專利名稱：基于gsm協(xié)議的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于GSM協(xié)議的無線數(shù)據(jù)傳輸系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種控制系統(tǒng)在現(xiàn)代化的生產(chǎn)和生活中得 到了廣泛的應(yīng)用。由于這些控制系統(tǒng)總是長時(shí)間不間斷地運(yùn)轉(zhuǎn)，因此對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行 實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。對(duì)于遠(yuǎn)距離的控制系統(tǒng)而言，同樣必須 實(shí)現(xiàn)從被控制對(duì)象獲取所需監(jiān)控信息，并在對(duì)所獲信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理后對(duì)被控制系 統(tǒng)發(fā)出控制命令。因此，目前遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是各種遠(yuǎn)程監(jiān)控控制系統(tǒng)中倍受重視的 主要組成部分之一。然而，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有成熟的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明由 此而來。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種基于GSM協(xié)議的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)Ξ惖卦O(shè)備監(jiān) 視和控制的同時(shí)可以將采集到的數(shù)據(jù)傳送到控制中心的多臺(tái)計(jì)算機(jī)或設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)控 制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)的聯(lián)接，有效的解決了信息采集、信息分析、信息處理、信息存儲(chǔ)、信息輸 出的集成化系統(tǒng)的互聯(lián)問題。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種基于GSM協(xié)議的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，設(shè)置在無線通信終端與計(jì)算機(jī)控制中心 間，其特征在于所述系統(tǒng)包括微處理器模塊、分別與微處理器模塊連接的GSM通信模塊和 以太網(wǎng)接口模塊，所述微處理器模塊通過GSM通信模塊接受無線通信終端的數(shù)據(jù)信息并處 理后通過以太網(wǎng)接口模塊發(fā)送給計(jì)算機(jī)控制中心或微處理器模塊通過以太網(wǎng)接口模塊接 受計(jì)算機(jī)控制中心的控制指令并轉(zhuǎn)發(fā)給無線通信終端。優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括輸入/輸出模塊，所述微處理器模塊與輸入/輸出模塊連 接接受輸入/輸出模塊的輸入輸出指令。優(yōu)選的，所述輸入模塊選用四線式電阻式觸摸屏；所述輸出模塊選用LCD顯示器。優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)模塊，所述存儲(chǔ)模塊與微處理器模塊連接接受微處 理器模塊的寫入、讀取操作。優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)模塊選用EEPR0M。優(yōu)選的，所述微處理器模塊為32bit微處理器，運(yùn)行頻率為40MHz，內(nèi)存為8MB。優(yōu)選的，所述GSM通信模塊為標(biāo)準(zhǔn)GSM模塊；所述以太網(wǎng)接口模塊為通過RJ45網(wǎng) 卡接口與計(jì)算機(jī)控制中心通信的IOMbps帶寬的以太網(wǎng)模塊。優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括AD接口、SRAM控制器、IXD控制器、IIC-BUS接口、UART接口。微處理器作為無線數(shù)據(jù)和命令傳輸?shù)闹修D(zhuǎn)站，它主要負(fù)責(zé)接收來自于GSM無線通
3信終端的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，分析后保存在存儲(chǔ)模塊中，等待計(jì)算機(jī)控制中心各主控制計(jì)算機(jī)的采 集數(shù)據(jù)的命令；同時(shí)從以太網(wǎng)接口接收來自主控計(jì)算機(jī)的控制指令，轉(zhuǎn)發(fā)給GSM無線通信 終端，對(duì)設(shè)備實(shí)施相應(yīng)的控制。使無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、無線通信終端、計(jì)算機(jī)控制中心形成 一個(gè)閉環(huán)控制回路，達(dá)到對(duì)無線通信終端進(jìn)行測(cè)控的目的。所述GSM通信模塊進(jìn)一步地用于接收GSM無線通信終端狀態(tài)信息，所述GSM通信 模塊與所述微處理器連接，所述以太網(wǎng)接口與RJ45網(wǎng)卡接口連接、微處理器還與所述輸入 /輸出模塊、存儲(chǔ)模塊均連接。所述微處理器為32bit處理器，能充分保證相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的 運(yùn)行以及嵌入式操作系統(tǒng)的移植，也為以后軟件的升級(jí)和維護(hù)帶來極大的方便。所述GSM 無線模塊采用目前在市場上提供的可供二次開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)的GSM模塊。所述的以太網(wǎng)接口模 塊可以選用通用的IOMbps帶寬的以太網(wǎng)模塊。所述輸出模塊用于進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置操作，并可 以顯示相關(guān)數(shù)據(jù)信息，優(yōu)選為具有輕薄、體積小、低耗電量等特點(diǎn)的LCD顯示器。所述的輸 入模塊用于接收用戶輸入操作，優(yōu)選為根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際情況選用四線式電阻式觸摸屏。所述 存儲(chǔ)模塊，用于保存從自結(jié)點(diǎn)接收或分析好的數(shù)據(jù)，優(yōu)選為EEPR0M。本系統(tǒng)中，可以設(shè)置AD 接口、SRAM控制器、LCD控制器、IIC-BUS接口、UART等眾多的IO接口。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、技術(shù)先進(jìn)。采用先進(jìn)的GSM技術(shù)作為通訊方式，采用高性能的CPU，集計(jì)算機(jī)、通 信、機(jī)電、自動(dòng)控制等多種先進(jìn)技術(shù)于一體，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，擴(kuò)展性強(qiáng)。2、系統(tǒng)互聯(lián)。以太網(wǎng)接口將采集到的數(shù)據(jù)傳送到多臺(tái)計(jì)算機(jī)和設(shè)備，解決了上層 管理系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的互聯(lián)問題，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。3、遠(yuǎn)程監(jiān)控。利用GSM公網(wǎng)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺?，使得用戶可以利用短信息遠(yuǎn)程 監(jiān)控系統(tǒng)，隨時(shí)隨地了解系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，并做出科學(xué)的決策。4、升級(jí)容易、擴(kuò)展性強(qiáng)。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，不論硬件還是軟件，盡可能的使各個(gè)模 塊相對(duì)獨(dú)立。針對(duì)不同的系統(tǒng)，做少量的更改便可以很容易的擴(kuò)展升級(jí)。本系統(tǒng)可廣泛的 應(yīng)用于各種遠(yuǎn)程測(cè)控的場合，特別適用于對(duì)某些危險(xiǎn)的、人類難于近距離現(xiàn)場。而優(yōu)選采用 的微處理器功能強(qiáng)大，使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要控制器之一，幾乎在工業(yè) 生產(chǎn)的所有領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，在民用和家庭自動(dòng)化等其他領(lǐng)域也得到了迅速的發(fā) 展，所以其應(yīng)用成本較低，通用性強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)硬件的兼容。綜上所述，本發(fā)明在對(duì)現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究的基礎(chǔ)之上，結(jié)合工業(yè)應(yīng)用 的現(xiàn)狀和遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)，提供了一種基于GSM的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)以GSM為 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸信道，且內(nèi)含以太網(wǎng)接口，得到了一種遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸方案?？梢苑浅７奖愕?用于各種遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。具體的，該系統(tǒng)的微處理器作為無線數(shù)據(jù)和命令傳輸?shù)闹修D(zhuǎn)站，負(fù) 責(zé)接收來自于GSM無線通信終端的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，分析后保存在存儲(chǔ)模塊中，等待控制中心各 主控制計(jì)算機(jī)的采集數(shù)據(jù)的命令；同時(shí)從以太網(wǎng)接口接收來自主控計(jì)算機(jī)的控制指令，轉(zhuǎn) 發(fā)給GSM無線通信終端，對(duì)設(shè)備實(shí)施相應(yīng)的控制。本發(fā)明同時(shí)具有GSM接口和以太網(wǎng)接口， 一方面可以利用GSM網(wǎng)絡(luò)向分布在控制現(xiàn)場的各個(gè)子結(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令，同時(shí)接收來自各 子結(jié)點(diǎn)所采集到的數(shù)據(jù)；另一方面利用以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)與控制中心的計(jì)算機(jī)或顯示屏的通 信。這樣在達(dá)到對(duì)異地設(shè)備監(jiān)視和控制的同時(shí)可以將采集到的數(shù)據(jù)傳送到控制中心的多臺(tái) 計(jì)算機(jī)或設(shè)備，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的互聯(lián)。以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述

圖1為本實(shí)用新型所述的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型所述的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說明 本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做 進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。實(shí)施例如圖1所示，該無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)置在無線通信終端與計(jì)算機(jī)控制中心 間，包括微處理器模塊、輸入/輸出模塊、存儲(chǔ)模塊、GSM通信模塊、以太網(wǎng)接口模塊，GSM通 信模塊和以太網(wǎng)接口模塊分別與微處理器模塊連接的，所述微處理器模塊通過GSM通信模 塊接受無線通信終端的數(shù)據(jù)信息并處理后通過以太網(wǎng)接口模塊發(fā)送給計(jì)算機(jī)控制中心或 微處理器模塊通過以太網(wǎng)接口模塊接受計(jì)算機(jī)控制中心的控制指令并轉(zhuǎn)發(fā)給無線通信終 端。所述微處理器模塊與輸入/輸出模塊連接接受輸入/輸出模塊的輸入輸出指令。所述 存儲(chǔ)模塊與微處理器模塊連接接受微處理器模塊的寫入、讀取操作。其中微處理器采用ARM7處理器。由于普通的Sbit微處理器，速度較低，內(nèi)存少，只 能勉強(qiáng)運(yùn)行一些不復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，因此從總體上說不適宜作為系統(tǒng)的微處理器。而ARM7 處理器是32bit處理器，運(yùn)行頻率為40MHz，內(nèi)存8MB，因此能夠充分保證相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的運(yùn) 行以及yC/OSII等嵌入式操作系統(tǒng)的移植，也為以后軟件的升級(jí)和維護(hù)帶來極大的方便。 同時(shí)考慮到系統(tǒng)需要大量的存儲(chǔ)器接口和豐富的IO端口(UART/LCD/TSP)資源，在本系統(tǒng) 中將選用以ARM7CPU為微處理器，并具有豐富接口的開發(fā)板為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。GSM通信模塊采用在市場上提供的可供二次開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)的GSM模塊。這些嵌入式 系統(tǒng)的通信模塊都具備GSM無線通信的全部功能，并提供標(biāo)準(zhǔn)的UART串行接口，支持GSM 07. 05所定義的AT命令集的指令。因此，MCU能非常方便地通過UART接口與GSM模塊連接， 并直接使用AT命令就可以方便簡潔地實(shí)現(xiàn)短信息的收發(fā)、查尋和管理，在本系統(tǒng)中將選用 德國西門子公司的TC35i模塊作為GSM的通信模塊。以太網(wǎng)接口模塊采用選用通用的IOMbps帶寬的以太網(wǎng)模塊。由于本系統(tǒng)需要以 太網(wǎng)接口模塊，但在傳輸過程中的數(shù)據(jù)量不大，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫笠膊桓?，所以選用通 用的IOMbps帶寬的以太網(wǎng)模塊即可。由臺(tái)灣Realtek公司生產(chǎn)的RTL8019AS是高度集成 以太網(wǎng)控制器，由于其優(yōu)良的性能、低兼的價(jià)格，使其在市場上IOMbps網(wǎng)卡中占有相當(dāng)?shù)?比例。在本系統(tǒng)中將選用RTL8019AS作為以太網(wǎng)通信模塊。存儲(chǔ)模塊采用EEPROM存儲(chǔ)模塊。數(shù)據(jù)的保存采用EEPROM電可擦可編程只讀存儲(chǔ) 器，一種掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲(chǔ)模塊。輸入/輸出模塊包括輸入模塊、輸出模塊；輸出模塊用于輸出被控設(shè)備狀態(tài)與信 息，以便于操作者發(fā)出進(jìn)一步控制命令。具體的，所述輸出模塊為文字和圖形輸出模塊，其 可以利用文字表述的方式顯示對(duì)象的控制結(jié)果，或者所述信息輸出模塊可以為圖像顯示輸 出模塊，利用圖像輸出的方式顯示對(duì)象的控制結(jié)果。本系統(tǒng)主要利用LCD和TSP相結(jié)合，為 用戶和設(shè)備的交互工作提供了良好的顯示和輸入接口。設(shè)備參數(shù)如下分辨率320X240，
5色彩256色，畫面尺寸5. 7inch ；輸入模塊用于接收用戶輸入操作。本系統(tǒng)輸入模塊選用 四線式電阻式觸摸屏，點(diǎn)數(shù)為320x240。該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)需配備軟件進(jìn)行運(yùn)行，軟件包括無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的程序和GSM無 線通信終端的程序。GSM無線通信終端程序現(xiàn)有技術(shù)中已存在，如android系統(tǒng)、megoo系 統(tǒng)等；無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的控制系統(tǒng)軟件可以使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)來實(shí)現(xiàn)，也可以由 用戶自己直接編寫控制程序來完成對(duì)各任務(wù)的調(diào)度。無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，主要包括系統(tǒng)的初始 化、主程序、數(shù)據(jù)顯示程序、觸摸屏的輸入、定時(shí)信號(hào)采集程序、GSM的通信程序、TCP/IP協(xié) 議棧程序等部分。各模塊的功能相對(duì)獨(dú)立，各模塊間的任務(wù)調(diào)度與處理全部由系統(tǒng)主程序 完成即可。系統(tǒng)啟動(dòng)后，先運(yùn)行系統(tǒng)程序。系統(tǒng)上電后首先對(duì)系統(tǒng)板、LCD顯示屏、觸摸屏 TSP、GSM模塊Mc35i、RTL8019AS網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行初始化，初始化完成后系統(tǒng)每隔一段時(shí)間 向各子結(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢命令，等待串口有接收中斷產(chǎn)生，則讀取收到的數(shù)據(jù)并保存到EEPROM 中。當(dāng)有以太網(wǎng)中斷產(chǎn)生時(shí)，系統(tǒng)將EEPROM中的參數(shù)通過以太網(wǎng)接口傳回監(jiān)控中心。同時(shí) 負(fù)責(zé)用戶(觸摸屏)的輸入與輸出(LCD顯示屏)。當(dāng)發(fā)送控制命令時(shí)，定時(shí)中斷產(chǎn)生，無線 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)通過GSM向各子結(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢命令。當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，GSM中斷產(chǎn)生，無線 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)讀取GSM通信模塊接收的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析后保存在EEPROM中。當(dāng)進(jìn)行存儲(chǔ)操作時(shí)，擦除EEPROM后，進(jìn)行寫入操作。而輸出模塊IXD顯示部分根 據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的顯示界面切換。輸入模塊觸摸屏控制部分當(dāng)TSP中斷產(chǎn)生后，系統(tǒng) 讀入觸摸屏的坐標(biāo)，并根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)確定用戶的輸入操作，調(diào)用相應(yīng)的處理程序。當(dāng)進(jìn)行 TCP/IP的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，RTL8019中斷產(chǎn)生，微處理器模塊讀取收到的用戶命令，分析后讀取 FLASH中的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)處理后通過以太網(wǎng)接口回送給主控計(jì)算機(jī)。上述實(shí)例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人是 能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精 神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種基于GSM協(xié)議的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，設(shè)置在無線通信終端與計(jì)算機(jī)控制中心間，其特征在于所述系統(tǒng)包括微處理器模塊、分別與微處理器模塊連接的GSM通信模塊和以太網(wǎng)接口模塊，所述微處理器模塊通過GSM通信模塊接受無線通信終端的數(shù)據(jù)信息并處理后通過以太網(wǎng)接口模塊發(fā)送給計(jì)算機(jī)控制中心或微處理器模塊通過以太網(wǎng)接口模塊接受計(jì)算機(jī)控制中心的控制指令并轉(zhuǎn)發(fā)給無線通信終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM協(xié)議的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還 包括輸入/輸出模塊，所述微處理器模塊與輸入/輸出模塊連接接受輸入/輸出模塊的輸 入輸出指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于GSM協(xié)議的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述輸入模 塊選用四線式電阻式觸摸屏；所述輸出模塊選用LCD顯示器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM協(xié)議的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還 包括存儲(chǔ)模塊，所述存儲(chǔ)模塊與微處理器模塊連接接受微處理器模塊的寫入、讀取操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于GSM協(xié)議的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述存儲(chǔ)模 塊選用EEPROM。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM協(xié)議的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述微處理 器模塊為32bit微處理器，運(yùn)行頻率為40MHz，內(nèi)存為8MB。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM協(xié)議的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述GSM通 信模塊為標(biāo)準(zhǔn)GSM模塊；所述以太網(wǎng)接口模塊為通過RJ45網(wǎng)卡接口與計(jì)算機(jī)控制中心通信 的IOMbps帶寬的以太網(wǎng)模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM協(xié)議的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還 包括AD接口、SRAM控制器、IXD控制器、IIC-BUS接口、UART接口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于GSM協(xié)議的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，設(shè)置在無線通信終端與計(jì)算機(jī)控制中心間，其特征在于所述系統(tǒng)包括微處理器模塊、分別與微處理器模塊連接的GSM通信模塊和以太網(wǎng)接口模塊，所述微處理器模塊通過GSM通信模塊接受無線通信終端的數(shù)據(jù)信息并處理后通過以太網(wǎng)接口模塊發(fā)送給計(jì)算機(jī)控制中心或微處理器模塊通過以太網(wǎng)接口模塊接受計(jì)算機(jī)控制中心的控制指令并轉(zhuǎn)發(fā)給無線通信終端。該系統(tǒng)能夠?qū)Ξ惖卦O(shè)備監(jiān)視和控制的同時(shí)可以將采集到的數(shù)據(jù)傳送到控制中心的多臺(tái)計(jì)算機(jī)或設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)的聯(lián)接，有效的解決了信息采集、信息分析、信息處理、信息存儲(chǔ)、信息輸出的集成化系統(tǒng)的互聯(lián)問題。
文檔編號(hào)H04L29/08GK201742445SQ20102025766
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者尚鮮連, 陳靜, 顧小晶 申請(qǐng)人:蘇州市職業(yè)大學(xué)