基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的嵌入式遠(yuǎn)程車載監(jiān)測系統(tǒng)

摘要：按照石化公司的要求，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)與嵌入式操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ的遠(yuǎn)程車載監(jiān)測系統(tǒng)，用于監(jiān)測槽罐車槽罐儲(chǔ)液溫度及其地理位置信息。車栽終端采用虛擬IP無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及GPS衛(wèi)星定位技術(shù)。數(shù)據(jù)監(jiān)測中心設(shè)計(jì)了基于UDP協(xié)議的GPRS數(shù)據(jù)接收軟件并采用Access數(shù)據(jù)庫鏈接技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程車載信息的現(xiàn)場采集與異地接收。最后給出了系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果。
關(guān)鍵詞：GPRS網(wǎng)絡(luò)；GPS；數(shù)據(jù)庫；車載監(jiān)測系統(tǒng)

0 引言
隨著后PC時(shí)代的到來，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)越來越普遍，而基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)也在諸多工業(yè)工程領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。本文將闡述基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的嵌入式遠(yuǎn)程車載監(jiān)測系統(tǒng)，用于槽罐車槽罐儲(chǔ)液溫度以及地理位置信息的異地遠(yuǎn)程監(jiān)測，其目的在于使石化公司及時(shí)掌握運(yùn)輸途中的儲(chǔ)罐的溫度隨時(shí)問、地點(diǎn)的變化狀況，為防止儲(chǔ)罐因溫度超限引發(fā)危險(xiǎn)而起到預(yù)警作用，確保儲(chǔ)罐鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?。本文重點(diǎn)介紹其系統(tǒng)構(gòu)成與車載GPS衛(wèi)星定位技術(shù)以及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)現(xiàn)方法。

1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案與構(gòu)成
整個(gè)車載系統(tǒng)可以分為車載終端和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心兩個(gè)部分，如圖1所示。車載終端的核心是三星公司推出的16／32位RISC微處理器S3C24 40A。它有三個(gè)串口，其中串口1接GPRS無線發(fā)射模塊，串口2接GPS衛(wèi)星定位模塊，由其自帶的A／D轉(zhuǎn)換接口來完成模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)化。采集完成的定位數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，監(jiān)控中心將接收到的數(shù)據(jù)存入本地?cái)?shù)據(jù)庫，以供查詢和參考。

2 車載終端數(shù)據(jù)采集模塊與GPRS無線發(fā)射模塊的設(shè)計(jì)
2．1 車載終端數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)
車載終端數(shù)據(jù)采集模塊包括槽罐儲(chǔ)液溫度與GPS衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的采集。其電路原理圖如圖2所示。圖中左端為溫度采集原理圖，使用溫度變送器可以將槽罐儲(chǔ)液溫度轉(zhuǎn)化為0～40 mA的標(biāo)準(zhǔn)電流輸出，電流經(jīng)過變阻器后就可以將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭晒〢RM微處理器處理的模擬電壓，電壓值范圍應(yīng)控制在0～3．3 V。圖2右端為GPS數(shù)據(jù)采集原理圖，GPS接收機(jī)采用臺(tái)灣鼎天國際最新推出的GPS導(dǎo)航模塊REB-1315。

模塊的供電電壓為直流3．3 V，由直流5 V通過LM1117芯片轉(zhuǎn)化后得到。19腳GPS_RF_IN為GPS信號(hào)輸入端，接GPS接收天線，并由模塊自身的17腳RF_VOUT信號(hào)為其提供偏置電壓，來保證天線的正常工作。4腳TXA為模塊的串口發(fā)送信號(hào)，它是模塊主要的數(shù)據(jù)傳輸通道，被用來輸出定位數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)利用其得到定位信息。由于REB-1315模塊的輸出為TTL電平，故使用MAX232將信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為RS 232電平。為了方便，這里使用DB9的1腳為模塊提供5 V的直流輸入電壓。當(dāng)模塊GPS天線接好并上電正常工作后，GPS定位數(shù)據(jù)就會(huì)連續(xù)不斷地從4腳輸出。圖2右側(cè)為A／D采集接口，溫度變送器標(biāo)準(zhǔn)輸出為0～40 mA，經(jīng)過變阻器將其轉(zhuǎn)化為0～3．3 V的模擬電壓后送到S3C2440A的模擬通道AIN0進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。