網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
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1．2 系統(tǒng)的功能
系統(tǒng)的功能有：查看歷史數(shù)據(jù)，讀取實(shí)時(shí)或整點(diǎn)數(shù)據(jù)。
查看歷史數(shù)據(jù)：客戶端根據(jù)自己的需求，要求查看歷史上某一段數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，該請(qǐng)求經(jīng)過Web服務(wù)器轉(zhuǎn)送給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器將數(shù)據(jù)經(jīng)過Web服務(wù)器轉(zhuǎn)接以html格式返回給客戶端。
讀取實(shí)時(shí)或整點(diǎn)數(shù)據(jù)：客戶端要求讀取實(shí)時(shí)或整點(diǎn)數(shù)據(jù)請(qǐng)求，Web服務(wù)器根據(jù)請(qǐng)求來通知通訊服務(wù)器，然后由通訊服務(wù)器通知GPRS數(shù)據(jù)采集模塊，GPRS數(shù)據(jù)采集模塊通過GPRS網(wǎng)絡(luò)向通訊服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)包。當(dāng)通訊服務(wù)器收到數(shù)據(jù)包時(shí)，將數(shù)據(jù)包解析成流量參數(shù)寫到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，然后由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器將數(shù)據(jù)發(fā)送給Web服務(wù)器，然后由Web服務(wù)器將數(shù)據(jù)以html格式返回給客戶端。
2 GPRS通信模塊的設(shè)計(jì)及其功能
第2．5代通訊技術(shù)GPRS(Geneal packet Radio Service，通用分組無線業(yè)務(wù))作為第三代通訊技術(shù)的前奏，GPRS技術(shù)是在現(xiàn)有GSM技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種新的分組交換的數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，由英國 BTCellent公司在1983年提出。GSM技術(shù)主要以提供話音業(yè)務(wù)為主，而GPRS技術(shù)在移動(dòng)終端與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的路由器之間提供了分組傳遞業(yè)務(wù)，這就是GPRS網(wǎng)絡(luò)與GSM網(wǎng)絡(luò)的最大區(qū)別。
GPRS把分組交換技術(shù)引入現(xiàn)有GSM系統(tǒng)，為移動(dòng)用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供語音通信。GPRS采用分組交換技術(shù)，主要提供非語音的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，給移動(dòng)用戶提供高速無線IP和x．25服務(wù)。GSM網(wǎng)絡(luò)采用電路交換的方式，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。
本系統(tǒng)就是利用GPRS的分組無線業(yè)務(wù)，通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)抄表裝置上進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。
在系統(tǒng)中，關(guān)鍵之一是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的選擇。目前有兩種協(xié)議，即TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。UDP協(xié)議與TCP協(xié)議相比較，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：適用于小數(shù)據(jù)量的傳輸；使用方便，不需要建立連接，是一種無連接的通訊方式；傳輸數(shù)據(jù)的效率高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。
考慮到UDP上述特點(diǎn)以及流量測(cè)量系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的高要求，本系統(tǒng)采用了UDP協(xié)議。
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
電能流量測(cè)量設(shè)備有兩種工作方式：一是按事先設(shè)定好的時(shí)間間隔，周期性地采集用戶數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地傳送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；二是實(shí)時(shí)地響應(yīng)來自于通信服務(wù)器的控制命令，按照控制命令進(jìn)行特定的數(shù)據(jù)采集任務(wù)。這就要求作為數(shù)據(jù)傳輸模塊和終端設(shè)備控制模塊的GPRS終端能夠?qū)崟r(shí)地解析、處理各種控制命令并向數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)提供盡可能大的吞吐率。另外考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)時(shí)沒有采用傳統(tǒng)的低成本但是高開發(fā)費(fèi)用且性能、功能受限制的單片機(jī)加GPRS通訊模塊的方案，而是使用了以高性能嵌入式CPU芯片為核心的設(shè)計(jì)方案。GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端的硬件組成和連接如圖2所示。CPU采用了專為網(wǎng)絡(luò)解決方案設(shè)計(jì)的 Samsung ARM7 4510B。GPRS模塊采用目前比較流行的西門子MC35系列模塊。
傳輸終端的軟件采用了以嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為平臺(tái)、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的網(wǎng)絡(luò)組件為核心的體系結(jié)構(gòu)。操作系統(tǒng)選用了μclinux。μclinux最大的特點(diǎn)就是沒有MMU，很適合ARM嵌入式微處理器。該μclinux的內(nèi)核版本是Linux 2．4，它具備完整的嵌入式TCP／IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，操作系統(tǒng)所有代碼加起來編譯后的鏡像文件小于1 MB。
該系統(tǒng)以數(shù)字信號(hào)處理器DSP為核心，采用交流取樣技術(shù)，可以連續(xù)地檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)電量的有關(guān)參數(shù)。
抄表數(shù)據(jù)終端起著管理和協(xié)調(diào)GPRS網(wǎng)絡(luò)和儀表數(shù)據(jù)通信的作用。由于無線傳輸是基于GPRS的，所以抄表數(shù)據(jù)傳輸終端也可以稱為GPRS終端，要完成硬件和軟件的設(shè)計(jì)。抄表終端的硬件設(shè)計(jì)一般都會(huì)選用世界知名廠商生產(chǎn)的GPRS模塊作為抄表終端與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接的中間件，實(shí)現(xiàn)同基站空中接口的連接，選用高速微處理器連接儀表和GPRS模塊，處理兩者間的數(shù)據(jù)通信問題。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4．1 B／S結(jié)構(gòu)
目前軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式主要有兩大類：一是傳統(tǒng)的Client／Server(客戶端／服務(wù)器)模式，它采用Intranet技術(shù)，適用于局域網(wǎng)環(huán)境可連接用戶數(shù)有限，當(dāng)用戶數(shù)量增多時(shí)，性能會(huì)明顯下降，客戶端都要安裝。一是正在不斷發(fā)展的Browser／Server(瀏覽器／服務(wù)器)模式，
它采用Internet／Intranet技術(shù)，適用于廣域網(wǎng)環(huán)境，支持更多的客戶，可根據(jù)訪問量動(dòng)態(tài)配置Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器，以保證系統(tǒng)性能?？蛻舳酥恍枰獦?biāo)準(zhǔn)的Internet瀏覽器。 linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）
評(píng)論