远程无线连接数据库

远程无线连接数据库（共7篇）

远程无线连接数据库 篇1

摘要：利用Delphi7开发环境,通过一个具体实例,介绍了在Delphi7中注册表的使用、远程连接SQL Server数据库的方法。

关键词：数据库连接,Delphi,注册表,SQL Server

1 概述

数据库连接配置信息一般通过注册表或ini配置文件的方式进行存取,使用起来非常灵活,介绍通过注册表的方式实现数据库连接信息的存取,实现起来很方便、效果也很好,进而将配置窗口封装为动态链接库DLL的形式,以供其他程序复用。

2 设计思路

程序运行时首先检查注册表中是否有配置信息,如果没有则表示是第一次连接数据库,则弹出数据库连接、配置窗口,用户进行数据库的配置、保存,然后重新运行程序即可;如果检测到有数据库的配置信息则直接读出注册表中的数据库连接信息进行数据库连接,连接成功则进入主程序,如果连接不成功,则表示配置信息错误或网络断开,弹出数据库配置窗口,进行重新配置数据库连接。

程序流程图如图1所示。

3 代码实现

(1)新建一个动态链接库,然后添加一个Form命名为Frm Sysconfig,界面如图2所示。

(2)在配置窗口显示时读注册表配置信息代码:

(5)在主程序代码中首先检查注册表中是否有配置信息,有则读取连接数据库,无则调用动态链接库配置窗口进行配置。

4 结语

介绍了利用注册表保存数据库连接信息,并将数据库配置窗口封装为动态链接库,这样应用起来非常灵活,界面友好,可以供多个程序直接使用。

参考文献

[1]王珊,陈红.数据库系统原理教程.北京:清华大学出版社,2000.

[2]李存斌,汪兵.Delphi深度编程及其项目应用开发.北京:中国水利水电出版社,2002.

[3]刘艺.Delphi面向对象编程思想.北京:机械工业出版社,2003.

远程无线数据采集系统的设计 篇2

关键词：远程通信,无线通信,数据采集,Zigbee

本论文主要结合远程无线通信技术, 对远程无线数据采集系统进行设计研究, 以期从中能够找到合理可靠的无线数据采集及远程无线通信系统的设计模式, 并以此和广大同行分享。

1 系统总体设计

为了使本论文所研究的远程无线数据采集系统更具有针对性, 这里选用Zigbee技术作为远程无线通信的核心技术, 具体应用场合是实现对电力塔的环境参数实现远程无线采集与传输。

(1) Zigbee技术概述。

Z ig b ee的基础是I EE E 80 2.15.4, 这是I E E E无线个人区域网 (P e r s o n a l A r e a Network, PAN) 工作组的一项标准, 被称作IEEE802.15.4 (Zigbee) 技术标准。Zigbee主要应用在短距离范围之内并且数据传输率不高的各种电子设备之间。其典型的传输数据类型有周期性数据 (如传感器数据) , 间歇性数据 (如照明控制) 和重复性低反应时间数据 (如鼠标) 。根据Zigbee联盟目前的设想, Zigbee的目标市场主要有PC外设 (鼠标, 键盘, 游戏操控杆) , 消费类电子设备 (TV、VCR、CD、VCD、DVD等设备上的遥控装置) , 家庭内智能控制 (照明, 煤气计量控制及报警等) , 玩具 (电子宠物) , 医护 (监视器和传感器) , 工控 (监视器、传感器和自动控制设备) 等非常广阔的领域。

(2) 系统总体结构与功能设计。

在每个电力塔上安装一个基于Zigbee技术嵌入式无线数据采集模块, 该嵌入式无线数据采集模块可以采集该电力塔周围环境的温度, 风力, 图像等数据, 通过基于Zigbee技术的RF无线收发网络将数据无线发送给下一个电力塔上安装的嵌入式无线数据采集模块, 以中继的方式, 传送给第三个电力塔上的嵌入式无线数据采集模块, 一直传到监控系统的控制主机。这样, 维护人员从后台中心的电脑上就能得到终端采集模块所采集的数据, 能够及时了解所需监控的电力塔周围环境的温度, 风力和电线是否完好的情况, 以达到监护整个电力传输系统的目的。

在本系统中, 无线数据采集模块主要由传感器模块、处理器模块、ZigBee模块和电源模块四部分组成的。传感器模块 (包括数字温度传感器及其驱动接口电路, 摄像头及其接口电路) 负责电力塔区域内温度和图像的采集和数据转换;处理器模块 (微控制器) 负责控制整个传感器节点的操作, 存储和处理本身采集的温度数据图像数据以及其他节点发来的数据;ZigBee模块用于接收和发送无线信号, 与无线传感器网络终端节点进行无线通讯, 主要包括射频和基带两部分, 前者提供数据通信的空中接口, 后者主要提供链路的物理信道和数据分组;电源模块为传感器节点供电, 通常采用微型电池。微控制器作为传感器节点运转的“心脏”, 在上面运行着嵌入式系统软件, 从而对另外三个单元的工作进行控制。

2 基于Zigbee技术的远程无线数据采集系统的实现

2.1 无线数据采集模块的设计实现

由于环境参数一般数据的变化较为缓慢, 所以系统对数据实时性的要求并不是很高, 为减小网络资源利用冲突, 本系统采用轮询的方式进行数据采集。采集模块定时向下位机发送查询包, 下位机转发给各个控制器, 控制器返回相应的传感器数据和设备状态。

系统设计中为避免每次读取数据库中配置信息来获取下位机及设备等的信息, 在内存中建立了树形的数据结构, 可方便的定位到某设备的信息以便执行相应处理。轮询过程中, 模块首先按照树形结构的监控区域轮询该区域内传感器温湿度参数, 计算该区域的平均温湿度值, 作为虚拟的传感器温湿度值存入数据库中。然后模块继续轮询各设备状态, 获取最新的设备状态。

数据采集与控制模块作为后台线程运行, 保证前台与后台的分离。服务器通过以太网与各下位机进行通信, 一般设置下平均每60秒执行一次数据采集, 所以运行过程中服务器与客户端的通信较为频繁。另外, 电力塔环境参数的数据包大小一般都较小, 对带宽的要求也较小。基于以上应用特点, 本系统采用TCP作为传输层协议, 并通过建立sockct来连接服务器和下位机。由于频繁的打开、关闭socket连接会降低系统效率, 而一个应用系统中下位机的数目不会很大, 局域网条件下完全可以胜任所有下位机同时连接的情况, 所以系统采用保持连接的Socket进行通信。服务器启动时根据下位机IP地址等配置信息连接各个下位机, 然后运行过程中时钟保持连接, 遇到意外断开后则通过尝试重连来恢复。上位机保存每个已经建立的套接字并在内存中与相应的下位机的配置信息相对应, 以便在向不同下位机发送指令时能准确找到对应的Socket。

2.2 无线通信传输机制的实现

连接建立的流程是, 主控节点首先广播地址码, 选择特定的终端并发送采集命令, 数据终端返回包括其地址信息的确认帧并执行采集并存储数据;主控节点接收到确认帧后, 提取地址等有用信息进行验证, 若验证通过, 则点对点连接建立;若验证未通过, 则尝试重新建立连接的操作。

连接建立后, 开始进行数据传输。数据传输方式是基于一种“反馈重发协议”的思想:待传输的数据帧按先后顺序附加上帧号, 数据终端收到主控节点的数据请求后每发送一个数据帧, 即等待主控节点的应答:主控节点接收到这一数据帧后, 把实际帧序号与期望帧序号相比较, 并进行纠错码校验, 如果验证通过, 则返回数据确认帧, 并要求数据终端传输下一数据帧;如果验证未通过, 说明数据发送错误, 则返回出错重传帧, 要求主控节点重传该帧;如果收到数据确认帧, 则继续传送下一数据帧, 直到传输结束。如果传送超时或者出错超过三次, 即放弃传送并报告错误。

3 结语

本文主要探讨了基于ZigBee技术实现的远程无线数据采集系统, 给出了系统实现远程无线数据采集和数据传输的实现方案, 并重点分析了数据采集模块和无线传输模块的设计与实现, 对于应用在不方便实现有线网络实施数据采集和传输, 以及远程无线数据传输的应用场合具有重要的参考借鉴意义。更加完善的远程无线数据传输系统还有待于广大通信技术工作人员的共同努力才能够最终实现远程无线通信技术的广泛应用。

参考文献

[1]马明建.数据采集与处理技术[M].西安:西安交通大学出版社, 2005.

远程无线连接数据库 篇3

目前LTE、Wi-Fi、蓝牙和Wireless HD (由LG、松下、NEC、三星电子、索尼以及东芝公司组成的60GHz“毫米波”技术联盟) 等的设备都需用无线方式充电, 然而目前移动设备的物理连接器在坚固性和工业设计方面还不够完美。

作为智能毫米波无线通信技术先驱者之一的美国Si BEAM公司近日宣布, 在毫米波段开发出名为“Si BEAM Snap”的超高带宽无线连接技术。其推出的Si BEAM Snap技术, 被国外媒体广泛报道, 并被称为革命性技术, 该技术可以替代在智能手机、平板电脑、二合一笔记本电脑、运动摄像头、无线底座、销售终端等各种设备中的物理连接器。在耐用性和防护性能提高的基础上, 因取消了物理连接, 从而实现完全无线化。这样设备制造商就可为消费者提供更薄、更轻、更精致的移动设备, 保护其免受水气、泥土和灰尘的损伤, 并可以在任何场所自由使用。Snap技术在今年的CES上已有相关展示。

无线充放电已经成为智能手机和平板电脑的重要功能, 而Si BEAM Snap技术则提供了最理想化的形态。若Si BEAM Snap技术和无线充电功能并用, 在数据或视频传输及移动设备充电之时, 完全替代了USB、HDMI、Display Port (高清数字显示接口) 等连接器, 这意味着移动装置从连接器中得到解放。

Si BEAM Snap技术具有众多功能及优点:安全、双向的超高带宽无线链路;提高了耐久性、坚固性和防护性能, 可在任何地方使用;最大可达12Gbit/s数据传输速率, 适应了当前和下一代网络的速度连接需要, 令4K超高清视频流传输成为可能;不需软件驱动程序;先进的工业设计, 实现了真正意义上的全无线化设备;在信号质量和EMI“抗电磁干扰”设计方面, 满足了超高带宽的物理连接要求。

据悉, Si BEAM公司即将推出SB6212 Snap发射机和SB6213 Snap接收机。SB6212和SB6213的主要功能是对应于USB2.0、USB3.0、I2C (内部集成电路) 的各种接口的芯片解决方案, 可代替USB A Type、Type B、Type C、Micro USB等连接器。

远程无线连接数据库 篇4

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

[1]王修强, 周新志.基于GPRS无线数据传输系统的设计与实现[J].中国新通信.2010 (9) .

[2]郭丰, 严冬春.三峡库区水土流失与面源污染自动监测系统[J].中国水土保持.2010 (10) .

[3]张帆, 刘亮.基于无线传输技术的长江水上安全预警系统研究[J].交通科技.2009 (2) .

远程无线连接数据库 篇5

1 系统总体结构及硬件设计

1.1 系统结构

如图1所示,系统分为主机和从机两部分,从机将从传感器上采集的数据通过无线收发单元发送给主机,主机收到数据后,将其在显示单元显示并存储到存储器理。除此之外,主机模块还含有GSM短消息单元,通过该单元可以实现主机与GSM网内手机的短消息通信。GSM网手机用户可以通过短消息提出查询请求,主机收到短消息的请求后进行相应的处理,最终以短消息的形式回复该查询请求。另外,主机可以事先设定所采集数据的临界值,当达到该值时主机会向事先设定好的手机号码发送报警短消息,从而达到报警和远程监测的目的。

1.2 系统主要芯片的选择

系统的主控芯片采用Cygnal公司的C8051F020单片机,该单片机采用高速8051微控制器内核,速度可达25 MIPS,具有8个I/O口,5个通用定时器,5个捕捉/比较模块及专用看门狗定时器,可同时使用SMBus,SPI及2个UART串口,内置64 KB高速存储器。模拟外设方面,芯片具有1个12位ADC,1个8位ADC,2个12位DAC及2个模拟比较器[1]。芯片内部的这些数字和模拟外设将使系统的设计更加简单,集成度更高。

无线收发单元采用PTR8000无线收发模块[2,3,4,5]。PTR8000是高性能嵌入式无线收发模块,它的核心芯片是挪威Nordic VLSI ASA公司的nRF905。具有可选频道多,功耗低,抗干扰能力强的优点,其特性如下:433/868/915 MHz多频道多频段,1.9~3.6 V低电压工作,待机功耗2 μA;超小体积,内置环形天线,性能稳定,对电源不敏感,传输距离更远;最大发射功率+10 dBm,高抗干扰GFSK调制。可跳频通信,数据速率可达50 Kb/s;有独特的载波检测、地址匹配、数据就绪等输出;内置完整的通信协议和CRC,通过SPI接口可以方便地完成所有的无线收发传输,使用简单[6]。

GSM短消息单元,采用SIEMENS公司的GSM无线通信模块TC35i,为其搭建外围电路,构成一个GSM MODEM,微控制器通过串口与其进行通信,控制其工作[7,8,9,10]。GSM MODEM模块电路简图如图2所示。

系统采用128×64点阵液晶显示模块作为显示单元,键盘采用4×4键盘,显示模块支持汉字显示,可以更好进行人机交换,使用者可以更容易、直观地和系统进行信息交互。

存储器部分,因为系统选用的C8051F020微控制器内置64 KB高速存储器,对于一般数据量的存储已经足够。但是,考虑到特殊情况,系统还是设计了外部扩展存储器。外部存储器采用Ramtron公司的一款低电压铁电存储芯片FM24C512。其工作电压为2.7~3.6 V,适合在低功耗的单片机系统中应用。由于采用了铁电体技术,该芯片的数据交换速度极高,数据线可以支持的频率最高达到1 MHz,因此微控制器向FM24C512写入数据时一般无须加延时,并且使用寿命没有限制。系统主机电路简图如图2所示。

2 系统软件设计

2.1 系统工作流程

系统分为主机和从机。主机只有一个,从机数量可以为一个,也可为多个。在整个系统中,无论主机还是从机都有惟一地址表明其各自的身份。系统上电后,根据事先设定的时间,不同的从机会按时向主机发送采集的数据(发送时间间隔根据不同的应用场合可以事先设定)。主机收到数据后,将数据及其所属地址实时的显示在液晶显示模块上,并将其存储到存储器里。

在系统无人值守状态,可以事先通过键盘和液晶显示模块等设备对主机其进行设置,设定报警阈值、报警人的手机号码等信息。当采集到的数据到达或超过阈值时,主机会通过GSM模块向预先设定的手机号码发送报警信息,并在液晶显示模块上显示报警标识。除此之外,任何GSM网手机用户都可以通过短消息的形式向GSM模块提出数据查询请求,GSM模块收到请求后将其送给微处理器进行处理,最终将所查询的数据以短消息的形式回复给查询者,从而达到在无人值守情况下的远程监测和报警的目的[7,9,10]。

2.2 系统的软件设计

根据上述系统工作流程,系统在软件设计上主要分为数据的无线传输、存储和GSM短消息的远程监测及报警两部分。其中,数据的无线传输、存储涉及主机和从机,而GSM短消息的远程监测及报警只涉及到主机。

考虑到野外应用,系统可能长期使用而很少有机会维护,从而对系统在传输可靠性和功耗上提出了较高的要求。所以,在数据无线传输的软件设计上,采用定时发送数据的方法,不同从机按照事先设定的时间间隔进行数据的发送,发送完毕并收到主机的回复信息后,从机进入待机模式。这样就保证了从机工作的大部分时间处于待机模式,有效地节约了电能。数据传输的可靠性方面,系统采用了主从响应式传输机制,主机收到数据后进行数据和校验,然后向从机发送数据正确或错误的回复信息,如果从机收到了数据错误的回复信息或没有收到回复信息,从机将重新发送上一次的数据直到收到正确的回复。

远程监测及报警的设计,由TC35i及其外围电路构成的GSM模块通过单片机串口中断提出处理要求,当GSM模块收到短消息后会马上触发串口中断提出请求,单片机会在中断服务程序里对其进行处理。当需要发送报警信息时,单片机通过串口和GSM模块进行通信并最终完成报警短消息的发送。系统整体软件设计流程图如图3所示。

3 结 语

随着工农业现代化的不断发展,以及新技术的不断产生,无线数据采集和远程监测技术正在进入一个高速发展的阶段。该系统为无线数据采集和远程监测的通信系统提供了一个新颖实用的解决方案。系统能够监测实时参数,当某一项或多项参数出现异常时,处理器调用报警程序通过GSM模块发送报警信息。通过使无线收发模块处于待机状态,有效地降低了模块的功耗。由于该系统采用了短距离无线通信技术,而无须关心数据是如何具体传送的,因此,很多基于有线通讯的类似系统很容易就被该系统所替代。该模块单元有较强的可移植能力,通过更换测量单元传感器的类型,可以应用于工业数据采集、环境监测、海洋石油、无线抄表、智能小区、安防、智能家电等领域。

参考文献

[1]Silicon Laboratories.C8051F02X Development Kit User′sGuide[Z].

[2]高吉祥,张兴华.基于PTR8000的无线数据采集系统[J].长春工程学院学报:自然科学版,2007,8(2):73-76.

[3]顾娟娟,李建清,邹留华.基于nRF905的无线数据通信系统的设计[J].电子器件,2008,31(2):529-532.

[4]张武.无线通信模块PTR8000在温室环境监测中的应用[J].农业网络信息:研究与开发版,2007(2):29-32.

[5]李鹏,吕亮,谢仁宏.基于nRF905的无线数据传输设备设计[J].电子工程师,2007,33(3):28-31.

[6]讯通科技.PTR8000使用说明书[Z].

[7]张宏伟,王新环,张伟,等.基于TC35i的远程温度监测系统设计[J].国外电子元器件,2007(3):13-16.

[8]周艳丽,魏宗寿.利用TC35i和PC机实现短消息的收发[J].现代电子技术,2007,30(15):188-190.

[9]王书伟,张茜萍.基于AT89S52与TC35i实现的短信息处理系统[J].信息技术与信息化,2007(3):31-33.

远程无线连接数据库 篇6

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

[1]钮丽琴.工控编程语言IEC61131-3在数据采集传输仪中的应用[J].宁波职业技术学院学报, 2013 (5) .

[2]赵震奇.Free RTOS在数据采集传输系统中的设计与应用[J].宁波职业技术学院学报, 2013 (6) .

[3]王晓鑫, 廖晓文.基于FPGA的Ethernet Powerlink技术的实现[J].广东石油化工学院学报, 2013 (1) .

远程无线连接数据库 篇7

1 硬件系统构成

远程数据传输主要为了实现控制系统的远程监控和远程数据处理与分析,为了实现远程数据传输的需求,不仅需要数据采集系统还需要相应的远程数据传输通信系统的支持。本设计使用FPGA芯片作为主控芯片在其中使用SoPC技术构建一个NiosⅡ微处理器作为控制器完成数据传输控制。由3G无线数据传输模块完成无线数据传输,由于模块的接口为RS232协议接口[5],所以在NiosⅡ微处理和3G无线数据传输模块之间需要在FPGA芯片上设计满足3G无线数据传输模块协议要求的UART接口电路,再结合RS232协议电平转换电路即可实现两者之间的电气连接。

1.1 Nios II系统资源的构建

运用SoPC Builder工具,在系统中通过IP核,分别使用NiosII Processor、On-Chip Memory(RAM or ROM)、Avalon-MM Tristate Bridge、JTAG UART、Flash Memory(CFI)和SDRAM Controler核构建以上资源。根据外围接口的具体存储器型号选择Flash Memory(CFI)和SDRAM Controler的具体参数。

1.2 3G模块接口电路的构建

该部分电路同样使用软核的方式在同一片FPGA中实现。电路构成如图1所示。

如图1,在FPGA芯片上使用UART软核构造一个同时包括RTS和CTS信号的异步串行口。UART1的UART_RXD和UART_TXD为与3G模块进行数据传输的数据接收和数据发送引脚,引脚UART_RTS在发送数据前输出有效信号(低电平),请求数据发送给3G模块,3G模块通过UART_CTS应答控制器允许其发送数据或命令,完成数据发送的握手,同时UART_CTS信号还可以用于检测3G模块是否在线。

2 3G模块初始化实现

3G数据传输模块是3G无线通信网的一个调制解调器,上电后需要对其进行初始化,根据实际需求的不同初始化的流程也是不同的,从而实现的功能也就不同,所以需要根据远程数据传输的需求进行相应流程的初始化。

2.1 3G模块控制命令的发送

根据3G模块的通信协议,得知其控制命令的发送使用异步串口实现,指令形式为ASCII码字符串,并且以回车换行为结束符。所以在设计3G模块命令发送功能时为了充分提高代码利用率,只是将AT指令码进行字符串预处理,即在原有AT指令的字符串后增加“r”和“n”两个字符构成AT指令命令字符串。发送使用通用的串口数据发送函数实现,该函数原型为void Uart1_send_n(unsigned char*ptr,unsigned char n)。模块在上电初始化过程中不但需要使用AT指令进行初始化,而且该模块还会回送一些相应的状态字符串来告知主控设备的当前设备或指令执行状态,如上电时模块会回送COM_READY和^DEEI:0状态信息。每个指令发送后,会送一个OK以示确认接收正确,并且其每回送一个状态字符串其前后都含有回车换行“r”和“n”两个字符。所以根据该特点设计了3G模块命令回送码读函数void G3readCommand(unchar*cm),该函数指令流程如图2所示。该函数每次执行都读取一个夹在两对回车换行之间的一个字符串。

2.2 3G模块初始化过程

3G模块初始化过程主要调用2.1节所设计的相关函数,根据TCP/IP数据服务应用的初始化需求完成的具体初始化流程如图3所示。

系统上电,在完成串口的初始化后,开始3G模块的初始化。由于系统刚上电,3G模块可能还没有启动成功,所以需要通过串口读取其上传的状态信息。当3G模块上电启动后可以接受AT指令时,它将上传两条状态信息,分别是“COM_READY”和“^DEEI:0”,所以当系统读到“^DEEI:0”信息时才可以向3G模块发送指令,开始对其初始化。首先需要取消3G模块的自动休眠,而且要及时取消,否则其上电启动后几秒钟之内就会进入休眠状态,其不再能够接受AT指令,从而无法完成3G模块的初始化等工作。因此读到“^DEEI:0”信息之后,立即通过串口向其发送AT指令“T^DSLP=0,0”即可。为了保证3G模块的数据通信的正确性,使用CRC校验方式进行串口数据校验,通过发送“AT+CRC=1”指令开启3G模块的CRC校验功能。之后完成一系列的上报设置后,即可进入3G模块的开机设置。开机设置主要使用AT指令“AT+CFUN=5”、“AT+CFUN=1”和“AT+COPS=0”完成SIM卡和协议栈的激活,以及网络的注册。在注册了网络之后,使用指令“AT+CGDCONT=1,"IP","CMNET",,0,0”设置网络服务模式为CMNET,为后续的数据服务做准备。下面依次使用相应的AT指令完成向网络申请下载上传的带宽、激活TCP/IP应用任务和拨号的工作。最后使用“AT^DIPSTART=1,xxx.xxx.xxx.xxx,yyyyy”与远端服务器xxx.xxx.xxx.xxx端口yyyyy建立连接,该AT指令的第一个参数1表示现在是以TCP协议进行连接请求,如果为数字2则为以UDP协议与服务器进行数据通信。最后一条指令为数据通信开始,参数为发送数据长度,其必须小于4 096。在此之后该3G模块就按照以上初始化的工作方式进行工作,所有通过串口连续送往该模块的数据都将被3G模块以TCP(或UDP)方式进行数据发送,不再接收AT指令。值得注意的是在此情况下如何退出数据发送模式返回AT指令接收模式。当用于接收数据的通信接口(串口)超过100 ms没有收到任何字节且之后连续收3个“+”字符(即“+++”字符串)时,其退出数据传输模式,进入AT指令模式。

3 数据发送与接收实现

在完成了3G模块的初始化,进入数据传输模式后,即可开始使用3G模块进行应用层数据通信。要想完成应用层数据通信,还必须制定相应的应用层通信协议,在客户端系统上编写数据收发程序使用制定的相应应用层协议进行数据收发,同时在服务器端同样必须编写相应的通信和处理程序完成对客户端的数据收发和处理(包括显示和指示)。下面使用电力系统数据采集的应用背景对这三方面进行介绍。

3.1 应用层数据通信协议

应用层数据传输,主要应该定义相应的包格式,根据不同的包格式进行不同的数据传输和数据应用。接收端根据接收的不同数据包进行不同的数据处理和功能控制。数据包主要可以分为先好协调包、指令包和应用数据包。每个包中定义相应的包类型字段、包长度字段、包内容字段、包校验字段以及包尾标志。包内容字段长度因不同的包类型不同,还可以细分不同的子字段。本文设计的电力系统参数采集装置的协调包主要完成客户端(NiosII系统端)与服务器端数据发送与接收的协调调度工作,包括客户端的IP地址的获取,客户端数据发送的轮询协调等。指令包主要实现客户端控制,客户端根据服务器传输的不同控制指令进行用户用电设备的电能供给和报警控制等。数据传输主要实现客户端监测的数据的上传和服务器对客户端的运行参数的配置。

3.2 NiosII系统数据收发

在NiosII系统中,根据应用层数据通信协议和3G数据传输的特点,使用C语言进行编程,完成数据收发。数据发送的过程如图4所示。3G模块作为数据传输终端,通过串口与NiosII系统进行数据交换。NiosII系统中的程序主要是针对串口的数据收发设计的。电力参数有很多,有基本的电压、电流、相位、功率等基本信息,也有谐波、简谐波和实时波形数据等细节信息。信息数据有整数类型也有实数类型。本文在数据传输时统一使用同一种数据格式,即16位整数形式进行传输,因此需要进行实数/整数转换。在数据发送之前NiosII系统首先需要从存储器中读取数据采集系统采集到的电力参数数据,之后将读取到的参数数据根据不同类型进行数据拆分和数据转换,再根据应用层协议进行数据封包。最后根据当前服务器请求状态进行数据发送。数据包的发送使用串口数据发送函数void Uart_send_n(SramBuf,num)实现,其第一个参数为协议数据包存储地址,第二个参数为协议数据包总字节数。NiosII系统中的3G数据接收使用中断方式实现,当系统中接收到3G模块发送过来的串口数据时,中断系统自动响应并调用void Uart_ISR(void*context)进行数据读取,之后根据应用层数据通信协议进行解包和功能识别与应用。

3.3 远程终端数据收发

远程终端即服务器端主要实现对NiosII系统端的参数、数据的显示和存储以及工作参数配置与控制。服务器端软件主要包括系统界面设计和通信程序设计。本系统软件使用C/S结构,服务器使用固定IP地址,使用Socket编程模式实现,设备终端(即客户端,NiosII系统端)在工作过程中向服务器提出连接请求,建立连接后,服务器端作为数据传输的控制端,根据实际用户的软件界面上的操作选择某设备终端与服务器端进行数据实时交换、显示和存储。如果系统需要实时保存每个设备终端的电力参数,在建立连接之后即开始数据传输,界面操作只是进行显示切换。不过由于电力参数多,如果用户设备终端较多,则系统服务器压力会比较大。服务器端应用程序可以根据不同的应用需求进行具体设计,实现具体功能。图5是实现的电力参数数据远程采集系统的一个原型系统软件界面。包括文本数据信息的显示,图形矢量信息和波形信息的显示,同时包括各种与电力参数相关的功能界面以及参数设置和控制界面。有效地实现了供电或大功率用电场合的供电参数采集及远程监控。

本3G无线网络数据传输系统使用SoPC技术在FPGA上建立一NiosII处理器,根据3G无线网络数据传输应用的需要设计NiosII控制程序,实现了通过3G模块的远程数据传输功能。设计中,针对3G模块的特点设计数据收发程序、模块初始化程序和数据应用层通信协议,为系统的远程数据传输的实现提供了一种相对通用的方法,易于实现各种远程数据传输的应用系统开发。本系统通过实地试验证明系统结构合理,实现灵活,充分满足实际需求,系统运行稳定。Nios II处理器作为本接口电路的主控芯片,既简化了程序设计,又提高了系统性能和开发效率,而且易于升级换代。

参考文献

[1]谢兵,许金彤.基于3G网络的输电线路防外力破坏智能视频监控系统研究[J].华东电力,2010,38(11):1729-1731.

[2]YIANNACOURAS P,STEFFAN J G,ROSE J.Explorationand customization of FPGA-based soft processors[J].Com-puter-Aided Design of Integrated Circuits and Systems,2007,26(2):266-277.

[3]周润景,图雅,张丽敏.基于QuartusII的FPGA/CPLD数字系统设计实例[M].北京:电子工业出版社,2007.

[4]胡继胜,李洪.基于SoPC/Nios II的信号发生器设计与实现[J].电子技术应用,2011,37(6):91-94.