文 献 综 述
1 课题背景及意义
随着通信、计算机等技术的飞速发展，特别是无线传输手段的多元化和技术水平的提高，无线数据采集技术正得到越来越广泛的应用。数据采集(Data Acquisition)是获取信息的基本手段。数据采集技术作为信息科学的一个重要分支，是以传感器、信号测量与处理、微型计算机等技术为基础而形成的一门综合应用技术[1]。数据采集系统是利用计算机、通信、测控等技术采集、记录和显示现场的各种物理参量，以供管理人员和现场操作者参考的系统;是现代测控系统的基础，用于获取各种现场测量数据。
数据采集系统[2]的通信手段主要分为有线通信和无线通信两大类。有线通信主要基于局域网技术、嵌入式Internet技术、电力线载波技术、PSTN(公用电话网)；无线通信以往则主要用数字电台进行远距离传输。无线数据采集系统[3]基于GPRS技术实现数据通信，GPRS业务具有接入迅速、永远在线、流量计费等特点，在突发性数据实时传输中有不可比拟的优势;既具有有线方式的效率高，实时性好、成本低的优点，同时安装方便、可维护性好、易实现网络化管理。利用现有的GPRS网络资源，发挥网络覆盖率高、传输特性好等优势，为现有数据采集系统提供一种便捷的无线数据传输方式，代表着工业控制及现场监测等领域的一个发展方向[4]。
无线数据传输系统[5]又分为两种:一种是单独构建无线网，另一种是利用公网GSM。第一种方式由于要自己进行网络构建包括传输设备、中继站、传输协议制定，工作量比较大。第二种用GSM网络实现，这类监控的通信方式是依托遍布全球的GSM网，它的最大特点是打破了距离的限制，从而可以实现全国乃至全球漫游监控。这类监控主要是利用GPRS数据业务通过Internet进行通信。GPRS技术传输速度快，永远在线，用GPRS技术实现的监控系统，实时性强，安全可靠，按流量计费，比短消息更经济、合理[6]。GPRS是通用无线分组业务(General Packet Radio Service)的英文简称，它是在现有的GSM系统上发展起来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供高效、低成本的分组形式的数据业务。其主要特点是:可以提供高达171.2Kbps的分组数据传送速率，用户永远在线且按流量计费，降低了通信费用。利用GPRS进行远程监控，既避免了开发新的频率资源，又开辟了远程监控的新领域。该系统具有网络覆盖范围广，系统抗干扰能力强，通信速度快，通信误码率低等优点，并且完全利用GPRS移动通信网络，建设和运行成本低。随着GPRS网络技术的不断发展，构筑在GPRS网上的远程无线监控系统必然能与移动通信技术的发展同步，因而具有广阔的前景[7]。
本文是以冷库控制系统的无线模块的研究与设计为背景，完成基于GPRS的无线数据采集系统的硬件架构和软件设计。本项目考验了当代大学生的综合能力，包括传感器的应用，GPRS技术的应用、电路设计、自动控制原理、系统调试。该项目可以锻炼大学生的实践、应用、合作等能力。
2 GPRS应用和发展
本项目利用通用无线分组业务(General Packet Radio Service GPRS)系统的组成和结构，分析了GPRS数据传输方式的原理和特性，研究了数据传输协议结构，设计了利用GPRS网络进行远程数据传输的技术方案。基于单片机和GPRS的数据传输系统由数据中心、GPRS网络、数据采集终端组成，数据中心和数据采集终端通过Internet和GPRS网络联系起来[8]。数据中心采用一台接入Internet的具有固定IP地址的PC机，数据采集终端以MSP430微处理器为核心通过串口与GPRS模块连接起来[9][10]。
2.1 GPRS技术的应用
GPRS技术现在己经十分成熟，目前全世界很多运营商开通了GPRS商用系统、试商用系统或实验系统。国际上有名的大型电信设备制造厂商也都在积极开发GPRS的相关产品，提出了一系列的解决方案，世界各地的移动网络运营商也纷纷响应，配合电信设备制造厂商提供了大量的GPRS服务区。GPRS可提供以下一系列交互式业务:点对点无连接型网络业务(PTP-CLNS)；点对点面向连接的数据业务(PTP-CONS)；点对多点业务(PTM)。
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