遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)通信終端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

進(jìn)入21 世紀(jì)，信息的地位日益重要，對(duì)信息的獲取和處理能力成為現(xiàn)代信息處理中的關(guān)鍵問(wèn)題。在人類(lèi)社會(huì)信息化的過(guò)程中，借助各種通信手段是實(shí)現(xiàn)信息交流的主要方式。各種需求使得移動(dòng)通信（尋呼、GSM／GPRS、CDMA）和Internet 迅速發(fā)展起來(lái)。當(dāng)信息化達(dá)到一定程度后，遇到一個(gè)迫切的問(wèn)題是：如何將眾多分散的生產(chǎn)單元、信息單元納入統(tǒng)一信息化進(jìn)程，比如大型油田的油井控制、大型煤礦的礦井控制、水文監(jiān)測(cè)點(diǎn)的控制等。

傳統(tǒng)的無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)多采用電臺(tái)。但電臺(tái)的抗干擾性差、保密性差，不適合在城市使用。能利用無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)勢(shì)必具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。目前，移動(dòng)無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)的方式主要有3 種：GSM 短消息、GPRS 和CDMA。

GSM 網(wǎng)絡(luò)用短消息來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，由于短消息傳輸用的是信令信道，采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式，其缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速率低、具有延遲性且時(shí)間不定。GPRS 采用分組交換技術(shù)，按流量計(jì)費(fèi)，能高效的傳輸數(shù)據(jù)和信令；GPRS 理論傳輸速率可達(dá)171.2 kb/s，實(shí)際傳輸速率大約在40 kb/s。CDMA 1X 網(wǎng)絡(luò)提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，CDMA 1X 理論傳輸速率可達(dá)300 kb/s，目前的實(shí)際傳輸速率大約為100 kb/s，可以用于Internet 連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用。CDMA 1X 無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)以其覆蓋范圍廣、費(fèi)用低、技術(shù)完善、安全可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)之無(wú)愧地成為上述業(yè)務(wù)信息化中的重要資源。

本文將分別介紹遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)組成以及基于MG815+無(wú)線模塊和ARM LPC2210 微控制器的遠(yuǎn)程終端。

重點(diǎn)是遠(yuǎn)程終端硬件和軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

本系統(tǒng)利用CDMA 1X 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，免去了現(xiàn)場(chǎng)組網(wǎng)的初期建設(shè)費(fèi)用以及日后的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用。通過(guò)遠(yuǎn)程終端，將采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)以IP 包的形式發(fā)送到監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)，并提供相應(yīng)的查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)及報(bào)表功能。監(jiān)控中心也可以通過(guò)向遠(yuǎn)程終端發(fā)送IP 包，設(shè)定監(jiān)控終端配置信息或控制命令，獲取遠(yuǎn)程終端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)的突出特點(diǎn)是“按流量計(jì)費(fèi)”，CDMA 1X 網(wǎng)絡(luò)支持用戶(hù)的“一直在線”工作方式，在終端空閑時(shí)間采用休眠狀態(tài)，若需要傳送數(shù)據(jù)，則將終端喚醒開(kāi)始工作，這大大節(jié)省了費(fèi)用；另外由于CDMA 采用了偽隨機(jī)序列 PN 進(jìn)行擴(kuò)頻／解擴(kuò)的擴(kuò)頻通信技術(shù)，具有天然的保密性，其信息在空中信道上被截獲的概率幾乎為零，可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕涣硗庥捎谝苿?dòng)通信網(wǎng)絡(luò)較全面的覆蓋范圍，使系統(tǒng)的組網(wǎng)非常靈活，能夠滿(mǎn)足復(fù)雜、易變的條件。

系統(tǒng)組成包括遠(yuǎn)程終端設(shè)備、CDMA 網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心，原理框圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)原理