基于GPRS网络的远程数据采集系统及应用

GPRS模块采用CENTEL推出的PIML-900/1800双频模块，带GPRS功能，主要为语音传输、 短消息和数据业务提供无线接口。PIML-900/1800集成了完整的射频电路和GSM的基带处理电 路及充电电路，适合于开发一些GSM/GPRS无线应用产品，如移动电话、PDA、PCMCIA无线 MODEM卡、USB无线MODEM、无线POS机、无线抄表、监控、调度、车载、遥控、远程测量、 定位和导航等系统和产品。PIML-900/1800模块为用户提供了功能完备的系统接口，该模块与 CPU之间通过串行口进行通信，在进行系统开发时，投入研发费用较少，研发周期短。

2.3 软件设计

2.3.1 GPRS数据采集与传输终端软件

GPRS数据传输终端软件采用C语言编写，完成两部分的工作：数据采集和数据传输。程序 流程图如图4所示。

当数据采集模块收到监测中心数据采集命令后，通过射频无线通讯方式向GPRS数据传输终 端发送命令，同时开始计时。如果终端没有数据返回，超时后上层软件会重新发送命令，同时， 向监测中心发送异常信号。GPRS数据传输终端收到监测中心发来的数据采集命令后，接受并传 输数据。数据正常接收完毕后，检验数据。当掉线或通信失败时断开连接，等待GPRS数据传输 终端启动重新连接，保证数据传输的可靠性。必要时，也可通过重新拔号唤醒连接。

要实现微处理器通过GPRS模块上网，必须先对GPRS模块进行参数设置，通过串口设置以下 参数：

①ID号：GPRS数据传输终端的ID号，用来区分不同的终端信息。②掉线重拨次数：如果连 接的次数达到设置值还没有连接成功，则将在重拨时间间隔后开始新一轮的连接。③重拨时间 间隔：GPRS数据传输终端试图连接到GPRS网络上，启动每一轮连接的时间间隔。④端口地址： 设置监测中心的监测的端口地址。⑤IP地址：监测中心主机的IP地址。⑥报警手机号：系统通 过短消息服务中心将报警信息发送到指定的手机上。⑦振铃唤醒/直接连接：指GPRS数据传输 终端连接上网方式。振铃唤醒方式费用低，但不能保证实时在线，直接连接方式能够保证实时 在线，但通讯费用相对较高。⑧TCP/DNS：GPRS数据传输终端连接监测中心的方式。⑨通信端 口设置：GPRS数据传输终端RS232支持1200、2400、4800、9600、19200速率，可以是无校验、 奇校验、偶校验。默认设置参数为9600波特率，无校验。⑩短信中心号码：设置发送短信时的 短信中心号码。

2.3.2 数据监测/处理中心管理软件

数据监测/处理中心管理软件采用Delphi 7.0 开发，实现数据显示、参数设置、建立网络连 接及数据的接收、分析与处理等，对每一功能根据具体使用可以具体化。比如北京荣源世纪科 技有限公司使用的系统将显示功能分为2部分：

⑴ 数值显示—显示某一仪表所有参数最新的数值；

⑵ 图像显示—显示某一仪器的某一参数在指定时间间隔内数值变化曲线图，通过曲线图可 以清晰地观察到曲线的变化趋势，如图5所示。

3 远程数据采集系统在油田远程数据测控中的应用

使用基于GPRS网络的远程数据采集技术可以方便快捷地为油田架构一个远程测控系统，实 现数据的采集、远传、接收、数据信息的处理分析、远程控制等功能。文章实现的系统现应用 于北京荣源世纪科技有限公司，主要由远程测控终端和监控中心2部分组成，运行效果良好，如 图5所示。

3.1 远程测控终端

远程测控终端的主要功能是采集各仪表的电压、电流、有功功率、无功功率等数据进行实 时诊断，及时发现故障，并通过GPRS无线通讯模块将其发送到监控中心。其硬件构成包括荷载 传感器、位移传感器、电压互感器、电流互感器、信号调制电路、采集集成芯片、接口电路、 GRPS通讯模块和电源模块等几部分。远程测控终端的结构如图6所示。

监控中心和油田远程测控终端之间能够相互通讯，可以定时或人工查询各测控终端油井的 参数和工作状态，从而实现巡井功能。同时，监控中心可以向各远程测控终端发送遥测命令， 远程测控终端接收到遥测命令后将采集所有运行数据，并将其处理后送至GPRS无线通讯模块， 发送到中心站计算机监控系统。监控中心将遥测到的参数存入数据库中，供各级工程师站进行 数据分析处理。同时，监控中心系统对历史数据进行管理，实现统计、报表、打印等功能并具 有IIS（Internet Information Server）网络信息发布功能。

4 结语

本文提出了基于GPRS的远程数据采集系统的设计方案，该方案利用GPRS的Internet接入功 能，实现数据的实时采集与传输。该系统可应用于油田、煤矿、环保、水利水文检测、报警、 电力数据监控、气象遥感遥测等诸多行业专业数据的传输与现场设备的实时监测。实际应用表 明该系统具有通信实时性强、可靠性高等特点，取得了较好的应用效果。随着GPRS技术应用的 不断扩大，基于GPRS网络的远程数据采集系统将在工业控制领域中有着更为广阔的应用前景。

本文作者创新点：其按流量计费的方式更适合频繁突发的小流量数据传输；GPRS网络覆盖 范围广、数据传输快、实时性好、通信质量高、持续在线和费用低；可直接与Internet互通，能 很好地满足工业控制的需要。