基于GPRS和组态王的水文测报系统的设计

文章摘要：2．2 GPRS通信模块设计 GPRS系统数据传输速率快，而且覆盖范围广，能方便和Internet连接。GPRS网络一般使用GPRS外置Modem或是使用GPRS无线模块。前者一般由GPRS模块、SIM卡、RS232接口、电源等组成，由于该系统安装在野外，电源供电，系统稳定等因素制约，所以选择后者。GPRS模块与控制器之间的通信主要通过串口发送AT指令。 为了保证数据传输的稳定和安全，GPRS网络通信协议起到非常关键的作用。GPRS系统采用IP网络结构，支持TCP／IP协议一分为应用层、传输层、网络层、物理层等，本系统的协议主要在传输层的TCP协议和UDP协议中。TCP协议数据包格

基于GPRS和组态王的水文测报系统的设计,标签：电路设计,http://www.88dzw.com
2．2 GPRS通信模块设计
    GPRS系统数据传输速率快，而且覆盖范围广，能方便和Internet连接。GPRS网络一般使用GPRS外置Modem或是使用GPRS无线模块。前者一般由GPRS模块、SIM卡、RS232接口、电源等组成，由于该系统安装在野外，电源供电，系统稳定等因素制约，所以选择后者。GPRS模块与控制器之间的通信主要通过串口发送AT指令。
    为了保证数据传输的稳定和安全，GPRS网络通信协议起到非常关键的作用。GPRS系统采用IP网络结构，支持TCP／IP协议一分为应用层、传输层、网络层、物理层等，本系统的协议主要在传输层的TCP协议和UDP协议中。TCP协议数据包格式相比UDP要复杂，而且在建立连接时需要进行3次握手，但它可以提供保证传输数据的可靠性，而UDP协议数据包的格式比较简单，但是它的数据传输可能存在误码现象，所以选择TCP协议作为系统的传输层协议。
    TCP通过进程间的连接提供端到端的可靠数据传输，它提供错误检测和故障恢复机制。TCP所传送的数据单元称为TCP数据包。TCP数据包用于建立连接、传送数据、发送确认提供窗口大小信息和关闭连接等。TCP对所接收到的信息会及时予以确认，TCP数据包可分为TCP包头和来自应用层的数据二部分。
    TCP采用三步握手的方式来建立连接。发送侧首先发送一个SYN标志位的TCP数据包请求连接，接收侧通过包含SYN标志位的ACK数据包予以确认，发送侧在接到ACK数据包后，回送包含SYN标志位的ACK数据包到接收侧，连接建立完成。
    本模块采用了华荣公司的GW1000KC-3无线通信模块，该模块体积小，使用方便，具体特点如下：ISM频段，16个频道可选；发射功率16～33 dBm可调；多种设置模式：可以指令设置模块工作频道、发射功率、接口波特率，校验模式等；透明数据传输，所收即所发传输模式；多种接口方式：TH／RS232／RS485；天线保护处理：支持天线未接情况下发射60 s以上数据(发送间隔100 ms)；可以软件控制待机状态，即用节电模式。

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2．3 系统组成
    结合以上分析结果，本系统分别由传感器、系统终端、GW1000KC-3无线模块以及PC机组成，系统硬件连接图如图3所示。具体如下：传感器通过两线制接法，传感器输出4～20 mA DC输出，将信号传输给系统终端，系统终端接收到信号后显示出来，PC机利用串口通讯发送对应指令，采集到的数据通过RS232传给无线模块GW1000KC-3，后经天线发送出去，通过GPRS无线网络另一端接收到数据后经RS232将数据上传给PC机。期间，可通过PC机发出对应指令对系统终端以及GW1000KC-3无线模块进行参数等设置，方便可靠。

3 组态王监控系统设计
    组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层3个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。
    利用组态王的特点开发的水库水文测报系统的监控系统，从监控中心窗口可以实时观测水库的主水位、库容量、流量、系统监控状态、水位实时趋势曲线以及查看历史水情报表等。通过与实际硬件连接调试，系统采集显示准确、稳定。

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