗｉｎｓｏｃｋ的連接狀態(tài)ｗｉｎｓｏｃｋ． ｓｔａｔｅ可以很清楚的知道客戶端是否在線；Ｗｉｎｓｏｃｋ偵聽端口：Ｗｉｎｓｏｃｋ． ｌｏｃａｌｐｏｒｔ＝ＸＸＸＸＷｉｎｓｏｃｋ． ｌｉｓｔｅｎ則可以設(shè)定ｗｉｎｓｏｃｋ在用ＸＸＸＸ端口進(jìn)行偵聽，以隨時(shí)接收客戶端的連接請(qǐng)求，然后分配空閑ｗｉｎｓｏｃｋ進(jìn)行通信。在偵聽端口的選擇上，一定要選擇空閑可用的端口，不要和計(jì)算機(jī)本身系統(tǒng)發(fā)生沖突。

４ ＡＴ指令

這次設(shè)計(jì)采用的是ＳＩＥＭＥＮＳ公司的ＭＣ５５手機(jī)模塊，模塊通過ＲＳ２３２串口與單片機(jī)通訊，每種模塊都有自己特定的ＡＴ指令，主要用到的ＡＴ指令：

４．５短信的pdu模式

如果沒有建立通信鏈路，而我們又想對(duì)遠(yuǎn)程稱重儀表進(jìn)行訪問，我們就可以使用短消息方式進(jìn)行通信。短消息有Ｔｅｘｔ和pdu兩種模式。使用Ｔｅｘｔ模式收發(fā)短信代碼簡單，實(shí)現(xiàn)起來十分容易，但最大的缺點(diǎn)是不能收發(fā)中文短信； pdu模式不僅支持中文短信，也能發(fā)送英文短信。 pdu模式收發(fā)短信可以使用３種編碼： ７－ｂｉｔ、８－ｂｉｔ和ＵＣＳ２編碼。 ７－ｂｉｔ編碼用于發(fā)送普通的ＡＳＣＩＩ字符， ８－ｂｉｔ編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息， ＵＣＳ２編碼用于發(fā)送Ｕｎｉｃｏｄｅ字符。pdu碼一般由十三項(xiàng)組成：
Ａ：短信息中心地址長度， ２位十六進(jìn)制數(shù)； （為Ｂ和Ｃ的長度之和）
Ｂ：短信息中心號(hào)碼地址類型， ２位十六進(jìn)制數(shù)；
Ｃ：短信息中心號(hào)碼； （其中短信息中心號(hào)碼長度為１１位，末位加Ｆ，從左數(shù)每兩位交換位置構(gòu)成Ｃ段的內(nèi)容）
Ｄ：文件頭字節(jié)， ２位十六進(jìn)制數(shù)；
Ｅ：信息類型， ２位十六進(jìn)制數(shù)；
Ｆ：被叫號(hào)碼長度， ２位十六進(jìn)制數(shù)； （包括６８及號(hào)碼長度）
Ｇ：被叫號(hào)碼類型， ２位十六進(jìn)制數(shù)，取值同Ｂ；
Ｈ：被叫號(hào)碼，長度由Ｆ中的數(shù)據(jù)決定； （構(gòu)成方式同第Ｃ段）
Ｉ：協(xié)議標(biāo)識(shí)， ２位十六進(jìn)制數(shù)； （ ００點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）
Ｊ：數(shù)據(jù)編碼方案， ２位十六進(jìn)制數(shù)； （ ０８為ｕｎｉ－ｃｏｄｅ編碼）
Ｋ：有效期， ２位十六進(jìn)制數(shù)； （ ＦＦ有效期最長）
Ｌ：用戶數(shù)據(jù)長度， ２位十六進(jìn)制數(shù)； （每個(gè)字符為兩個(gè)字節(jié)） ＡＴ指令 格式 功能 
Ｍ：用戶數(shù)據(jù)，其長度由Ｌ中的數(shù)據(jù)決定。 （ Ｊ中 網(wǎng)絡(luò) ＡＴ＾ＳＩＣＳ ＡＴ＾ＳＩＣＳ ＝ｃｏｎＰｒｏｆｉｌｅＩｄ， ｃｏｎＰａｒｍＴａｇ， ｃｏｎＰａｒｍＶａｌｕｅ網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置ＡＴ＾ＳＩＳＳ ＡＴ＾ＳＩＳＳ＝ｓｒｖＰｒｏｆｉｌｅＩｄ， ｓｒｖ０８設(shè)定采用ＵＣＳ２編碼）按此結(jié)構(gòu)構(gòu)建pdu碼即可發(fā)送任何形式的消息。

結(jié)束語

GPRS網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在智能稱重儀表中，解決了數(shù)據(jù)的無線傳輸問題，在惡劣條件下只要有手機(jī)信號(hào)的區(qū)域都可以使用；受干擾小，資費(fèi)低廉；數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性也得到了解決；對(duì)監(jiān)控煤礦產(chǎn)量提供了很大的便利。

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