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本篇文章主要研究了GPRS網(wǎng)絡在智能稱重儀表數(shù)據(jù)中心的實現(xiàn)過程和設計。以手機GPRS網(wǎng)絡為載體，通過GPRS網(wǎng)絡進行遠程控制，為監(jiān)控者的監(jiān)控和設備維修提供了很大的方便。文章著重從智能稱重控制儀表的動態(tài)域名解析、端口映射、pdu模式三個方面進行了設計和實驗。

儀表系統(tǒng)總體設計方案

該系統(tǒng)主要由智能稱重儀表、GPRS模塊（ ＭＣ５５） 、GPRS／Internet網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)管理程序四部分組成。工作流程大致如下：

通信過程的第一步是：建立數(shù)據(jù)中心和儀表之間的通信鏈路。數(shù)據(jù)中心類似服務器端；儀表端即客戶端向服務器請求連接，連接建立后客戶端主動發(fā)送自己的注冊碼（每個客戶端的注冊碼不同）給服務器，這樣就建立起了通信鏈路。

其次是數(shù)據(jù)的傳輸，我們可以通過這個鏈路發(fā)送和獲取儀表的相關信息。數(shù)據(jù)傳輸過程如下：數(shù)據(jù)由稱重儀表送給GPRS模塊，模塊發(fā)送給GPRS網(wǎng)絡，再通過網(wǎng)關節(jié)點ＧＧＳＮ傳遞給Internet網(wǎng)絡，處在Internet上的數(shù)據(jù)中心收到來自儀表端的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)中心到達稱重儀表的流程和這個過程正好相反。

智能稱重儀表原理

此次設計是基于皮帶秤智能稱重儀表而設計的，儀表采用Ａｄｕｃ８３４芯片 ，芯片內(nèi)嵌Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器，與５１指令兼容，可產(chǎn)生大波特率加快數(shù)據(jù)傳輸速度，稱重儀表原理如下：

GPRS上位機實現(xiàn)

上位機程序是用ＶＢ語言編寫，采用ｗｉｎｓｏｃｋ控件作為GPRS模塊和數(shù)據(jù)中心的通信鏈路載體，根據(jù)ｗｉｎｓｏｃｋ的連接狀態(tài)參數(shù)，可以動態(tài)觀察到儀表是否在監(jiān)控中；后臺數(shù)據(jù)庫支持數(shù)據(jù)的隨時存儲，可以查閱歷史記錄，也可以保存當前記錄，并有當前時間顯示；設置了登錄權限；數(shù)據(jù)中心和客戶端的聯(lián)系不僅基于GPRS網(wǎng)絡而且也利用手機模塊自身的功能，如打電話或發(fā)信息通知客戶端上線；也可以發(fā)送控制手機模塊的ＡＴ指令控制客戶端。

１動態(tài)域名解析

域名解析就是將一個域名解析為一個動態(tài)的ＩＰ地址，每次在電腦ＩＰ地址發(fā)生改變時，軟件會自動將新的ＩＰ地址發(fā)送到ＤＮＳ服務器或者服務商提供的服務器上，對域名的解析進行修改。也就是當你再次訪問同一個域名的時候， ＤＮＳ服務器會自動連接變化了的ＩＰ地址。由于固定ＩＰ數(shù)量有限，且申請固定ＩＰ的費用較高，所以普遍用的都是動態(tài)ＩＰ，也就是每次掉線之后ＤＮＳ服務器分配給終端的是不同于上一次登陸的ＩＰ。而儀表跟數(shù)據(jù)中心通信時是用ＩＰ地址進行訪問的，讓這個變化的ＩＰ始終被捕捉到，域名解析就顯得很重要了。[page]

２端口映射

對動態(tài)ＩＰ的局域網(wǎng)里的一部普通主機來說，訪問任何一個網(wǎng)站都是可以的，可是外部網(wǎng)絡要訪問這臺計算機就不可能了，因為內(nèi)部的計算機ＩＰ地址年第３６卷第６期 ２０ 儀表采集通過皮帶秤上的物料產(chǎn)生的速度傳感器和重量傳感器的信號，對其進行放大、濾波后送入微處理器進行Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換，微處理器對其進行計算處理，得到通過皮帶秤的物料的重量值。數(shù)據(jù)從儀表傳送給GPRS網(wǎng)絡是通過ＲＳ２３２串口Ｐ３．０和Ｐ３．１進行發(fā)送和接收的。３ GPRS技術GPRS－Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ，通用無線分組業(yè)務，是一種基于ＧＳＭ系統(tǒng)的無線分組交換技術，提供端到端的、廣域的無線ＩＰ連接，以“分組”的形式傳送資料到用戶手上。由于使用了“分組”的技術，基本上可以實現(xiàn)２４小時在線；用戶總是在線且按流量計費，沒有數(shù)據(jù)傳輸不收費，大大降低了成本； GPRS的最大優(yōu)勢在于速度快，目前的ＧＳＭ移動通信網(wǎng)的傳輸速度為每秒９．６Ｋ字節(jié)； GPRS接入等待時間短，可快速建立連接，平均為２ｓ。 是自己定義的，局域網(wǎng)外部的訪問者無法識別，而實現(xiàn)內(nèi)部計算機被外部計算機訪問的方法就是端口映射。端口映射功能就是可以讓內(nèi)部網(wǎng)絡中某臺主機對外提供網(wǎng)絡服務，當用戶訪問提供映射端口主機的某個端口時，服務器將請求轉(zhuǎn)到內(nèi)部一提供這種特定服務的主機。利用端口映射功能可以將一臺公網(wǎng)ＩＰ地址機器的多個端口映射成局域網(wǎng)內(nèi)部不同機器上的不同端口。理論上可以提供六萬多個端口的映射。實現(xiàn)端口映射常用的方法有兩種：一、可以在網(wǎng)關上裝上端口映射軟件，給局域網(wǎng)內(nèi)計算機做端口映射；二、可以在寬帶路由器上做端口映射，現(xiàn)在一般的寬帶路由器都有這種功能。而第二種方法是對局域網(wǎng)內(nèi)任何一臺機器都是可以使用的。

３通信鏈路

上位機采用Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ編程， ＷＩＮＳＯＣＫ控件 Ｓ ｃｉｅｎｃｅ － Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＆ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 組， ＷＩＮＳＯＣＫ在信息的發(fā)送端和接收端建立了橋梁，發(fā)送信息和接收信息都很方便。設ａａ為字符串，則發(fā)送字符串為ｗｉｎｓｏｃｋ． ｓｅｎｄａｔａ ａａ，接收字符串為ｗｉｎｓｏｃｋ． ｇｅｔｄａｔａ ａａ。監(jiān)控ｗｉｎｓｏｃｋ的連接狀態(tài)ｗｉｎｓｏｃｋ． ｓｔａｔｅ可以很清楚的知道客戶端是否在線；Ｗｉｎｓｏｃｋ偵聽端口：Ｗｉｎｓｏｃｋ． ｌｏｃａｌｐｏｒｔ＝ＸＸＸＸＷｉｎｓｏｃｋ． ｌｉｓｔｅｎ則可以設定ｗｉｎｓｏｃｋ在用ＸＸＸＸ端口進行偵聽，以隨時接收客戶端的連接請求，然后分配空閑ｗｉｎｓｏｃｋ進行通信。在偵聽端口的選擇上，一定要選擇空閑可用的端口，不要和計算機本身系統(tǒng)發(fā)生沖突。

４ ＡＴ指令

這次設計采用的是ＳＩＥＭＥＮＳ公司的ＭＣ５５手機模塊，模塊通過ＲＳ２３２串口與單片機通訊，每種模塊都有自己特定的ＡＴ指令，主要用到的ＡＴ指令：

４．５短信的pdu模式

如果沒有建立通信鏈路，而我們又想對遠程稱重儀表進行訪問，我們就可以使用短消息方式進行通信。短消息有Ｔｅｘｔ和pdu兩種模式。使用Ｔｅｘｔ模式收發(fā)短信代碼簡單，實現(xiàn)起來十分容易，但最大的缺點是不能收發(fā)中文短信； pdu模式不僅支持中文短信，也能發(fā)送英文短信。 pdu模式收發(fā)短信可以使用３種編碼： ７－ｂｉｔ、８－ｂｉｔ和ＵＣＳ２編碼。 ７－ｂｉｔ編碼用于發(fā)送普通的ＡＳＣＩＩ字符， ８－ｂｉｔ編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息， ＵＣＳ２編碼用于發(fā)送Ｕｎｉｃｏｄｅ字符。pdu碼一般由十三項組成：
Ａ：短信息中心地址長度， ２位十六進制數(shù)； （為Ｂ和Ｃ的長度之和）
Ｂ：短信息中心號碼地址類型， ２位十六進制數(shù)；
Ｃ：短信息中心號碼； （其中短信息中心號碼長度為１１位，末位加Ｆ，從左數(shù)每兩位交換位置構(gòu)成Ｃ段的內(nèi)容）
Ｄ：文件頭字節(jié)， ２位十六進制數(shù)；
Ｅ：信息類型， ２位十六進制數(shù)；
Ｆ：被叫號碼長度， ２位十六進制數(shù)； （包括６８及號碼長度）
Ｇ：被叫號碼類型， ２位十六進制數(shù)，取值同Ｂ；
Ｈ：被叫號碼，長度由Ｆ中的數(shù)據(jù)決定； （構(gòu)成方式同第Ｃ段）
Ｉ：協(xié)議標識， ２位十六進制數(shù)； （ ００點對點）
Ｊ：數(shù)據(jù)編碼方案， ２位十六進制數(shù)； （ ０８為ｕｎｉ－ｃｏｄｅ編碼）
Ｋ：有效期， ２位十六進制數(shù)； （ ＦＦ有效期最長）
Ｌ：用戶數(shù)據(jù)長度， ２位十六進制數(shù)； （每個字符為兩個字節(jié)） ＡＴ指令 格式 功能 
Ｍ：用戶數(shù)據(jù)，其長度由Ｌ中的數(shù)據(jù)決定。 （ Ｊ中 網(wǎng)絡 ＡＴ＾ＳＩＣＳ ＡＴ＾ＳＩＣＳ ＝ｃｏｎＰｒｏｆｉｌｅＩｄ， ｃｏｎＰａｒｍＴａｇ， ｃｏｎＰａｒｍＶａｌｕｅ網(wǎng)絡連接設置ＡＴ＾ＳＩＳＳ ＡＴ＾ＳＩＳＳ＝ｓｒｖＰｒｏｆｉｌｅＩｄ， ｓｒｖ０８設定采用ＵＣＳ２編碼）按此結(jié)構(gòu)構(gòu)建pdu碼即可發(fā)送任何形式的消息。

結(jié)束語

GPRS網(wǎng)絡應用在智能稱重儀表中，解決了數(shù)據(jù)的無線傳輸問題，在惡劣條件下只要有手機信號的區(qū)域都可以使用；受干擾小，資費低廉；數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性也得到了解決；對監(jiān)控煤礦產(chǎn)量提供了很大的便利。

參考文獻：

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