数据远程传输（精选9篇）
数据远程传输 篇1
0引言
人脸作为图像与视频中最重要的视觉图像之一,在计算机视觉、模式识别、多媒体技术研究中占有很重要的地位。可视化分析和目标识别研究中最具有挑战性的任务之一就是理解人们如何处理和识别彼此的相貌,并进行相应的计算机建模来最终完成人脸的自动识别[1]。近年来,随着计算机科学在人机交互领域的快速发展,作为人脸信息处理中的一项关键技术,人脸检测与识别现在已经成为模式识别与计算机视觉领域内一项受到普遍重视[2]。无线视频监控系统将被监控点实时采集的图片、视频文件通过无线网络及时地传输给远程监控中心,实时动态地报告被监测点的情况,及时发现问题并进行处理。
本文提出了一种有效的无线远程人脸追踪系统的解决方案。采用AdaBoost算法进行人脸的检测,选择了 Haar 特征方法,把训练得出的 Haar 特征转换成弱分类器,通过一定的方法将弱分类器进行组合构成强分类器,对分类器进行训练后应用到图像中进行人脸区域的检测,从而得到较准确的人脸信息;采用GPRS技术进行人脸图像数据的无线传输,通过 GPRS/CDMA 无线窄带网络连接 Internet 互联网络,在无线视频监控终端对视频信号进行实时采集,无线传送到远程服务器;采用Gabor小波进行特征提取,获得人脸图像的Gabor特征;采用SVM进行分类,对人脸图像进行分类识别,得出识别结果,对符合条件的人脸给出警报。本系统可以应用于商场、机场、车站、地铁站等场所。
1视频图像处理
1.1 去噪处理
图像在生成和传输过程中常受到各种噪声的干扰和影响,使图像质量下降。所以在进行图像分析和处理之前都需要对图像进行去噪处理。噪声的模型按照对图像的影响可以分为加性噪声模型和乘性噪声模型两大类。假设,f(x,y) 为原始图像,g(x,y) 为有噪声的图像,n(x,y)为噪声。
加性噪声模型为:
乘性噪声模型为:
空域中去噪方法包括:中值滤波、均值滤波等。中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性处理技术。其核心运算是将模板中的数据进行排序,这样一个亮点(暗点)的噪声,就会在排序过程中被排在数据序列的最右侧或最左侧,因此,最终选择的数据序列中间位置上的值一般不是噪声点的值,由此便可以达到抑制噪声的目的;均值滤波实际上就是用该像素对应的模板中各像素值的均值替代该像素的像素值,均值滤波的方法是,对待处理的当前图像,选择一个模板,该模板为其近邻的若干像素组成,用模板中像素的均值来替代原像素值。
1.2 亮度调整
由于采集图像时的光照强度和相机自身性能的不同,使得采集到的图像的亮度有许多不同。而本文的人脸检测是基于特征的,特征值与图像的灰度值有很大关系。所以即使图像对应的特征结构相同,但是由于亮度不同,通常会被分类器认为是不同的图像。所以无论是在训练分类器阶段还是在检测阶段都需要对图像进行亮度的调整,需要将不同亮度的图像调整到同一范围。常用的亮度调整技术包括:线性动态范围调整、非线性动态范围调整、直方图均衡化等。线性动态范围调整的方法是其中比较简单的一种,计算量也比较小。调整的计算公式如下:
1.3 图像的形状变换
图像形状变换是指用数学建模的方法对图像形状发生的变化进行描述的过程。最基本的图像变换包括图像的缩小、放大、旋转等。本文中的训练阶段和检测阶段都需要对图像进行形状的变换,比如在建立训练样本库的时候将不同尺寸的图像归一化到19×19的尺寸。图像缩小从物理意义上来说,是将描述图像的物理尺寸缩小相应的倍数。数字图像的缩小是通过减少像素个数来实现的,所以就需要根据所期望缩小的尺寸数据,从原图像中选择合适的像素点,使图像缩小之后可以尽量保持原有的特征不丢失。
图像放大,从物理含义上来讲是指图像缩小的逆运算。但是图像放大是从小数据量到大数据量的过程,因此需要对许多数据进行估计。由于图像相连像素之间的相关性很强,所以可以利用这个相关性来实现图像的放大。比较好的图像放大的方法是双线性插值法,该方法不是将原图像的像素复制到子快中,而是只填写在子快的某一个像素的位置上。采用双线性插值的方法可以平缓像素块之间的过度,有效的抑制了马赛克现象的产生。本文采用了双线性插值的方法。
2基于 AdaBoost 算法人脸检测
2.1 AdaBoost 人脸检测算法
AdaBoost 是一种基于分类器的算法[3,4],其基本思想是利用大量的分类能力较弱的弱分类器通过一定方法叠加起来形成分类能力很强的强分类器。理论证明,只要每个弱分类器分类能力比随机猜测好,当分类器的个数趋于无穷时,强分类器的错误率将趋于零。该算法根据人脸面部的主要灰度分布特征,选择采用了 Haar 特征。Haar 特征是一种基于积分图像的特征,主要用于灰度图像中,该特征计算比较简单,提取速度相对较快。Adaboost 算法首先提取样本图像中的 Haar 特征,然后通过在训练过程中选取出最优的 Haar 特征,再将训练得出的 Haar 特征转换成弱分类器,最终通过一定的方法将这些弱分类器进行组合构成强分类器。分类器训练完之后,就可以将其应用到图像中进行人脸区域的检测。由于人脸可能在图像中的不同位置出现,所以必须在被检测的图像中移动搜索窗口。
对于一个训练集(xi,yi),…,(xL,yL),其中xi是输入的训练样本,yi是样本类别标志, yi∈(1,0)对应真假样本。在开始训练前,对所有训练样本均赋予一个初始权值,然后用AdaBoost 学习算法对训练样本进行T轮训练,在每一轮训练结束后,从若干个简单分类器中选择误差最小的那个作为该轮选出的一个弱分类器hi。选好了弱分类器之后,将所有弱分类器进行线性组合就构成了强分类器。
训练过程主要包括以下几个模块:
(1) 样本的采集,对样本进行图像预处理,形成样本集;
(2) 以样本集作为输入,计算并获得矩形特征值集;
(3) 对特征值集进行优化处理,选出分辨能力好的特征;
(4) 采用 AdaBoost 算法,在每一轮迭代过程中采用穷举搜索法确定每个特征对应的简单分类器的阈值,获得简单分类器集,并保存其对应的参数;
(5) 选出错误率最低的简单分类器作为本轮最优的弱分类器;
(6) 将训练得到的弱分类器根据其分类能力赋予不同的权重,然后线性组合构成强分类器。
2.2 AdaBoost 检测过程
级联分类器应用于人脸检测是由 Viola 提出的,这使得人脸检测能在很高检测率下同时达到实时的检测速度。级联分类器由一系列强分类器的组合而成,图像依次通过每一个强分类器,最终通过全部分类器的区域被检测为人脸。每一层的强分类器由 AdaBoost 算法训练得到,但是组成强分类器的弱分类器个数随着级数的增加而增加。通过参数的调整可以使前面几层几乎让所有人脸通过,从而拒绝很大一部分非人脸,而后面几层则对被前面几层判断为人脸的图像进行更加严格的检测。由于前面几层使用的弱分类器数目比较少,只是有几个重要的特征组合而成,而且排除了大量非人脸区域为后续的检测减少了检测对象数目,所以计算速度比较快。
假定级联分类器由K个强分类器组成,第 i 级强分类器的误检率为fi ,检测率为di,则最终的误检率F和检测率D分别为:
测试图像来自生活中的实际数码照片与从互联网上收集的图像,包括不同人种、不同年龄的正面图像,人脸检测结果如图1所示。
3基于 GPRS 技术的窄带数据传输
通用无线分组业务(General Packet Radio Service,GPRS)作为第2代移动通信技术GSM向第3代移动通信(3G)技术的过渡技术,是由英国 BT Cellnet公司早在 1993 年提出的,是GSMPhase2+ (1997)规范实现的内容之一,是一种基于GSM的移动分组数据业务,面向用户提供移动分组的IP或者X.25连接。GPRS 是一项高速数据处理的科技,它以分组交换技术为基础,用户通过 GPRS 可以在移动状态下使用各种高速数据业务。
通过GPRS网络建立TCP连接传输数据和指令有2种方式:
(1) 监控终端通过 GPRS Modem 与GSM基站通信,GPRS 分组数据包从 GSM基站发送到GPRS服务支持节点(Serving GSN, SGSN),再由SGSN送到GPRS网关支持节点(Gateway GPRS Supporting Node,GGSN),GGSN 把收到的包进行处理, 转换为可在 Internet 中传送的格式,最终送给远程视频服务器端。GGSN在 GPRS 网络和公用数据网之间起关口站的作用,它可以把GSM网中的 GPRS分组数据包进行协议转换, 从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络[5]。
(2) 监控终端的 GPRS Modem 通过 GPRS 网络,直接与远程视频服务器端的GPRS Modem 进行点对点通信,然后通过串口把数据发送给视频服务器[6]。
整个智能网络视频监控系统分为现场视频采集、处理模块和远程视频服务器2部分[7],现场视频采集和处理模块在上电后自动寻找远程视频服务器,而远程视频服务器在与现场视频采集和处理模块建立 TCP 连接后,可通过发送指令来远程控制静态图像编码的传送。
本文无线视频监控通过无线视频监控终端对视频信号进行实时采集和压缩,以压缩图片格式(JPEG,JPEG2000 等)并通过无线网络传送到远程视频服务器。实现发送实时压缩图片。视频服务器使用套接字通信,应用程序采用面向对象的方法。视频服务器与监控终端之间使用 C/S 模型。程序中视频服务器作为服务器,监控终端作为客户端。服务器端软件主要完成监听客户端发送的连接请求;同时接收来自多个监控终端的压缩图像数据;保存、查看和管理监控终端的图像数据。
在监控端通过监控设备监测,运算并获取人脸图像数据,并通过GPRS网络通信技术对人脸图像数据进行无线传输,服务器终端进行接收。为了减少传输流量负荷,人脸图像大小归一化为19×19,从而保证了每个摄像头传输占用不超过20 Kb/s的带宽,使得整个网络保证在一个可以承受的范围内。
4基于Gabor 和支持向量机的人脸识别
4.1 Gabor小波特征提取
Gabor函数由Dennis Gabor于20世纪40年代提出的,后来被J Daugman首先用于表征图像,并用于视觉方面的研究。随着计算机的不断发展,成为非常流行的图像处理方法。二维Gabor滤波器是一种典型带通滤波器,由于它具有良好的方向选择性和频率选择性,因此Gabor滤波器被广泛应用于图像分析、图像理解等计算机视觉领域,以获取图像信号的空间频率(尺度)、空间位置和方向选择性的局部结构信息[8]。
人脸图像的Gabor特征由人脸图像和Gabor滤波器的卷积得到。通常的Gabor特征抽取方法是:设为人脸样本图像的灰度分布,则在选定Gabor虑波器参数后,对样本图像中抽样点(x,y)提取的特征由下式表示:
式中:G为Gabor函数在点(x,y)处的离散值;(a,b)为Gabor滤波器窗口大小;(w,h)为图像的尺寸大小。这样得到的图像在点(x,y)处的40个Gabor幅值特征对应于以该位置为中心的局部区域的能量分布,将这40个幅值特征级联起来构成该位置的Gabor特征,通常称为一个Jet,位置点(x,y)处的Jet表示为:
将所有抽取点提取的Gabor特征构成一张人脸样本的特征矢量:
显然,对于一副19×19大小的人脸图像如果按上述方法逐个象素抽取Gabor特征,得到的Gabor特征向量F的维数为19×19×40=14 440,远远高于原始图像的维数19×19=361。如果直接利用这样的高维Gabor特征矢量进行分类器的训练和图像识别,将产生通常所讲的维数灾难。因此必须对高维Gabor特征矢量进行适当的降维。
4.2 支持向量机SVM
支持向量机(Support Vector Macine,SVM)是一种对线性分类器的最优设计方法论。它对非线性、高维数的小样本人脸识别问题有非常好的分类效果和学习推广能力,是目前模式识别的常用的分类器。
SVM从线性可分情况下的最优分类面发展而来。设2类可分样本集(xi,yi),i=1,2,…,n;xi = [x
人脸识别属于非线性问题,根据模式识别的理论,总可以将低维空间非线性可分得问题映射到高维空间,使其在高位空间线性可分。 从而把非线性可分的问题转化为线性可分问题。利用核函数K(xi,x)可将输入向量x映射到高位空间进行分类,此时最优分类超平面的决策函数式变为:
常用的核函数有:线性核函数K(xi,x)=(xix);多项式核函数K(xi,x)=[(xix)+1]d;径向基核函数;Sigmoid核函数。
对于多类模式识别问题,SVM可通过2类问题的组合来实现。通常有2种策略:“一对一”策略,即分类的每一步将其中的任意2类模式分开,这样,对于N类问题,则需要N(n-1)/2个支持向量机分类器;另一种“一对多”策略,即分类的每一步将其中的一类模式和其它的所有模式分开,这样,对于N类问题,则需要N个与每个类对应的支持向量机分类器。本文采用“一对一”的策略来的人脸进行分类识别。
人脸图像库来源于http://www.ai.mit.edu/projects/cbcl。训练集包括 6 977 个19×19图像样本,2 429张的人脸和4 548 张非人脸。本文选用了库中的1 000幅人脸图像,2 000 幅非人脸图像。由于 MIT CBCL 数据库中的人脸都是国外的,所以笔者采集了 500 幅国内的人脸图像,并将其标准化为 19×19 的尺寸。所以人脸总数共1 500 幅,非人脸图像总数共2 000幅。实验结果如表1所示。
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5结语
本文采用AdaBoost算法进行人脸的检测,根据人脸面部的主要灰度分布特征,选择采用了 Haar 特征,通过在训练过程中选取出最优的 Haar 特征,再将Haar 特征转换成弱分类器,最终组合构成强分类器,应用到图像中进行人脸区域的检测,得到较准确的人脸信息。采用GPRS技术进行人脸图像数据的无线传输,通过无线视频监控终端对视频信号进行实时采集,并通过无线网络传送到远程视频服务器。采用Gabor小波进行人脸特征提取,采用SVM进行分类,采用“一对一”的策略来的人脸进行分类识别。
虽然本文从各方面都考虑了算法的有效性,但是在实际运行中还是存在不足的地方,如摄像头达到一定数量时,传输速率受到一定影响,如何保证传输速率和图像较少失真问题有待进一步研究解决。
参考文献
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远程传输系统在钻井井场的应用 篇2
摘要：随着信息技术的飞速发展，利用现代化手段解决钻井现场问题尤为重要，将信息技术应用到井场方面，以实现远程指挥模式、远程数据监测、原始数据保留等现代化管理模式。
关键词：信息化；数据传输；视频系统
中图分类号：TN919.3文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）22-0173-01
由于油田往往具有特殊的工作环境，且受到客观条件的限制，很多油区数据和资料的传输很困难，更无从谈到生产应急方面的支持，以前钻井现场的生产数据、报表等资料一般以手机通话、纸张材料、电子报盘等形式上报生产管理部门，每月耗费大量的通话费、材料费、油料费等，且数据、报表的可靠性、真实性、实时性均无法得到有效保障。通过对信息技术、钻井技术的综合分析研究，可形成集钻井现场综合信息采集、储存、通讯、应用为一体的现场信息综合应用技术，实现对钻井现场信息的采集、存储、传输、共享、分析，达到对钻井施工过程进行有效监测的目的。同时，为后方管理者与作业者进行科学决策提供实时的现场数据和图形，从而达到后方专家远程指导现场工作、提高钻井时效与质量、控制钻井成本的目的。
1远程传输系统的实施背景
①实现公司精细化管理。钻井队的特点是野外作业，不固定场所，移动性强，而且队伍分散，点多面广，管理费用高、难度大。同时，钻探工程又是一项投资高、风险大和技术含量高、盈利空间小的项目。因此，必须通过精细管理，科技创新和降低事故复杂来争得生存空间。利用信息化建设这一先进工具，建立钻井队生产协同、经营管理、会议和监控等系统，通过各系统的关联，不仅使各类信息、数据与资料来源更加真实准确，而且获取信息的渠道变得更加方便快捷，大大降低了人力物力消耗，节省了办公费用，提高了工作效率，推动钻井队管理模式由传统型向数字化、可视化的新模式转变，促进了钻井队精细化管理水平的不断提升。
②适应公司技术能力的需要。近年来，国内钻井界一直在探索钻井数据远程传输的解决方案，如何采用成熟、覆盖广阔、价格低廉的电信网络搭建起钻井现场到后方基地的网络通道，是钻井公司信息管理部门一直致力研究的课题。远程数据传输系统在钻井井场的应用，实现了钻井现场数据的管理、无线传输、网上审核发布、网上统计查询、在线交流等功能，形成了一套费用低、较完善的辅助生产管理系统。该系统的成功应用大大提高了科学管理，对安全、优质、高效的钻井施工提供了有力保障。
③适应公司安全管理的需要。随着钻井工程技术的进步，安全生产显得越来越重要，只有安全才有效益。实现钻井施工安全，全程监控是一项非常有效的手段。实现钻井工序的全程监控，必须依赖远程数据传输系统，通过实时数据的传输、远程视频监控等手段，可以截取钻井施工中的各类数据、曲线、图像等，钻井公司相关部门对截取的数据、曲线、图像等进行科学分析，及时提醒现场施工井队加以注意，可以有效达到钻井事故复杂等情况的预防和处理，为钻井施工顺利提供技术保障。
2远程传输系统的概述
通过在井场关键部位安装传感器，实时将数据回传到中心服务器，服务器将数据进行处理，将处理后数据通过程序在系统中显示。
2.1实时数据
①钻井参数动态跟踪数据。实现了包括井深、钻头位置、钻头进尺、钻时、钻压、扭矩、钻速、立管压力、套管压力等参数实时回传，实时显示。公司生产技术科工程师通过浏览动态数据，能够在第一时间发现井上存在的问题，及时通过网络或电话等方式对钻井队进行指导，最大限度保证了技术措施的及时下达。钻井队技术人员更可以足不出户掌握全面的施工信息，提高了信息收集效率。
②时间图表。随着生产过程的进行，实时动态生成曲线，实时显示大钩负荷、钻压、大钩位置、钻时等，根据随钻方位动态显示各种参数数据，有了动态跟踪曲线，使正钻井每一时刻的施工情况有了可追溯性，一旦发生事故复杂，可以通过分析一个时段内的钻井参数，快速找到问题症结所在，根据情况制定措施，安全快速解决问题。
③LWD数据图表。LWD数据截取是在钻井现场安装数据计算机，通过LWD采集系统的网络，利用网络监听或共享的文件，破译LWD仪器采集到的各种数据，经过统一的数据单位刻度后保存到数据截取计算机中，供数据传输系统进行传输。LWD数据包括电阻率数据（最多6个）、中子、密度、声波、自然伽玛、井斜数据，具体视LWD仪器而定。
2.2钻井现场远程监控系统
为了进一步提升远程指挥能力，从而实现监督现场操作，减少现场违章行为。启动了井场视频监控系统建设项目，根据钻井队的设备情况及井场的具体环境，在井场四个点（钻台、罐区、泵区、井场）安装视频监控设备，三个监控摄像头安装云台设备，实现了摄像头360°平面转动、180°垂直转动，镜头预置位、多个固定位置的预置拍摄及取证拍摄等功能，通过手动操作摄像机进行近距离、高清晰查看井场人员工作情况，后台设置视频服务器，对生产施工情况进行视频图像自动存储。同时，利用先进网络技术，在无线局域网的基础上，通过视频实时监控现场的生产情况，对钻井数据、钻井参数、现场操作等进行实时监控。经过系统建设，使井场视频监控系统在钻井队得到全面应用。通过对井场视频监控系统持续开发利用，实现了生产指挥、组织协调的革命性变革，极大地提升了管理的效率和效益。
2.3远程视频会议
建立了以公司为主会场，各钻井队为分会场的视频会议系统，实现钻井队与公司机关交互式会议，达到整体协调工作的效果。采用高清和标清视频会议终端设备，在中心会场配置1台mcu2360，mcu2360可通过模块叠加，扩展到更大规模容量，支持32个会场同时准入。在主会场、分会场的会议室配备H3C高清视讯终端polycom，H3Cpolycom终端支持H.263、H.264等视频编解码协议，并采用了专有的视频前、后处理技术，使得图像质量大大提升，在周围环境光照较差或者会场颜色搭配不甚和谐的情况下，仍旧能够得到清晰、自然的图像。视频会议系统的构建，充分考虑了公司网络架构及各钻井队网络情况，通过现场网络软件测试、国内外视频设备调研，形成了公司机关主会场与所属钻井队分会场稳定连通的视频会议模式。
3远程传输系统的效果及意义
通过几年来的运行和不断完善，逐步建成集技术管理、生产指挥协调和现场施工监控为一体的钻井信息管理系统，在强化安全监管、提高生产效率、降低事故复杂方面达到预期目标，取得了良好效果。
①实现生产现场的实时监控。关键重点井视频监控系统的实施，实现了钻井井场实时数据收集、数据定时回传、远程监控决策与分析等功能，与上井检查、驻井监督相结合，实现了全方位、全天候、立体监控。利用网络技术对钻井队生产动态进行监控，及时调整技术措施，实现了安全管理由点向面的转变。
②实现对事故复杂的及时“会诊”。技术部门应用井场信息远程传输系统，对钻井过程实施远程监控，充分利用实时监测的钻井参数、钻井液体积、全烃值含量等信息数据，分析现场存在的问题，提出解决办法和保障措施。
③取得良好的经济效益。钻井队信息化管理系统的实施，可以使公司机关及时准确地掌握野外钻井队的生产动态，有效利用公司的现有资源，缩短交流的时间和空间，提高钻井队的生产能力，促进公司的创收创效能力。2010年实现营业收入增幅34%，同时，公司的办公费同比降低了4.5%，差旅费降低8.9%，车辆油料消耗下降17%，取得了明显的经济效益。
参考文献：
数据远程传输 篇3
1远程数据传输方案
1.1 GPRS数据传输基础
以下功能实体是GPRS网在GSM电话网的基础之上增加的内容:PTMSC, 是指以点对多点的服务中心;移动台采用新的GPRS;管理程序增加新发移动性;服务GPRS支持节点的SGSN;网关GPRS支持节点的GGSN;骨干网互联通过路由器实现;GSM网络系统定期要软件更新, GPRS信令和MAP信令要增加新内容。关于GPRS骨干网的逻辑结构如图1:
在计算机通信网络与移动终端的路由器之间提供分组业务是GPRS的基本功能。核心网络和无线接入是GPRS网络的两部分内容。在基站子系统与移动台之间传输数据是无线接入部分的主要职能;核心网络部分在整个网络传输过程中起关键作用。它在标准通信网络和BSS边缘的路由器之间继续传递数据。服务GPR支持节点是SGSN, 记录用户移动台的当前位置和是否登录GPRS, 同时将数据封好装订为传输协议传输给GGSN。网关GPRS支持节点是GGSN, 路由和网关是其主要功能, 当接收到GPRS分组数据以后, GGSN将数据包通过协议转换, 传输给远端的X.25协议网络或TCP/IP。
GPRS的主要特点: (1) 定义四种业务不同的功能:点对多点多播业务, 点对点多播业务, 点对点面向连接业务, 点对点无连接业务。 (2) GPRS无线信道有了新的定义。具有比较灵活的非配方式, 可安置1~8个无线接口时隙在每TDMA帧, 时隙的链路分配是独立的, 具有共享性, 能为动态用户使用。 (3) 可以支持突发性间歇性数据传输, 偶尔大量数据传输也能被支持, 能支持四种不一样的Qo S级别, 可以在0.5秒至1秒之间恢复数据的再次传输。 (4) 为了实现使现有网络与GPRS的紧密链接, 采取分组交换技术, 以IP技术作为核心层使用技术。
1.2远程数据传输方案
1.2.1系统结构
一个监控中心、多个远端数据采样移动单元组成系统。该系统采用89C52单片机, 通过RS一232C接口与GSM/GPRS模块PIML900/1800相连相连接, 并将具备“动感地带”业务功能的中国移动卡SIM连接GPRS网络。一个移动单元与一台计算机组成监控中心。其中, 这台计算机必须是连接公用网的设备。随时呼叫和处理远程移动单元、增加或减少移动单元、收发数据、对移动单元级别进行设定、远程报警或唤醒、能更改手机号码等多项功能是应用软件必须具备的基本功能, 这是其在实际编写的网络系统中必备的应用设施。其中, 按照RS一232C标准连接是处于监控中心的计算机和移动单元正确的连接方式。
1.2.2数据传输
远程单元唤醒与监控和GPRS网络支持部分共同组成传输方案。远程单元唤醒与监控部分主要是负责对各个远程移动单元进行管理。在每个远端移动单元的设置中都会有一个类似人类脉搏跳动的功能信号。在进行远程活动中, 如果某一单元没能定时发送信号至监控中心, 那么系统就要求重新启动设备, 登录到GPRS网络。为了确保每个移动单元都能在网上注册, 此单元设有自动重新登录GPRS网络功能, 获得动态的IP地址。
当GPRS网络端口接入远端数据采集移动单元时, 动态IP地址会自动进入移动单元。远端数据发送方式可通过以下路径:一种是不需要通过计算机公网, 直接用PPP形式把数据发送到指定的移动接收单元, 另一种是将数据以数据包的形式发布到计算机网络上, 同时将计算机连接公网, 即可进行数据交换。
摘要：随着计算机与通信技术的快速发展, 网络的远程数据传输功能也迅速发展。GPRS作为一种新型的GSM数据传输服务, 在网络通信行业中越来越受到广泛关注。本文将提出一个基于GPRS网络的远程数据传输方案, 通过对此方案进行案例分析, 总结。
关键词：GPRS,无线传输,远程监控
参考文献
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数据远程传输 篇4
一、概述
微波传输设备作为光传输设备的有力补充，能够大大加快网络建设进度，能够解决光缆无法进入区域网络覆盖的难题，以上原因使得微波传输设备一直都存在一定范围的生存空间。目前为止，微波传输设备的使用仍不可避免，但是微波传输设备监控管理的缺陷一直是微波传输设备相对于光传输设备存在的明显不足。由于微波传输设备只用于网络的最末端，而光传输设备与微波传输设备由于厂家不同，无法通过设备自身的网管通道实现微波传输设备的网管监控。如何实现微波传输设备的监控是维护人员希望得到解决的问题。
传统的微波传输设备监控解决方案一般是通过开SDH电路，利用协议转换器，将网管信号传送到局房，再通过多台交换机整合接入网管。但是每跳微波传输设备都需要开通一条电路，需要一对协议转换器、需要一个交换机端口，总体成本需要几千元。为了实现监控要花费每跳微波几千元，由于成本太高根本无法大面积使用。那么我们能否通过其它方式，在最少成本的前提下，很便利地实现微波传输设备网管监控呢？每跳微波传输设备的上游端都有一个SDH设备，随着设备IP化的推进，目前微波传输设备已经出现IP化端口实现网管的设备，SDH设备的网管通道（ECC通道）也是使用IP协议传输，我们可以利用SDH设备ECC通道实现微波传输设备远程登录，实现对微波传输设备的网管监控。
二、组网模式介绍
（一）组网结构
要利用SDH设备ECC通道实现微波传输设备远程登录，需要将微波传输设备与SDH设备对接。在此我们使用中兴S330设备与地杰DG TELECOM Super Star -IP 13GHz ODU +20dBm 24E1（1+0）设备为例，需要将SDH的Qx口与微波设备的NMS口用交叉网线对接。
（二）微波传输设备数据配置
1、微波传输设备两端都需要修改IP，正常情况下，微波传输设备默认本端为“192.168.0.10”，对端为“192.168.0.11”，需要将微波传输设备的IP修改为与SDH同网段，如SDH设备使用的IP为196.25.114.18，則微波传输设备的本端设置为“196.25.114.200”，对端设置为“196.25.114.201”，如一个机房有多跳微波，IP可以往下使用。（注：由于中兴SDH设备NCP板默认使用*.*.*.18，其它板卡使用18以后的IP，为免IP冲突，将微波传输设备的IP设置到200以上）。
2、子网掩码设置：使用255.255.255.0作为微波传输设备的子网掩码。
3、网关设置：由于需要通过SDH设备传输微波传输设备网管信号，所以需要将SDH设备的IP设置为网关。
（三）注意事项
1、需要使用交叉网线将SDH的Qx口与微波设备的NMS口对接。由于地杰的微波传输设备网管端口默认是10M全双工模式，中兴SDH设备Qx口使用自适应模式，需要使用交叉网线才能对通，由于SDH和微波传输设备的网管端口都没有连接状态显示，无法从设备状态检查连接是否成功，经过多次试验，只有使用交叉网线才能对通。
2、微波传输设备修改完配置数据后，需要进行软件重启后数据才会生效，如发现数据配置正确但仍无法PING通微波传输设备，可以对微波传输设备进行软件重启。
3、登录SDH服务器，使用IE浏览器可以直接登录微波传输设备，无需额外安装微波设备网管软件。
三、总结
通过SDH设备ECC通道实现微波传输设备远程登录的方案是一套简单、有效地实现微波传输设备监控的创新方案。通过简单的改造就能够实现微波传输设备的监控，有利于加强微波传输设备的监控与管理，有利于提高微波传输设备故障定位的及时性与准确性，有利于提高微波传输设备数据配置的效率，有利于增加微波传输设备的巡检频率并提高巡检效率。总的来说通过SDH设备ECC通道实现微波传输设备远程登录的方案大大有利于微波传输设备的日常维护，减少微波传输设备维护所需的人力与物力，是一套值得推广、能够降本增效的创新方案。
参考文献
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[6]桂林NEC无线通信有限公司《SDH数字微波通信系统》.
（作者单位：中国联合网络通信有限公司佛山市分公司运行维护部）
作者简介
数据远程传输 篇5
1 通信协议的结构设计
分层设计是指由于问题的性质不同, 将问题划分在不同层进行解决, 使各层之间相对独立。分层设计的做法结构性好, 其通用性能以及可移植性性能好, 对于软件的模块化非常适合。分层从上到下可分为:接入层、网络层以及应用层。
1.1 接入层
单片机的远程通信一般通过GSM网络以短信或者数传方式进行传输, 或者采用Ethernet通信方式增设TCP/IP协议栈。“接入层”的引入对于这两种通信方式的差异所出现的问题进行了解决。
1.2 网络层
在实际的应用中, 一般是多个单片机连一个网络。以其中一台作为主机与上位机通信。数据到达总机后再分发到各机。“网络层”的主要职责是对单片机网络结构的差异进行屏蔽。
完整地网络层由四个部分组成:地址单元、数据帧编号、网络层交互标志、数据单元。地址单元由节点编号和分节点组成;数据帧编号是通过发起通信的一端对其序号进行生成来对数据帧进行标识。网络层交互标志是两个实体在网络层间信息的互通;数据单元是网络层协议的有效载荷。
1.3 应用层
应用层的主功能是将传输的命令或数据类型进行标识。如上位机与单片机的通信中的各种命令和数据。
应用层由三部分组成:命令标识、应答标志、数据单元。
1.4 数据对象
上位机与单片机之间往往只有设备参数等简短数据, 而将一个数据帧对多个简短数据进行传输的方式, 大大提高了其通信效率。
数据对象主要包括:对象长度、对象编号、对象内容。
2 协议实现
2.1 实现协议的系统结构
该协议可实现单片机之间, 上位机与单片机, 以及主机与分机之间的通信。
2.2 透明传输
透明传输是指对任何类型比特组合的所传数据, 均能使其在链路上传送, 但要求数据帧中不含有与起始标志或结束标志的相同字节。特殊字符填充法或ASCII拆分处理法是一般用的处理方法。特殊字符填充法的填充效率较高, ASCII拆分处理法的传输效率较低。
2.3 数据传输的可靠性
对于数据帧的传输采用确认或者重传机制大大提高了数据传输的可靠性。整个流程为通信发起方在对数据帧进行发送时启动定时器, , 接收方对数据帧进行接收时通过校验单元对数据进行校验是否出错, 使用“数据帧序号”对数据帧的顺序排列进行检查。若均没有问题则收下数据帧, 若错误则丢弃并回复否认信息。
2.4 串行通信的数据接收
环形缓存是根据单片机的内存空间的大小对存贮空间划分出一小块专门对接收的数据进行存储, 通过对读写指针的设定, 将首尾地址相连形成的。单片机采用的是中断接收数据, 到达的数据立刻写入环形缓存中。数据帧读取模块再从环形缓存中逐帧读取出数据进行相应处理。
2.5 报文处理流程
发送方将数据帧在按协议要求封装完毕后, 从一个主节点或是上位机发给另一个主节点 (如果目的地址是分节点的, 则再由该主节点转发给分节点) 。接收方从环形缓存中读取出一帧数据后, 做相应分析处理 (自己处理或转发给分节点) 。数据发送方在收到接收方的应答后也会根据应答内容做相应处理。
2.6 主程序流程图
主程序流程图如图所示:
3 实例应用
3.1 系统总框图
在图2所示的系统结构中, 现场节点处单片机主要负责对现场数据进行采集以及接受发来的命令。节点管理器对现场的节点数据进行接收、检验、纠错以及数据处理。
PC机可以向各现场节点发送指令, 对现场节点进行管理以及监控, 是系统的主机。本系统主要讨论基于MODEM的远程节点与PC机之间的通信。
3.2 各模块的功能与实现
信号转换模块:主要由传感器组成。本系统适用于远距离测试, 并且用户能够根据自己所需要的功能增加不同功能的传感器, 如温度、压力传感器等等。这就实现了相应信号向电信号的转换。
数据采集模块:主要构成部分是模拟开关、放大电路、A/D模数据转换器以及单片机。模拟开关可以对八路被测温度信号进行检测;放大电路对电信号进行检测并放大, 并把放大的信号作为A/D模数据转换器的输入信号;A/D模数据转换器将电信号集成后转换为数字信号, 并对其软件以及硬件的设计进行了简化并且价格低廉。
3.3 数据传输模块:
是系统的灵魂, 本系统采用异步传输。
3.4 PC机控制模块
我们以PC及座位上机位, 对节点通信进行统一的调度。本系统对于现场节点较多的待采集数据的情况非常适用, 因为并没有将数据的整套工作交由它来完成, 大大减少了其工作量。
4 结语
单片机系统在远程传输时, 因其可靠性以及稳定性的要求, 在实际的应用的基础上一种分层设计的传输协议被提了出来。协议分为接入层、网络层以及应用层。分层设计的做法大大简化了问题的难度, 使不同的通信方式、网络层在不同单片机上的运营, 文件数据过大以及对多个数据文件的同时发送等等问题得到了解决, 提高了数据的传送效率, 并且工作的稳定性以及可靠性强。
该协议最大的优点在于其易于实现, 使用范围广等。对于移动通信直放站若采用该设计在设备的监控以及系统文件传输中, 可以使设备在较恶劣的情况下工作, 并且工作时长可维持全天。其连接方式的选用主要是GSM网络的数传、短信、GPRS接入Internet等。
参考文献
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[3]李朝青, 刘艳玲.单片机与PC机网络通信技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2007.
数据远程传输 篇6
在目前的配电网中, 有大量变压器安装在地下室、山区等信号未覆盖的区域, 而在用电信息采集通信系统中, 一般将采集终端安放在变压器附近, 造成主站与采集终端无法正常通讯, 无法将数据上传到主站。因此, 采用高速载波透传方式, 将采集终端的数据通过电力线载波远程传输到远程通信模块处, 并将远程通信模块安装在信号较好的地点, 以此实现无信号区域用电信息采集, 提高远程通信模块的信号质量, 提高集中器与主站通信的成功率及通信稳定性。
1 设计思路
1.1 系统的主要功能
(1) 实现无信号配变台区低压用户集中抄表数据上报。
(2) 与主站实时通信。
(3) 支持停电上报。
(4) 主机支持G P R S、C D M A、3 G、4 G等通信模块。
(5) 转接模块接口定义、结构满足Q/G D W 3 7 5.2-2 0 0 9和Q/G D W 1 3 7 5.2-2 0 1 3《电力用户用电信息采集系统型式规范》。
1.2 载波转G P R S模块设计
载波转G P R S模块由主机、从机以及串口转接模块3部分组成。串口转接模块安装在集中器右侧, 替换原G P R S通信模块。载波转G P R S从模块安装在集中器端, 并通过串口线和串口转接模块连接。串口转接模块把集中器串口数据和端口状态通过串口线给从模块[1]。系统结构如图1所示。
1.3 基本电路
(1) 电源电路:使用A C-D C开关电源电路, 工作电压范围为9 0~2 8 6 V, 频率为5 0 H z。
(2) 发送电路:+1 2 V发送电压, 与单通、路由发送电平相同。
(3) 解调电路:高带宽输入, 通讯速率可进一步提高。
基本电路结构如图2所示。
1.4技术优势
(1) 使用电力线作为通信介质, 减少施工安装工作量。
(2) 合理选择载波通信频率, 保证通信稳定可靠。
(3) 支持透明传输, 能够兼容不同规约协议要求。
(4) 多频点和主/从机相位识别相结合, 提高通信效率的同时满足同一台区安装多套设备需求。
(5) 宽输入电压设计, 满足不同用电环境需求。
(6) 串口速率自适应, 兼容不同厂家设备需求。
1.5 应用范围
目前该产品支持国网2 0 0 9、2 0 1 3规范集中器、专变采集终端, 南网2 0 0 9、2 0 1 3规范集中器、专变采集终端等符合国网规范接口定义、结构的高供高计、高供低计、低供低计的设备。但主、从机之间载波信号通信线路不能经过变压器、互感器等, 若载波信号经过这些设备, 则会导致信号极大衰减, 出现通信不稳定、设备不上线等问题。
载波转G P R S模块现场使用安装示意图如图3所示。
1.6 技术参数
基于载波转G P R S模块的远程数据传输主要技术参数:通信规约为透明传输;通信距离为0~2000m;串口波特率为9600B/S、1 4 4 00B/S、5 6000B/S、5 7 600B/S、1 1 5 200B/S等 (速率可配置) ;载波频率为0.7 M H z、1 M H z、1.3 0 M H z (默认) 、1.6M H z、2M H z;调制方式为B F S K;从机功耗为1.5 W (静态) 、3 W (动态) , 主机功耗为2W (静态) 、9W (动态) ;使用寿命不小于10年。
2 载波转G P R S组成
2.1 从机模块
从机是载波信号主动发起端, 安装在靠近集中器位置, 通过串口连接线连接到串口转接模块, 从模块供电集中器表尾端子或接线盒处取电。从机通电后, 电源指示灯亮红色。从机不断往电力线上发送载波信号, 载波发送灯不断闪烁, 闪烁频率为2次/秒左右。当从机和串口转接模块有数据交互时, 串口接收、发送指示灯闪烁;当从机和主机有载波数据交互时, 载波接收、发送指示灯闪烁。从机模块及指示灯如图4所示。
2.2 主机模块
主机是载波信号接收端, 主机接收从机发的载波信号并进行回复。主机载波接收灯闪烁表示收到从机发来的载波信号, 载波发送灯闪烁表示对从机做出回复。主机安装在G P R S、C D M A、3 G、4 G信号较好的位置, 主机从电表箱空开、接线盒等有220 V交流电的地方取电。安装时要确保主、从机在同一台区同一相。
打开主机下部透明盖板, 把包装盒配套的G P R S模块安装在对应的插针上。主机通电后, 电源指示灯亮红色, 当收到载波信号时, 载波发送指示灯闪烁 (闪烁频率与从机相同) , 如果没有载波信号, 主机电源灯、载波接收灯、载波发送灯常亮。当主机和G P R S通信模块有数据交互时, 串口接收、发送指示灯闪烁;当主机和从机有载波数据交互时, 载波接收、发送指示灯闪烁, G P R S模块电源指示灯亮;当主机或主站与G P R S通信模块有数据交互时, G P R S通信模块串口接收、发送指示灯闪烁。主机模块及指示灯如图5所示。
2.3 串口转换模块
将采集终端上的远程通信模块取下, 根据2009规范和201 3规范, 采集终端安装相应的远程通信串口转换模块, 占用原来的远程通信模块位置。
电源指示灯为模块上电指示灯, 红色。灯亮表示模块上电;灯灭表示模块没电。串口收、发灯为串口通信收、发指示灯, 红/绿色。红灯闪烁表示转接模块往集中器发送数据;绿灯闪烁表示转接模块接收集中器发送的数据。串口转接模块及指示灯如图6所示。
3 多频点设备应用
由于同一变压器下有多套专变终端、同一配变室内多个变压器共零、或者台区距离较近, 不同载波转G P R S模块设备相互干扰, 从而导致设备不能正常上线、只有一台设备能够上线或者设备交替上下线。因此, 需安装不同载波频率的主从机设备。
某公司目前有5个频点的主从机, 出厂编号分别为1、2、3、4、5, 不同载波频率设备硬件、软件均不相同, 不同编号设备不能混用。对应关系如表1所示。
通过现场测试, 更改载波频率能够解决不同设备相互干扰问题, 但为了载波通信的稳定性、准确性, 在现场安装过程中需要注意以下几点:
(1) 如果一个配电室内有两个终端, 建议选择1、5号, 频率间隔越大相互影响越小;有3个终端时, 建议选择1、3、5号。
(2) 不同频点设备尽量分别安装到不同相上, 因为主、从机不同相不会响应, 即A相设备不响应B、C相载波信号。
(3) 在主机安装到有信号位置的前提下, 同一频点的主、从机之间距离尽量近, 能够提高通信的稳定性。
4 结语
基于载波转G P R S的远程通信系统将电力线载波与G P R S相结合, 将数据通过电力线载波的形式转化为G P R S信号, 从而传输到主站, 实现了无信号区域用电信息的采集, 使用电力线作为通信介质, 减少了施工安装工作量, 提高了信号的稳定性。
参考文献
数据远程传输 篇7
1 数据实时采集与远程传输技术概述
1.1 ORACLE数据库软件系统
ORACLE数据库软件是美国ORACEL公司研发的一款数据库产品, 该产品是目前世界最先进的数据管理软件, 它具有最完善的数据管理系统, 建立数据关系库, 实现分布式处理功能。该系统储存容量可以根据数据的增加和系统的改进对其进行扩充变化, 增加系统的储存空间。触发器是该系统特殊的储存路径, 触发器的运用, 加强数据的处理功能, 实现更为复杂的数据处理程序, 除此之外还增加数据管理的安全性, 增加数据管理的权限, 加强对数据的全程控制等, 实现多方面的功能, 建立更为完善的数据管理系统。
1.2 CSCW系统
CSCW系统是远程传输的主要技术之一, 该系统利用网络技术、通信技术和计算机技术实现不同空间、时间和领域专家之间的协同工作, 是美国首先提出研发的计算机协同工作软件。该技术支持固井工程的相关数据的远程传输与控制, 总公司根据工程施工过程的数据变化, 依靠专业的技术人员, 对数据进行分析处理, 对其作业过程进行改进完善, 在前线指挥部与总公司之间建立的协同工作的良好的环境, 大大降低工程的施工成本, 并在专业的指导下提升工程的施工质量, 促使工程顺利竣工。
2 数据实时采集和远程传输系统设计与应用
2.1 数据库设计
数据库采用国标WITSML标准, 并兼容Schlumberger公司Seabed数据库, 根据固井施工过程中数据采集的需要, 设计相匹配的传输方案, 实现数据信息共享的功能, 从而使前线指挥部与总公司实时掌握工程施工进度与相关数据细节;同时将数据实时采集的信息根据需要进行整合, 将数据信息表格或图形化, 便于接收者分析处理相关数据;建立固井工程的历史数据库, 同类型, 同地区等相关信息进行不分类规划, 便于系统对其信息的归纳总结;建立事故数据表, 收集固井工程事故的前因后果, 便于系统对数据信息的事故判别和处理;还要注意兼容性, 扩大系统运用范围, 保证钻井队、录井、电测等施工单位同样能够良好运用该系统等, 有利于数据系统库在整个钻井过程中的一贯性。
2.2 数据采集设计
数据采集系统主要分为自动采集与人工采集两大模块。自动采集系统是利用质量流量计、压力传感器、重量传感器以及电磁阀状态信息等和设定的相关程序, 对采集数据进行自动分析处理, 增加系统的智能化。该系统设计时将数据信息进行分类, 例如地层基本数据、水泥浆数据、车辆发动机数据、水泥药品使用数据等多方面的信息, 通过不同传感器收集的信息, 对其数据信息进行解码, 输入到数据库系统中, 分到不同的传输渠道进行传输。部分数据信息需要人工采集的传输渠道, 专业员工对施工实时数据进行及时的录入, 对突发状况进行有力的控制。两大采集模块相互促进补充, 实现工程实时数据信息快、准、稳的特性。
2.3 数据传输系统的设计
数据传输系统实现低成本高效率, 且增强数据传输的安全性能, 同时根据其数据信息设计方案。数据信息利用触发器, 自动生成表名、主键、缩引等程序, 建立传输系统有序、高效的传输渠道;设置自动循环周期的检查传输渠道的正常运转, 及时发现漏洞和木马, 并对其进行修复和清理, 保证传输渠道的正常运转;建立选择性的传输系统, 设置优先、重点和紧急传输对象, 及时出现故障时, 也保证部分数据的正常传输, 增加数据传输的传递效率的同时, 也降低系统故障对工作的影响力度。
2.4 故障处理系统设计
从前期的下套管施工到固井作业的过程中, 各种设备的故障发生概率一直居高不下, 因此故障处理系统对于该工程而言十分重要。在具体运用过程中先利用局域网, 根据每个地区的故障经验, 对其故障数据信息进行科学分析处理, 当指挥部、分公司的技术人员不能解决问题时, 可以利用远程系统向总公司获取帮助, 得到最先进、最全面的故障排除专家的诊断与维修。在此同时也为故障处理系统提供故障数据库, 补充故障数据的遗漏数据, 提升故障处理系统的故障诊断与维修的能力。
故障处理系统的具体运用时是在故障发生以后, 监测中心系统以最快的速度将事故数据信息发送给当地诊断中心, 先局部进行诊断与维修, 诊断时根据传输的数据信息查找相关的数据模型、理论知识、解决方案等, 若是局部数据库中没有解决方案, 可以将数据信息传递给总部的诊断中心, 远程诊断中心接收到相关事故数据, 总公司安排权威专家诊断和当地事故中心协同工作, 集合各个领域的专家的分析处理。
3 结束语
综上所述, 固井作业的技术更新主要从数据实时采集和远程传输技术两方面着手, 利用先进的计算机技术, 应用最为科学合理的系统软件, 提高下套管作业和固井作业过程中的作业效率, 降低工程成本和事故概率, 提高了整个固井施工的技术水平。
参考文献
[1]叶志, 樊洪海等.基于随钻测井资料的地层孔隙压力监测方法及应用[J].石油钻探技术, 2014 (02) .
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数据远程传输 篇8
1 建设基于GPRS的无线远程气象数据采集传输系统的必要性
我国在各城市和乡镇都广设气象观测站, 这些气象观测站能够及时掌握气象变化的情况, 并且及时上传准确的气象数据, 对未来的天气变化进行合理的预测。这对于防洪抗汛、工程建设以及人民群众的日常生活都非常重要。然而, 有很多气象观测站位置偏僻, 加之气象情况瞬息万变, 为了及时采集和传输准确的气象数据, 必须建立GPRS的无线远程气象数据采集传输系统[1]。
自动气象站能够自动观测气象情况采集和传输气象数据, 通过计算机或电子设备, 能够通过无线网络直接传送气象信息。而且GPRS与传统的有线传输方式相比具有通信费用低、按数据通信量付费的优点。
2 无线远程气象数据采集传输系统方案的对比
2.1 基于GPRS的无线远程气象数据采集传输系统的特征
中小尺度网格的远程自动气象观测站能够将气象信息数据及时、准确地提供给政府决策部门和公众, 因此其必须具备准确性和实时性的特征, 而且要因地制宜地处理传输的实况数据。基于GPRS的无线远程气象数据采集传输系统还必须具备双向功能, 能够远程控制观测设备, 适应位于野外的中小尺度网格观测站的需要。
定时数据是主要的远程自动气象站观测数据, 如果出现特殊天气也会进行加密观测, 因此单点数据量较少, 传输点较多。单点测站要包括降水、风速、风向、气压及气温等要素, 每隔10 min进行一次数据传输。围绕上述特点, 远程自动气象站的观测数据传输方案应该具备经济性、及时性、稳定性和准确性[2]。
2.2 远程自动气象站观测数据传输的几种方案对比
自动气象观测站主要通过以下几个方法进行数据传输:①利用GPRS无线网络进行传输;②手机对手机进行直接通讯传输;③利用CDMA网络数据传输方式进行传输, 或者使用移动通信的GSM短消息功能传输;④有线线路传输, 如拨号上网和数据专线;⑤自备电台无线传输。
从投资成本和运行成本的角度而言, 手机对手机、自备电台和有线线路传输的成本过高, GPRS和GSM短消息的成本相对较低。从覆盖范围而言, GSM短消息和GPRS具有较大的覆盖范围, 数据也较为可靠。CDMA方式和短消息方式具有较低的覆盖率, 实时性也难以得到保障, 而手机对手机的方式处理过于复杂, 数据应用的能力较差。有线线路需要租用或者建设专门的线路, 不仅需要较大的前期投资, 而且也无法保障野外多点数据传输的准确性。
GPRS具有更好的数据应用能力和设备监控能力, 覆盖范围较大, 数据处理也比较简单, 施工维护的成本较低。总体而言, GPRS方式具有较高的综合性价比, 其运行成本低、投资成本低, 既可以实现大量数据的采集点联网, 又无需铺设线路, 可以任意移动数据采集和处理点, 降低了投资成本, 非常适合多点采集。因此, GPRS的无线远程气象数据采集传播系统不仅能够缩短反应时间, 而且可以节约经费, 使我国的气象服务水平得到提高。
3 GPRS的无线远程气象数据采集传输系统的组成
基于GPRS的无线远程气象数据采集传输系统具有维护方便、运行成本低的特点, 是一个开放性、功能强、科技含量高的系统。以完全网格化的体系结构为背景, 通过该系统不仅能够自动远程传输气象站采集的数据, 而且还能实现数据共享和统一管理远程监控自动气象站的监测设备。该系统具有较好的扩容性和较大容量, 能够处理和传输5 000个移动或固定气象数据采集点的数据信息[3]。
3.1 GPRS的无线远程气象数据采集传输系统的结构
通过传感器能够实时采集气象要素数据, 并通过应用模块对采集数据进行处理, 并进行压缩和加密, 通过无线连接GPRS模块。在完成数据打包之后, 就可以使用GPRS上传数据, 将其上传到指定的数据处理服务器上进行处理。通过解密和解压, 对数据进行还原, 并通过无线网络将其传送到处理终端, 由控制中心来分析观测数据和报警信息, 并对设备的运行情况进行监测。要实现对监测仪器的监控, 可以由测站的数据接受模块通过GPRS向监测仪器反向发出指令。
3.2 GPRS的无线远程气象数据采集传输系统的设计
3.2.1 硬件设计
GPRS的无线远程气象数据采集传输系统的硬件设备主要有应用终端设备、数据中心数据接收处理端设备、自动气象站气象数据采集端设备。
GPRS Modem和传感器数据处理应用模块共同构成了自动气象站的气象数据采集端, 可以连接GPRS Modem与485或者RS232, 组成应用模块。该模块能够分析和处理传感器信息, 具有一定的约定数据格式。通过对当前自动气象站的软件进行改进, 能够分析和处理传感器信息, 并接受执行下行指令。通过智能型调制解调器或者通用型调制解调器, GPRS Modem能够对网络数据进行解包, 并发送给远程主机[4]。
为了满足远程应用端的访问, 数据中心数据处理接受处理设备应该配置相应的存储设备, 为了保证气象数据的安全性, 还要做好相应的防病毒措施, 如可以设置防火墙。
3.2.2 软件设计
要制定出数据通信的传输格式, 实现数据标准化的共享。要制定数据存储格式、采集端对命令的应答格式、打包传输格式等等。
该软件系统要能够及时发送、存储、处理及采集传感器的信号, 并通过GPRS Modem识别发送来的信号格式, 识别执行下传指令。软件系统要能够将控制指令发送到采集端设备, 并转发、管理、存储及接受气象数据, 设置上网指令和IP端口、IP地址。对于发送来的数据解码, 也要通过数据应用端进行本机存储、处理和动态显示。
4 结语
GPRS的无线远程气象数据采集传输系统具有成本低、运行稳定性强的优点。GPRS是一种可靠性高、覆盖面光的无线通讯方式, 非常适合进行气象观测数据的采集和传输。基于GPRS的无线远程气象数据的采集传输系统能够实现应用终端和采集设备的移动, 不会对气象数据的准确性造成影响, 又可以满足气象数据采集的同时性和实时性的要求。由于该系统只需要简要改进当前我国已有的自动气象站的设备, 因此具有较小的前期投资, 见效较快, 能够提高气象数据传输的质量和效率。同时, 压缩运行成本, 能够极大地提高我国气象服务的水平。
摘要：GPRS的无线远程气象数据采集传输系统能够对气象信息数据进行实时采集, 并且进行无线远程传输。本文简要介绍了建设基于GPRS的无线远程气象数据采集传输系统的必要性, 通过对比几种远程自动气象观测站数据传输方案的优劣, 制定了基于GPRS的无线远程气象数据采集传输系统。
关键词：GPRS,远程数据采集,气象数据
参考文献
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VB在远程管网数据传输中的应用 篇9
此外VB中Winsock控件可实现点到点的通信。这样可以与远程测控终端点一一建立通信。
因此通过编写VB程序来将远程测控终端和上位机组态软件衔接起来是个很好的选择。流程如图1所示:
具体通信程序主要包括两大部分:
1 VB与远程测控终端的通信
Winsock控件允许采用TCP协议进行通信。TCP协议允许建立并维持同远端主机的连接。利用此种方式的客户必须要知道服务器的名字(RemoteHost属性),也要知道服务器正监听(Listening)的端口(RemotePort),然后调用Connect方法。服务器程序则必须设置本Scoket的监听端口(LocalPort),然后调用Listen方法;当客户要求建立一个连接时,服务器方产生ConnectionRequest事件,如果服务器想完成连接,则调用Accept方法认可。一旦连接建立成功,双方计算机都能利用SendData方法发送。当接收到数据时,发生DataArrival事件,可以在此事件中调用GetData方法接收数据。
因此首先在远程测控终端(CDMA设备)内设置好服务器的公网IP地址和端口号。然后在VB程序中将Winsock控件的Remoteport项属性的端口号与CDMA设备的端口号一一对应,套接字类型protocol选scktcpprotocol。具体编程主要用到下面二段语句:
(1)请求连接
(2)接收数据
2 VB与上位机INTOUCH的通信
动态数据交换(简称DDE)是一种开放的、与语言无关的、基于消息的协议,它是应用程序通过共享内存进行进程间通信的一种形式。服务器程序与客户程序之间的数据交换被称为一个“会话”,其中客户程序是初始化链接和发送数据请求的应用程序,而服务器程序则是通过执行自身的命令或发送数据来响应客户程序的应用程序。DDE协议将控制通信对象划分为应用程序名(Application)、主题名(Topic)和项目名(Item)。每次DDE会话由应用程序名和主题名唯一确定。客户应用程序可以通过DDE协议和服务器应用程序的一个或多个项目建立数据链接。
在本例的DDE通信中VB应用程序为客户端,INTOUCH为服务器端。在VB里设置如下:
最后在程序中调用LINKPOKE即可完成数据的传送。
具体程序代码如下(仅选取一个测压点为例):
最终的VB软件界面示意如表1。
经过上述配置后,在主服务器上启动组态软件INTOUCH7.0后再启动此VB程序,即可实时在组态软件的显示界面上看到远程数据。
以上仅举其中的一个点作为例子,其余的依此类推。经过测试该应用程序运行正常。
VB应用程序一方面与测控终端装置进行通信,另一方面同INTOUCH进行数据交换,对于用户而言只与INTOUCH友好人机界面打交道,实际运行证明该通信软件使用可靠,操作方便。通过VB编制Windows环境下的通信软件,程序实现简单,极大地减轻了软件开发的工作。
摘要：本文主要介绍在供水SCADA系统中远程测控终端如何和上位机的通信衔接问题,在该过程中通过编写VB程序得以实现。
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