基于GPRS無線網(wǎng)絡的嵌入式遠程車載監(jiān)測系統(tǒng)

摘要：按照石化公司的要求，設計了一個基于GPRS無線網(wǎng)絡與嵌入式操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ的遠程車載監(jiān)測系統(tǒng)，用于監(jiān)測槽罐車槽罐儲液溫度及其地理位置信息。車栽終端采用虛擬IP無線網(wǎng)絡技術以及GPS衛(wèi)星定位技術。數(shù)據(jù)監(jiān)測中心設計了基于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，成功實現(xiàn)了遠程車載信息的現(xiàn)場采集與異地接收。最后給出了系統(tǒng)的運行結果。
關鍵詞：GPRS網(wǎng)絡；GPS；數(shù)據(jù)庫；車載監(jiān)測系統(tǒng)

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

1 系統(tǒng)實現(xiàn)方案與構成
整個車載系統(tǒng)可以分為車載終端和監(jiān)控數(shù)據(jù)中心兩個部分，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向數(shù)字信號的轉(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)絡發(fā)送到遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，監(jiān)控中心將接收到的數(shù)據(jù)存入本地數(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)射模塊的設計
2．1 車載終端數(shù)據(jù)采集模塊的設計
車載終端數(shù)據(jù)采集模塊包括槽罐儲液溫度與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液溫度轉(zhuǎn)化為0～40 mA的標準電流輸出，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接收機采用臺灣鼎天國際最新推出的GPS導航模塊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信號輸入端，接GPS接收天線，并由模塊自身的17腳RF_VOUT信號為其提供偏置電壓，來保證天線的正常工作。4腳TXA為模塊的串口發(fā)送信號，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)，本設計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。當模塊GPS天線接好并上電正常工作后，GPS定位數(shù)據(jù)就會連續(xù)不斷地從4腳輸出。圖2右側為A／D采集接口，溫度變送器標準輸出為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進行A／D轉(zhuǎn)換。