下载文档原格式
基于GSM网络的数据采集与监控系统设计甘文，陈君霞（广西水利电力职业技术学院，广西南宁530023）0前言GSM的英文全称是Global Systemfor Mobile Communications，其中文含义是“全球移动通信系统”。
GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计，并在蜂窝系统的基础上发展而成。
我国1994年开始建设GSM 网，目前全国GSM用户约有1.6亿。
而作为GSM服务中一项重要的远程业务，SMS（Short Message Severs）能够在移动用户及外部系统（比如电子邮件、页面调度以及声音邮件系统）之间传送包括文字与数字的短信息。
其独特的快捷性，方便性，易用性，已经使其在诸如E-Mail、娱乐，GPS定位等领域得到了越来越广泛的应用。
目前已经有许多厂商开发了具有单独短信息收发功能的功能模块，GSM短信息收发功能模块的广泛应用，为GSM短信息在自动控制领域的应用注入了新的活力。
目前，GSM模块在广泛的工业应用领域使用，在更行各业都能看到GSM模块应用的产品。
例如，在车载监控领域，使用GSM模块将车辆行驶的GPS数据传输回车辆管理中心；在电力、水务系统，通过GSM模块实现了远程智能抄表，可以实时监控用户的用电和用水量；在测绘行业，为很多偏僻的测绘点安装了GSM模块实现了实时的监控，不必再人工收集数据；在家庭，可以安装无线报警系统，一旦发生火情或盗窃行为，可以立即通知户主和报警；在国外，很多老人小孩带了个人跟踪器，防止老人和小孩走失或意外发生，里面也是集成了GSM模块。
可以说，随着GSM的网络建设的完善，GSM模块的应用范围也越来越广。
本文所设计的是一个远程水位控制系统，以SIM300GSM 模块和Atmega16为核心，Atmega16单片机通过传感器采集水位、水泵电流、温度等信息，接收到手机的指定短信息后通过串口发送给SIM300GSM模块，再由SIM300GSM模块通过GSM 网络发送到指定的手机。
基于GSM的剩余电流动作保护器远程监测系统设计剩余电流动作保护器是低压电网中的重要保护装置，在农网的智能化改造中对剩余电流动作保护器的实时状态监测，可以大大提高工作效率和节约人力成本。
针对农网设备分布区域大而散的特点，本文提出了一种基于GSM 的剩余电流动作保护器远程监测系统设计方案。
剩余电流动作保护器远程监测系统(简称检测系统) 由前端剩余电流动作保护器、单片机控制系统、GSM 短信收发模块、监控计算机和移动终端构成。
一个单片机控制系统同时连接多台剩余电流动作保护器，进行数据通信和传输控制。
监测系统控制用的单片机选用某公司的MC68HC90JL8产品，检测连接到的剩余电流动作保护器状态并完成相关数据通信。
设备状态数据以短信方式传送，通过GSM 收发模块到移动终端或监控计算机上。
短信收发模块选用某公司的G100 型号产品，集成了关键的GSM 模块TC35i 以及模块的射频处理电路、SIM 卡槽和MCU 微处理器单元，利用RS232 通信协议实现透明数据传输。
1 监测系统工作原理剩余电流动作保护器作为系统前端，安装在各个低压电网控制箱内，自动监测用电线路的状态数据(包括负载电压/负载电流/ 漏电电流等)。
当用电线路发生过载、短路、缺相、过压、欠压或剩余电流故障跳闸情况时，剩余电流动作保护器就会通过核心单片机控制系统和GSM 短信收发模块向移动终端或监控计算机发送短信，主要内容包括告警地点、告警线路、告警原因、告警数值等状态数据。
管理人员就可以据此及时掌握故障信息，迅速采取措施，保证正常供电。
在整个系统工作过程中，单片机控制系统不但对保护器状态数据进行了实时监测，当用电线路的状态和数据发生变化时，能够自动将告警信息发送到管理平台和移动终端上。
同时，单片机控制系统还可接收管理人员的指令进行对应操作。
当控制系统接收到短信形式的指令后，也能实时采集剩余电流动作保护器的状态信息和数据参数，并回传给监控平台和移动终端，供管理人员分析和统计。
基于DTMF和GSM的远程监测报警系统研究与实现作者：崔超雄段中兴霍雅婷严贞霓来源：《现代电子技术》2010年第03期摘要:设计开发一种基于公共电话网络的智能远程监测系统。
系统由上位控制中心和下位监测终端组成。
控制器采用低功耗MSP430F149单片机,由HT9200A和HT9170B实现DTMF 拨码和译码,经监测终端将监测信息通过公用电话网络传输至控制中心,控制中心再对监测信息进行处理并将信息通过GSM网络发送至管理人员。
系统在实际应用中取得了良好的监测效果,具有广泛的发展前景。
关键词:MSP430F149;DTMF;GSM;电话网络中图分类号:TN915 文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)03-071-02Research and Implementation of Remote Alarm System Based on DTMF and GSMCUI Chaoxiong,DUAN Zhongxing,HUO Yating,YAN Zhenni(School of Information and Control Engineering,Xi′an University of Architecture and Technology,Xi′an,710055,China)Abstract:The design of intellectual remote alarm system equipment mainly composed of single chip computer,DTMF receiver and transmitter chip,GSM module is introduced.The HT9200A is used for transmitting the DTMF signal and the HT9170B is used for decoding the DTMF signal.If the anomaly things happened,the detection information can be send to the information processing center through the telephone network,and the detection information can be send to the managers through the GSM networks for achieving the purpose of detection.In practical applications,the system works well and has a broad development prospects.Keywords:MSP430F149;DTMF;GSM;telephone-network对安装在偏远地区的重要设备进行监控是保护设备及监测其正常运行的有效手段。
基于GSM通信技术的无线测控系统设计
邢建春;方虎生;王平;刘广;文江
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2004(12)4
【摘要】传统的使用类似于数传电台的无线通信设备为通信手段的计算机无线测量与控制系统,建设和维护费用高,不能满足工程上大地理范围的测量与控制要求.通过对GSM通信系统的研究,将GSM移动通信终端模块嵌入到测控系统中,设计出相应的软硬件和测控模块,实现了利用GSM通信网络完成计算机测控系统的无线测量与控制.工程实践表明基于GSM通信网络的无线测控系统,非常适合大范围的无线测控应用场合,同时系统还具有通用性好、地理覆盖面广、免调试维护、低廉的建设与运营费和控制方式灵活等优点.
【总页数】4页(P345-348)
【作者】邢建春;方虎生;王平;刘广;文江
【作者单位】解放军理工大学,国防工程自动化研究所,江苏,南京,210007;解放军理工大学,国防工程自动化研究所,江苏,南京,210007;解放军理工大学,国防工程自动化研究所,江苏,南京,210007;解放军理工大学,国防工程自动化研究所,江苏,南
京,210007;解放军理工大学,国防工程自动化研究所,江苏,南京,210007
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.基于GSM通信技术的无线测控系统设计的分析 [J], 王小文
2.基于光电监测及无线网络通信技术的无线交通监测控制系统 [J], 张静
3.基于GSM手机的远程无线测控系统设计 [J], 姜平;陈虹吉
4.基于无线串口及GSM通信技术的氧化锌避雷器在线监测仪 [J], 江阳;何青
5.基于光电监测及无线网络通信技术的无线交通监测控制系统 [J], 张静
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于GSM网络的无线心率实时监测系统研究的开题报告一、选题背景和意义随着现代医疗科技的发展，心率监测技术的水平也得到了很大提高。
然而在病人出院之后，他们需要进行远程的、长期的心率监测，以保证其身体状况的稳定和健康。
但是，传统的心率监测设备往往存在睡眠影响、信号不稳定等问题。
因此，无线心率实时监测系统的研究与开发日益受到医疗界的关注。
本文将基于GSM网络，设计并实现一种无线心率实时监测系统，并借此研究和解决传统心率监测设备的一些问题，提高监测设备的可靠性和实用性，为心脏病患者提供更加完善的医疗监测服务。
二、研究内容和方向本研究主要包括以下几个方面：1.无线心率监测系统的设计：选择基于GSM网络的监测系统，讨论其通信协议、数据格式等设计问题，并分析其优缺点。
2.无线心率监测的前端数据采集：研究传感器的选择、信号波形模拟等相关技术，实现心率信号的采集。
3.无线心率监测的信号处理算法：基于MATLAB等软件，研究心率信号处理算法，包括滤波、去噪、分析和提取等步骤，得到准确和稳定的心率数据。
4.无线心率监测系统的实现：将前端采集的数据通过GSM网络传输到数据中心，开发相应的应用程序实现数据的实时监测、存储、展示和分析等功能。
5.实验验证与性能评估：设计实验进行系统性能评估，例如在不同环境条件下比较传统心率监测设备和本研究所设计的心率监测系统的性能，验证其准确性和可靠性。
三、预期成果通过对基于GSM网络的无线心率实时监测系统的研究和开发，本研究预期可以达到以下成果：1.完成一套基于GSM网络的无线心率实时监测系统，并实现加密传输和远程配置等功能。
2.实现心率信号的采集和处理，研究和探索心率信号处理算法，得到准确和稳定的心率数据。
3.开发相应的数据中心和应用程序，并实现数据的实时监测、存储、展示和分析等功能。
4.进行系统性能评估，验证其准确性和可靠性，同时与传统的心率监测设备进行比较。
四、研究计划和进度安排本研究预计耗时1-2年。
基于CDMA无线网络的心电监护系统的研究【摘要】介绍了基于CDMA无线网络的心电监护系统的总体设计结构，并阐明了实现该系统的各功能模块的关键技术。
实验表明，该系统具有实时采集、处理、存储和远程心电数据传输等特点，极大提高了医院对心血管病人的监护水平。
【关键词】 Internet; CDMA; 心电监护1引言鉴于心血管疾病防预和治疗的重要性，世界各国、各大企业纷纷开展了心脏病监测设备的开发与生产。
然而早期的心电监护设备，多采用有线方式，导致其应用受到空间的限制，后来逐渐发展到基于GSM网等的无线方式的监护［1］，但由于受到无线传输频率的制约，一直未能形成可靠的远程在线实时监护产品。
随着通信技术及计算机网络技术的日益完善，数据传输率、数据传输可靠性的大幅度提高，完全能满足心电数据传输的要求。
CDMA（Code Divison Multiple Access）技术是基于扩频通信技术发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。
它可将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原始数据的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。
接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原始信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信，这样大大提高了数据传输的可靠性。
我们提出的远程心电监护方案能在患者不影响正常生活、工作的前提下，实时接受医护人员的监护、指导。
其监护的有效率要高出现有设备几十倍，甚至上百倍。
能够随时随地的将心电信号发给指定医院接受医护人员的监护是人们一直以来梦寐以求的技术。
而且该心电监护系统还可以缓存最近几十分钟心电图数据，当患者感到不适时，它可以把最近几十分钟和当前最新心电数据同时传送给监护中心，有利于医护人员的诊断。
本文主要介绍系统的组成以及主要模块的关键技术。
图1 监护系统总体结构框图（略）2系统总统结构如图1所示，移动终端即心电数据采集与发送系统，负责将心电模拟信号转换成数字信号，利用CDMA 1X专用芯片把信号通过CDMA无线网和Internet网络传送到设在医疗服务中心的心电数据专用服务器上，医生通过工作站可随时调出病人的心电数据，经过对心电数据的分析和处理，通过网络将处理意见及建议反馈给患者，可远程指导患者的就医、用药及采取必要的抢救措施。
收稿日期：2012-06-15作者简介：汪艳丽（1986-），女，硕士研究生，主要从事语音信号处理、混沌保密、公安集群系统的研究，E-mail ：wangyanli8788@ 。
通讯作者：柏逢明（1956-），男，教授，博士生导师，主要从事非线性系统理论、保密通信、检测及无线电技术应用的研究，E-mail ：baifm@ 。
长春理工大学学报（自然科学版）Journal of Changchun University of Science and Technology （Natural Science Edition ）第35卷第4期2012年12月Vol.35No.4Dec.2012基于GSM 网络电流信号监测系统设计研究汪艳丽，柏逢明（长春理工大学电子信息工程学院，长春130022）摘要：本文设计研究一种基于GSM 网络的工业报警系统。
系统主要针对工业电路生产现场中对电流变化进行实时监测，实现对工业电路出现故障的实时报警。
关键词：GSM 网络；电流变化；实时监测；实时报警中图分类号：TP277文献标识码：A文章编号：1672-9870（2012）04-0171-03Design of Current Signal Monitoring System Based on GSM NetworkWANG Yanli ，BAI Fengming（School of Electronics and Information Engineering ，Changchun University of Science and Technology ，Changchun 130022）Abstract ：This paper presents an industrial alarm system based on GSM network.System can be applied to a real-time monitoring to the current charges in the indostrial circuit production ，and realize a real-time alarm to the industriol cir-cuit failure.Key words ：GSM network ；current changes ；real-time monitoring ；real-time alarm随着现代工业的发展，对工业系统中各项指标的实时监测和故障的实时报警显得特别重要。
现如今GSM 网络飞速发展，GSM 网络遍及各个角落，应工业领域对工业系统中各项指标的实时监测的要求，基于GSM 网络的监测系统便应运而生了。
本系统就是基于GSM 网络，采用SIM900A 模块和AT-MEGA16单片机，以短信收发的方式实现了对工业系统中电路电流的实时监测和实时报警。
1总体设计基于GSM 网络信号的监测系统主要由四个模块构成：电流处理模块，A/D 转换模块，主控制模块以及SIM900A 短信收发模块，系统结构如图1所示。
其中，电流处理模块主要负责对被监测电路电流的处理，主要进行I/V 转换；A/D 转换模块主要负责对I/V 转换后电压的量化处理；主控制模块主要负责控制A/D 转换以及短信收发；SIM900A 短信收发模块主要负责短信收发。
基本原理是将监测的电流进行I/V 转换，ATMEGA16单片机控制对转换的电压的模数转换，然后判断此电压的大小，如果大于或者小于系统的阈值，便控制SIM900A 短信收发模块发短信到目标手机报警，工作人员便实时处理电路故障。
在此期间，工作人员还可以根据需要发短信到SIM900A 模块来监测当前的实时电流值，单片机便会控制SIM900A 模块发送当前电流值到目标手机，进而实现对系统电流的实时监测和实时报警。
2电流处理电路及收发系统2.1电流处理单元电流处理电路使用斩波稳零放大器ICL7650作为前置放大器。
电路如图2所示。
在图2中，电流由被监测电路引入到A1，进行I/V 转换，转换得到的电压根据需要可调，可调范围0-5V 。
I/V 转换得到的电压信号流入A2进行放大；为了得到稳定的电压值，需将输出的电压信号输入到A3进行跟随，增强后续电路的驱动能力，这样在Vout 端输出的便是稳定的电压信号。
电流处理电路器件参数见表1。
电阻R 1和R 2为可调，其范围10～500KΩ。
图2电流处理电路Fig.2Current processing circuits表1电流处理电路参数Tab.1Current processing circuit parameters名称参数C 1()μf 0.1C 2()μf 0.1R 1()K Ω100R 2()K Ω100R 3()K Ω10A ICL7650A/DTLC2543在I-V 转换和放大电路中，由于输入寄生电容使相位滞后，电路变得容易振荡，为了防止振荡，提高系统的稳定性，必须使用超前相位补偿滞后的相位。
相位常采用的方法是在反馈电阻上并联上相位补偿电容C 1和C 2。
其中，I-V 转换电路的输出电压V 1为：V 1=-R 1*I i（1）电压放大电路输出电压V 2为：V 2=-V 1R2R 3（2）当增大反馈电阻R 1时，会引起干扰振荡。
集成放大器都有数PF~数十PF 输入寄生电容，使得集成放大器的稳定性变差。
由于放大器的输入寄生电容C ，和反馈电阻R 1构成了新的频率特性转折点和相位滞后而引起振荡，从导致系统的不稳定。
转折点的频率f ：f =12π⋅C in ⋅R 1（3）信号采集部分采用高速高精度模数转换芯片TLC2543。
TLC2543是TI 公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D 转换过程。
由于是串行输入结构，能够节省单片机I/O 资源。
2.2GSM 网络中短信收发单元主控制芯片采用AVR 单片机ATMEGA16。
ATMEGA16可工作在外部4MHz-16MHz 晶振频率下，本系统使用7.3728MHz 。
与传统的单片机相比，成本更低，性能更强。
ATMEGA16最小系统如图3所示。
图3ATMEGA16最小系统Fig.3The ATMEGA16minimum system短信收发模块采用SIM900A 模块，实现GSM 网络电流信号故障信息实时传输，收发网络信号控制指令与代码，确保监测系统采集信号无故障传输。
SIM900A 工作电压范围为3.4V-4.5V ；工作频段为EGSM 900和DCS 1800，M900A 可以自动的搜寻两个频段，也可以通过AT 命令来设置频段；短消息（SMS ）有MT ，MO ，CB ，Text 和PDU 几种模式；串口支持标准的8线制串行接口，传输速率支持从1.2kbps 到115.2kbps 可以通过串口发送AT 命令和数据，支持RTS/CTS 硬件流控，并且可以通过软件打开或者关闭流控功能，支持符合GSM 07.10协议的串口复用功能，支持从1200bps 到115200bps的自动波特率检查功能。
图1信号监测系统结构框图Fig.1Signal monitoring system block diagram长春理工大学学报（自然科学版）2012年172第四期汪艳丽，等：基于GSM网络电流信号监测系统设计研究3软件设计软件设计部分主要包括以下几个模块：SIM900A驱动模块，串口驱动模块，A/D转换模块和主函数控制部分。
程序流程如图4所示。
（a）手动监测（b）自动监测图4程序流程图Fig.4Program flow chart在图4中，首先对单片机I/O口、串口，以及SIM900A进行模块初始化设置、系统信号循回扫描，按功能设定手动和自动两种监测方式。
手动监测是工作人员发送短信息到短信模块，程序判断是否收到发送的信息，如果没有收到信息，则重新发送信息；如果收到则进行下一步发送当前电流值到目的手机。
工作人员可以根据收到电流的大小判断当前系统的工作状况。
自动监测是短信模块自动识别当前的电流值，程序判断电流是否正常，如果正常程序继续查询；如果不正常则发送警告信息到目的手机。
工作人员收到信息后可以采取相应的措施。
其中，SIM900A驱动模块主要完成短信发送的格式，发送内容，目的号码的定义以及发送和接受短信函数的实现。
A/D转换模块主要完成将采集到的电压信号量化为二进制数，单片机将A/D转换来的数值处理成所需要的十进制数，送到手机供显示。
串口驱动模块主要负责传输数据，因为SIM900A与对外通信接口为标准232协议，所以SIM900A与单片机通信的方式为串口通信，单片机通过串口发送指令给SIM900A，SIM900A收到指令后，回复相应的指令，完成一次握手。
串口对SIM900A控制的一些主要指令代码：发送：AT<回车>//连机指令返回：AT<回车>OK发送：AT+CMGF=0<回车>//设置短信发送模式为PDU形式返回：AT+CMGF=0<回车>OK发送：AT+CMGS=29<回车>//设置发送数据的位数返回：AT+CMGS=29<回车>>发送：0891683108401305F011000D91683180193032F 70008AA0E8B6662A5FF1A67094FB551650021//发送短信内容“警告：系统故障”在WindowsXP的环境下，通过串口调试助手可以观测到一次完整的通信过程如图5。
图5串口通信过程Fig.5Serial communication process4结束语本文从工业领域的需求出发，根据现代工业报警的性能需要，设计了一套针对工业电路中电流变化的实时监测和实时报警的系统。
通过本系统可实现对工业电流的监测，可以实时通过手机短信得到当前的实时电流值，而电流大于或小于阈值时，系统自动报警，并同时发短信到目的手机，工作人员可以及时采取措施，从而避免了不必要的故障和损失。
（下转第177页）173第四期孙爽滋，等：基于形状特征的图像检索系统的研究来度量相似性，需要对它们进行内部归一化。
经过高斯归一化计算后，七个不变矩均落在［-1，1］之间，并且通过高斯归一化，可以减少高阶矩幅值变化大对整个归一化后的元素值分布的影响。
本文在枪械图库中选取24幅手枪图片，这24幅图片中包括4幅经过平移、旋转以及缩放变化的图片，另选取6幅与手枪形状相似的电钻以及电吹风图片。
对这30幅图片分别利用街区距离、欧式距离、加权欧式距离度量相似性。
实验输出检索结果中的前14幅。
按照相似性大小由上至下由左至右依次排列。
鉴于篇幅限制，本文给出加权欧式距离的检索结果，如图3所示，其中，左上角为待检索的原始图像。
