配料秤儀表無線通信論文
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一、系統(tǒng)總體構(gòu)架
工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需要對(duì)配料秤儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但由于配料秤設(shè)備安裝在不同的車間，分布范圍廣且大多分布在環(huán)境惡劣的車間中，對(duì)儀表數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集存在難度。本課題設(shè)計(jì)的基于無線通信技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的完成配料秤儀表的參數(shù)讀取、參數(shù)設(shè)置、重量信號(hào)采集等功能，將有用信息傳往監(jiān)控中心上位機(jī)服務(wù)器，這樣即縮短配料秤故障處理時(shí)間也提高工作效率。這種通訊方式具有傳輸距離不受空間約束、連接方便可靠、數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸穩(wěn)定等好處。SMS（短信息）方式具有安全可靠、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)，作為GPRS網(wǎng)絡(luò)的切換模式共同完成配料秤儀表遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，本課題中GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸終端采用SIEMENS內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧的GPRS模塊MC55。
1.1GPRS傳輸方式介紹
配料秤儀表的GPRS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要由以下部分組成：監(jiān)控計(jì)算機(jī)、無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)以及稱重儀表（帶無線數(shù)據(jù)傳輸芯片MC55）。稱重儀表采集傳感器的稱重?cái)?shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)封裝后經(jīng)串口RS-232發(fā)送到無線數(shù)據(jù)傳輸芯片MC55，MC55將發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行TCP/IP打包封裝傳送到Internet網(wǎng)絡(luò)中，監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)通過Internet網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行析取得到有用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到網(wǎng)盤中。每臺(tái)儀表的GPRS模塊具有固定的IP地址，它可以自動(dòng)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)連接到監(jiān)控中心，這樣完成通信鏈路的數(shù)據(jù)通信。此外，監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)也可以通過無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱重儀表進(jìn)行參數(shù)設(shè)置等功能。
1.2GSM/SMS傳輸模式
GSM/SMS傳輸模式具有數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)，在配料秤無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中主要由以下部分組成：稱重儀表(帶無線數(shù)據(jù)傳輸芯片MC55)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和智能終端手機(jī)，稱重儀表將數(shù)據(jù)傳輸?shù)組C55，MC55將數(shù)據(jù)以AT格式通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送到指定手機(jī)中，利用AT指令將短消息讀出。
二、GPRS硬件實(shí)現(xiàn)
MC55是內(nèi)置TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊，開發(fā)過程簡(jiǎn)單，通過常規(guī)RS-232、RS-485接口和簡(jiǎn)單的AT命令進(jìn)行通信。MC55模塊可以完成GPRS網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)的互連，信號(hào)傳輸穩(wěn)定可靠。MC55可以實(shí)現(xiàn)完整的PPP協(xié)議及TCP/IP協(xié)議，同時(shí)具有Router功能。MC55與單片機(jī)的連接方式如圖3所示。MC55與單片機(jī)ADuC845通過串口進(jìn)行通信，SIM卡應(yīng)用的引腳為SIM-RST、SIM-I/O、SIM-VCC、SIM-CLK。
三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
AT命令是對(duì)GPRS模塊的控制方式，它是調(diào)制解調(diào)器可以識(shí)別并執(zhí)行的命令，AT指令簡(jiǎn)單方便容易學(xué)習(xí)。在“超級(jí)終端”中使用AT命令完成數(shù)據(jù)傳輸，也可以用AT指令設(shè)置串口屬性。當(dāng)GPRS與MC55初始化后，通過鏈接PPP后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行UDP、IP封裝，最終將數(shù)據(jù)送入MC55模塊，完成數(shù)據(jù)初始化。MC55模塊提供標(biāo)準(zhǔn)的RS-232串行接口，通過設(shè)置AT指令完成GPRS網(wǎng)絡(luò)連接功能，五、無線通信技術(shù)的配料秤儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果應(yīng)用VB編寫上位機(jī)界面程序，對(duì)所設(shè)計(jì)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)有5臺(tái)儀表，配有5臺(tái)帶GPRS功能的MC55芯片，IP地址選擇如下圖所示，測(cè)試距離選擇距監(jiān)控中心5千米的地方進(jìn)行，。由上面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，GPRS方式的數(shù)據(jù)接收準(zhǔn)確率相對(duì)SMS方式要低一些，原因是GPRS信號(hào)存在不穩(wěn)定因數(shù)，而短信息方式的數(shù)據(jù)傳輸率較高，因此結(jié)合SMS與GPRS的無線數(shù)據(jù)傳輸方式可以滿足配料皮帶秤儀表的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。
作者：路嘉揚(yáng) 韓丁 單位：黑龍江科技大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 內(nèi)蒙古大學(xué)電子信息工程學(xué)院