内嵌GPRS模块的水文数据采集终端的设计与实现

内嵌GPRS模块的水文数据采集终端的设计与实现
卢万友;朱鸿飞
【期刊名称】《安徽水利水电职业技术学院学报》
【年(卷),期】2012(012)001
【摘要】提出基于嵌入式系统和GPRS模块结合的水文数据采集终端设计,具有可靠的、可方便升级的、可远程配置的、低成本远程交互的数字化水文监控系统,实现了远程水文数据采集、处理、传输.
【总页数】3页(P25-27)
【作者】卢万友;朱鸿飞
【作者单位】梅山水库管理处,安徽金寨237300;南京迅飞科技有限公司,江苏南京210012
【正文语种】中文
【中图分类】TV123
【相关文献】
1.YSCADA-1型水文数据采集终端在黄河源区自动雨量站的应用比测 [J], 郝岩浩;赵俊麟;郭西军
2.高精度水文数据采集终端的设计与实现 [J], 陈志军;闫学勤;程志江;王云青
3.基于AT指令的GPRS模块快速拨号的设计与实现 [J], 王洪革
4.用于海洋水文数据无线传输的GPRS模块设计 [J], 赵杰;盖志刚;惠力;孙玉婷
5.PCF8583在水文数据采集终端中的应用 [J], 乔永杰;张石娃;杜军
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GPRS通信技术在水文自动测报系统中的应用摘要：为了总结GPRS通信技术在水文自动测报系统中的应用情况，本文首先阐述了GPRS通信技术在水文自动测报系统中的应用特点，并以雨润YR-3000型数据遥测终端为范例进行实验研究，实验结果证明以GPRS技术为基础的雨润YR-3000型数据遥测终端监测效果较好。

说明GPRS通信技术可以提高了水利工作的信息化水平。

关键词：GPRS通信技术；雨润YR-3000型数据遥测终端；水文监测前言：远程数据传输是水文自动测报系统中的关键环节。

远程数据传输的通信方式包括光纤通信、卫星通信、超短波通信、GSM通信和有线PSTN通信等。

目前，我国大部分地区已经广泛使用GPRS技术，其中以雨润YR-3000型数据遥测终端最为实用。

一、GPRS通信技术在水文自动测报系统中的应用特点GPRS是General Packet Radio Service的缩写，中文名称为通用分组无线业务。

在水文自动测报中使用GPRS通信技术优势较多，具体有以下六项特点。

（一）监控范围较广GSM/GPRS网络已经基本覆盖全国大部分地区。

在已经覆盖的省市基本不存在盲区，可以实现全面的监控。

水文自动测报系统对覆盖面积要求较高，而GPRS 可以全部满足。

（二）系统传输容量大水文遥测站点数量较多，而中心站必须与所有水文遥测站点时刻连接。

在连接点众多的情况下，系统必须可以满足突发性数据传输的要求，GPRS可以较好地满足快速传输大量数据的需要。

（三）速度快GPRS可以全天候在线，无需人工监控即可同步工作，可以同时处理多个监测点的数据，可以快速地对数据进行采集和传输[1]。

（四）成本低GPRS依托于公共网络平台，不需要重新建设网络，因此其费用较为低廉。

工作人员无需维护公网平台，只需要维护水文监测设备，可以降低维护的难度。

（五）可进行远程控制GPRS具有双向系统，利用该系统可以对设备仪器进行反方向操控。

例如，通过状态报告，时间校正、状态报告和开关等功能，可以实行远程系统升级。

嵌入式GPRS技术在水文数据监测系统中的应用苗立江;梁岚珍【期刊名称】《自动化技术与应用》【年(卷),期】2011(030)009【摘要】By combining the embedded system and GPRS technology, remote data acquisition and transmission of hydrological data be the design background, a hydrological data monitoring system is designed. This paper proposes a new method of remote data acquisition and transmission it uses GPRS network in the embedded system, and introduces the design of hardware and sofeware of this system.%通过结合嵌入式系统和GPRS技术,以水文数据的远程采集及传送为设计背景,设计了一个水文数据监测系统,提出了一种在嵌入式系统下利用GPRS网络进行远程数据采集及传送的新方法,并对系统的硬件设计和软件设计进行了介绍.【总页数】4页(P67-69,75)【作者】苗立江;梁岚珍【作者单位】新疆大学电气工程学院,新疆乌鲁木齐 830047;北京联合大学自动化学院,北京 100101【正文语种】中文【中图分类】TP274.2【相关文献】1.GPRS技术在水文监测系统中的应用 [J], 杨春宝;2.GPRS技术在水文监测系统中的应用 [J], 杨春宝3.ZigBee和GPRS技术在水文监测系统中的应用 [J], 程瑞修4.GPRS通讯与传感技术在辽河防洪监测系统中的应用研究 [J], 孙世军5.GPRS技术在电力配电线路故障监测系统中的应用分析 [J], 陈媛媛;戈庆长;杨士东;都为杰;黄昱昊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

收稿日期:2007-02-14基金项目:国家自然科学基金重大国际合作资助项目(60410017)作者简介:王磊(1961—),男,教授,博士生导师,主要研究方向为检测技术,多传感器技术和自动化技术;冯占军(1977—),男,博士研究生,主要研究方向为检测技术和嵌入式系统。

基于GPRS 网络的嵌入式无线数据采集系统设计王　磊,冯占军(同济大学电信学院,上海　200092)摘要:介绍了GPRS 网络的特点及作为数据采集系统中传输单元的连接方法。

提出了一种嵌入式数据实时采集无线传输的方法,给出了系统的详细设计。

无线数据采集系统采用嵌入式结构,使用32位工业级AR M 核心处理器,可以快速采集16路模拟电压信号和32路数字信号,数据转换器分辨率为16位,兼容直流信号和交流信号。

无线数据传送部分采用工业级传输模块,通过GPRS 网络实时将采集的数据传送到服务器上。

关键词:GPRS 网络;嵌入式结构;无线传输;数据采集中图分类号:TP399 文献标识码:B 文章编号:1000-8829(2007)09-0017-03D esi gn of Em bedded W i reless Da t a Acqu isiti on Syste m Ba sed on GPRS NetworkWANG Lei,FENG Zhan 2jun(College of Electr onics and I nf or mati on Engineering,T ongji University,Shanghai 200092,China )Abstract:The feature of GPRS net w ork and connecti on method f or wireless data acquisiti on are intr oduced .A way that is app lied for wireless data real 2ti m e trans m issi on is p resented,and detailed design of syste m is supp lied .W ireless data acquisiti on syste m is based on e mbedded structure,and it e mp l oys industrial AR M core p r ocess or of 32bit .Syste m supports 16channels anal og input and 32channels digital input,and anal og input ’s res oluti on is 16bit not only for DC signal but f or AC signal .Syste m trans m its data via GPRS net w ork in wireless module,and data is trans m itted t o re mote server .Key words:GPRS net w ork;e mbedded structure;wireless trans m issi on;data acquisiti on 数据采集系统在工业自动化检测领域占有重要地位,除了对数据采集的速度和精度要求外,对数据传输的距离和工作环境也有很高要求。

GPRS通信技术在水文自动测报系统中的应用摘要：随着科学技术飞速发展，水文自动测报系统正处于不断完善之中。

将GPRS技术引入到水文监测系统中，能有效改善水文数据传输效率，大大提高我国水文监控水平。

文章通过对GPRS技术在水文监控系统中的应用优越性进行分析，阐述GPRS技术在水文自动测报系统中的实际应用措施，以期为有关部门提供参考。

关键词：GPRS；水文监控；应用方法；策略；建议引言：水文自动测报系统是利用科技手段，有效获取各种水文参数，如流速、流量、水位、水质等，实现有效存储、传输和处理的目标。

在我国水利建设进程中，运用水文自动测报系统将会进一步推动水利事业信息化、现代化发展。

随着社会经济迅速发展，对水资源需求量越来越大，要求有关人员全面地了现有水文状况，合理应用GPRS技术，切实提高监测工作质量。

一、GPRS技术综述水文自动测报系统能对水文资料进行有效检测，为水利水电部门提供服务。

具体而言，该系统能对辖区内各站点进行实时观测，其中包括水位、潮位、水质、雨量及水流速度等水文资料。

利用水文自动测报系统，可以有效地监控各大湖泊、河流、水库等相关地区水情水文状况。

一旦发生水情，即可对洪水进行预警，达到较为理想的预防作用，有效减少洪水影响。

GPRS技术是一种高效的数据传送方法，可以通过GSM网络中的 TDMA通道来进行中速数据传送。

传统水文监测工作大多采用手工方式，不但工作效率低下，而且还不能及时地将所采集到的资料进行实时传输，在记录方法上达不到现代化要求。

在此种情况下，GPRS技术不但可以提高网络传输速度，还可以迅速地与网络相连，使得有关水文资料可以被高效地传送。

二、GPRS技术在水文自动测报系统中的应用优越性（一）水文自动测报系统可广泛监督覆盖随着我国科技水平不断提升，GPRS技术应用频率明显加强。

GPRS技术可以有效地摆脱区域和线路限制，有效清除无线网络盲区。

这样一来，即使在边远地区，也可以有效地收到GPRS技术数据，从而改善水雨情传输和收集效率[1]。

基于GPRS技术远程水文自动监测终端设计杜树旺;卢通【摘要】为了改善现有的水文观测站和水文信息采集点水位监测系统的现状,采用GPRS技术构建水文数据采集系统,不仅能很好地满足水文信息采集的需求,还能实现目前城市重点道路的隧道和涵洞防涝监测功能.该终端利用核心控制器以及GPS、GPRS、LED和LCD显示等技术,实现实时水位显示监控和远程定位及控制功能,达到方便水利部门实时监控水位,远程定位和维护目的.%In order to improve the present situation of the water level monitoring system at some hy-drometric stations, the hydrological data collect system is built based on GPRS technology. This system can satisfy the needs of hydrological information collection, and can realize the waterlogging function and monitoring function using at city's important road tunnels and culverts. Using the core controller, GPS module, GPRS module and LCD display panel, this terminal can realize the real-time water level monitoring and display, remote positioning and control functions, and achieve the purpose of water conservancy department to monitoring real-time water level, remote positioning and repair.【期刊名称】《工业仪表与自动化装置》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】3页(P43-45)【关键词】GPRS;GPS;水文自动监测【作者】杜树旺;卢通【作者单位】浙江工业大学之江学院,杭州310024;浙江工业大学之江学院,杭州310024【正文语种】中文【中图分类】TP230 引言众所周知，随着我国经济社会的发展，各方面都有了长足的进步，但是在水文监测方面无论是技术力量还是工艺设备应用方面与发达国家相比还是有不少差距的［1］。

基于GPRS的水文信息远程监测系统的设计方案
0 引言
水文信息是衡量水资源的重要指标，其中地下水位的变化与地下水的开采量和地面沉降有着密切的关系，对控制地面沉降具有重要的意义。

传统的水文监测主要依靠人工、半人工的监测手段，造成了工作量大、效率低、数据处理繁杂易错、信息传输时效性差等问题，既不适应信息化的发展，又不能满足现代化管理的需要。

而且劳动强度也很大，测量精度无法保障，尤其是监测一些地理位置比较偏远或分散的监测点，工作难度更大。

为了合理利用水资源，充分了解各个流域水资源的状况，实现水文信息的自动化监测及远程管理，合理利用计算机技术、高精度的测量仪器、公众通信平台等工具，对实现水文信息的远程实时同步动态监测有重要意义。

随着无线通信技术的发展，我国信息化进程不断推进，各行各业对信息化要求也越来越高，在对信息化的认识上，从先前单纯的数字化提升到数字化与网络化、无线化相统一的高度。

相对于目前信息化的要求，原有的有线系统虽然基本完成了数字化与网络化，但其布线复杂、维护成本高使得网络节点不能大范围地普及推广，这对信息化的深入和发展造成了很大的限制。

因此，信息化对无线数据传输技术的需求不断增大。

如今移动网络覆盖范围广，它所提供的各项数据业务使许多智能设备、仪表实现了无线数据的远程传输。

GPRS 即通用系统无线业务可靠性高，且收费相对低廉。

此外基于GPRS 的系统，可以有效简化监测系统的地面设施。

所以利用GPRS 作为通信媒介是实现水文信息动态监测系统的一个有效途径。

实现对水文信息的大面积自动监测需解决两个问题：。

基于ＧＰＲＳ的水位监测系统的实现童康锐（武汉理工大学，湖北武汉４３００００）摘要：随着农业生产中对水资源利用率重视程度的不断提升，农业用水的灌溉效率与灌溉渗漏系数测定准确化与规范化越来越重要。

为实现渠道水位测量的精确化与自动化，研制开发出一种基于ＧＰＲＳ的渠道水位监测系统。

对投入式压力水位检测方法进行了研究，介绍了其工作原理及系统结构。

以ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＺＥＴ６为控制器，设计了信号采集、电源、ＧＰＲＳ信息发送与接收等电路。

基于Ｃ＃语言进行上位机软件设计，主要功能包括数据采集、数据处理与数据存储。

该设计为河渠水位监测提供了一种高精度的自动化监测方法，实现了河渠水位监测的远程观测与操控。

关键词：ＧＰＲＳ；水位监测；上位机设计0引言渠道实用的水位测量方法很多，但主要是依托建筑物设立相关的测量设施。

常用的数位测量仪器有浮子式、压力式、超声波式、雷达式水位计，浮子式水位计结构简单、价格低廉，但需配建水位测井；超声波与雷达式水位计测量精度高但造价昂贵且维护成本较高；压力式水位计在保证测量精度的同时还具有成本低、便于维护安装的特点。

通过下位机与上位机相结合的模式，运用物联网技术可实现对渠道每个重要节点全过程、不间断的监测，实时采集水位数据信息并通过互联网上传至服务器实现数据共享，实现通过网络随时获取最新的数据信息。

1压力式水位检测原理投入式压力水位测量技术是将压力传感器放置于水底测得压力P，环境大气压力为P０，在压力传感器上有与大气压力接触的进气管，所以传感器的压力就等于水位高度所产生的压力P－P０。

假定所测水体密度为ρ，环境重力加速度为g，则液位高度可由式（１）得出：H＝P－P０ρ·g（１）2系统构建与实现2.1系统整体设计下位机由投入式压力水位变送器与水位监测设备组成，水位监测设备包括主芯片控制模块、信号处理模块、太阳能充电模块、ＧＰＳ模块与ＧＰＲＳ模块。

上位机采Ｂ／Ｓ结构，ＷＥＢ浏览器是客户端最主要的应用软件，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上。

第27卷第6期增刊　2006年6月仪　器　仪　表　学　报Chinese Journal of Scientific InstrumentVol.27No.6J une.2006　基于嵌入式系统的GPRS数据终端设计与实现韩晓冰　韩　冰　孙　弋(西安科技大学　西安　710054)摘　要　本文根据目前工业系统的需求,提出了一种结合了嵌入式技术和GPRS无线通信技术的无线数据传输方案,并详细描述了GPRS数据终端的软硬件设计和实现过程,最终在实验室环境下对数据终端样机进行测试,达到了预期透明传输工业系统数据的目标。

关键词　嵌入式系统　GPRS　μC/OS2Ⅱ　LwIPDesign and implementation of GPRS data terminal based on embedded systemHan Xiaobing　Han Bing　Sun Y i(X iπan Universit y of Science and Technology,X iπan710054,China)Abstract　According to t he current requirement of industry,a scheme about wireless data transmission system wit h embedded technique and GPRS wireless communication technology was proposed.This paper described software and hardware design and implementation of GPRS data terminal in.In lab,t he data terminal could conform to t he requirement.K ey w ords　embedded system　GPRS　μC/OS2Ⅱ　LwIP1　引 言无线数据传输在国民经济的许多领域有着重要的地位,但目前工业系统所使用的无线专网系统存在建网初期投资大、后期网络维护困难等问题,给工业系统带来了很大的不便,因此本文提出了一种将嵌入式软硬件技术和基于GPRS(general packet radio service)无线通信技术相结合的无线数据传输系统,该系统可以完成对工业系统数据的透明传输,并解决无线专网建设维护困难等问题。

浅析GPRS在水文监测系统中的应用近年来，水文监测成为防汛抗洪中的首要工作。

水文监测系统融合了综合水文、通信以及计算机等多门学科，对湖泊、河流、水库等水源聚集地的水雨信息进行数据收集、传输以及处理等。

水文监测涉及的范围比较广泛，对于数据信息采集具有很强的时效性。

在特殊时期例如台风、洪涝时期，需要对水文信息进行准确的测量。

基于此，本文就GPRS在水文监测系统中的应用进行研究。

标签：GPRS；水文监测系统；应用GPRS技术是一种新型的无线自动水文监测网络，该技术的在水文监管系统中的应用将传统自动水文信息采集网络以及信息传输等发面的缺点逐个完善，与移动通信、计算机网络相关技术相结合，从而实现了现代水文监测的无线化和自动化。

为此，下文立足于GPRS技术原理，分析其在水文监测系统中的实际应用。

1.GPRS通信技术概述GPRS（GeneraIPacket Radio Service）——通用分组无线业务。

该技术采用分组交换的高效率数据传输方式，基于“交换包”概念，形成一套无线传输方式。

而“交换包”是指将Data封装成为多个独立的小封包，然后以信息传输的形式将这些封包传送出去，在其传送形式上可以理解为寄包裹。

GPSR网络分为两部分：第一，无线接人，该部分的作用实现移动台和BSS之间的数据传输；第二，核心网络，在BSS和标准数据通信网络边部路由器之间进行中继数据传输。

公用移动通信网络GSM是GPRS网络的基础，在GSM基础上，GPRS通过增加服务支持节点（SGSN）和网关支持节点（GGSN）来形成移动分组数据网络，进而实现高速分组数据业务。

GPRS在传输数据方面具有诸多优点，于GSM的电路交换数据传输方式相比，GPRS采用分组交换技术，实现数据高速传输。

此外，GPRS具有实时在线的特点，能够与用户保持网络联系。

例如，当有数据信息号进行传输是，GPRS在无线信道上进行数据接收与发送，当没有数据传输时，其终端就进行休眠状态，将无线信道使用权释放‘l】。

邮局订阅号：82-946360元/年技术创新嵌入式系统应用《PLC 技术应用200例》您的论文得到两院院士关注一种基于GPRS 的无线数据采集终端设计A Design of Wireless Data Acquisition Terminal Based on GPRS(北京工商大学)吴叶兰廉小亲张晓力段振刚WU Ye-lan LIAN Xiao-qin ZHANG Xiao-li DUAN Zhen-gang摘要:为实现数据的无线传输,介绍了一种基于嵌入式技术和GPRS 技术的供水管网无线数据采集终端的设计。

分析了系统功能,给出了基于LPC2210微处理器的数据终端硬件设计方案,介绍了基于uCOS-II 实时操作系统的数据采集终端软件设计,给出了无线数据传输的通信协议。

该系统在实验条件下实现了在移动通信GPRS 业务平台上对供水管网参数的实时采集、处理、无线传输及远程监控等功能。

关键词:数据采集;通用分组无线业务;ARM;uC/OS-II 中图分类号:TP29文献标识码:BAbstract:The design of a wireless data acquisition terminal for water supply pipe network based on embedded technology and GPRS is introduced to realize the data wireless transmission.It analyzes the system function and introduces the hardware design plan of da -ta acquisition terminal based on LPC2210microcomputer.The software design using uCOS-II real time OS and communication proto -col are presented.The system works well in the laboratory environment and realizes various functions such as real time data acquisi -tion 、processing 、wireless transmission and remote monitoring on GPRS service platform.Key words:data acquisition;GPRS;ARM;uCOS-II文章编号:1008-0570(2010)07-2-0055-031引言实际应用中,往往有大量分布广泛的现场数据需要进行远程采集传输,如何建立起实用性强、覆盖面广、灵活性好的远程数据传输系统,满足各方面对监测信息的需求,成为一个重要的课题。

基于GPRS的自来水流量监测终端的设计
系统总体构成自来水流量远程监测系统的结构如图1 所示。

系统由若干监测终端、无线数据传输网络和监控中心三部分组成。

其中，监测终端安装于各供水分区的监测点，及时将监测到的流量数据通过GPRS 网络传输到设在自来水公司的监控中心，由中心对各分区的数据进行分析，从而实现对各分区供水的科学管理。

这里所说的供水分区不是一般的给水系统分区（并联分区或串联分区），而是在供水管网上安装流量计将整个供水系统划分成若干个供水区域，每个区域作为一个监测点，对管理区域内流进的自来水总量和实际销售的水量进行量化管理，以此来了解和掌握各区域内的需水量、供销差、漏失量、未收费水量等情况。

图1 系统结构图
其中，监测终端应实现下列功能：
（1）现场采集流量信息，包括瞬时流量、正向总量、反向总量、流量百分比、差值总量、流速等信息。

（2）具有远程通信功能。

定时将采集的流量信息通过GPRS 网络，上传至监控中心。

（3）监测终端可以按监控中心的指令完成校时。

（4）停电复电时间记录。

监测流量计的供电，一旦停电立即记录下停电时间，并报告监控中心，随即进入睡眠模式；恢复供电时，记录来电时间，也上传到中心。

（5）历史数据记录。

具有一定的非易失性数据存储区，可在本地保存断电/ 复电时间以及历史数据。

（6）软件在线升级。

监测终端预留升级接口，可在不改变硬件设计的情况。

基于GPRS的水行业数据采集系统解决方案随着我国经济社会的发展，对行业信息化建设不断提出新要求，对观测手段和方法以及水行业的监测技术的研发和应用提出了越来越高的要求；现代电子技术、传感技术、通信技术和计算机技术的迅速发展，也促进了水行业监测技术自动化的发展。

本系统首先将水位计、雨量计等数据采集到PLC处理，然后PLC 通过串口线连接DTU，厦门物通博联把数据通过移动的GPRS网络传输到监测中心进行监测和管理。

一、水行业监测自动化技术的应用(1)水行业监测的范围与内容：水行业监测是传感器技术与采集、存储、传输、处理技术的集成。

监测范围：江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等。

监测内容：水位、流量、雨量、流速、压力和水质等。

(2)水位的采集和传输用于自动化监测的水位传感器主要有浮子式水位计、压力式水位计、电子水尺和超声波水位计等。

这些传感器可以直接接到PLC上，自动监测水位参数。

厦门物通博联地下水位的监测与地表水相同。

目前，省水文监测站与各采集点之间的数据通信主要采用手工抄录或PSTN电话线传输。

采用电话线传输数据时，由于每次拨号都需要等待，速度慢，而且费用也较高。

同时，由于各监控点分布范围广、数量多、距离远，个别点还地处偏僻，因此需申请很多电话线，而且有些监控点有线线路难以到达。

GPRS具有速度快、使用费用低的特点，其传输速度可达171.2kb/s。

与有线通讯方式相比，厦门物通博联采用GPRS无线通信方式则显得非常灵活，它具有组网灵活、扩展容易、运行费用低投，维护简单、性价比高等优点因此，目前正考虑采用GPRS无线传输方式解决污染源监测数据的实时传输问题。

二、解决方案介绍1 系统结构620)this.style.width=620;" border=0>2 GPRS无线网络与中心软件的连方式中心用一个服务器组作为中心接收，中心采用ADSL等INTELNET 公网连接，采用公网固定IP或者公网动态IP+DNS解析服务。