欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息EIC　Vol.16　2009　No.6　23　Doi:10.3969/j.issn.1671-1041.2009.06.011基于无线通信网络的远程监控系统的实现乔　朴(空军工程大学电讯工程学院,西安710077)摘要:介绍了一种基于现有无线通信网络的远程监控系统的工作原理,主要从监控数据的采集、传输及控制几个方面作了分析与介绍。通过实验,表明了该系统方案的可行性,具有成本低、易实现的特点,并有着市场应用价值。

关键词:无线网络;嵌入式系统;无线接入模块;远程控制中图分类号:TN802 文献标识码:A

Theimplementofalong2distancemonitoringandcontrollingsystembasedonwirelessnetworkingQIAOPu(TheTelecommunicationEngineeringInstitute,AFEUXi’an710077,China)

Abstract:Thisarticlehasgivenyouanintroductiontotheprincipleofalong2distancesupervisorysystembasedonexistingwirelesscom2municationnetworking,andmainlyfromtheaspectsofmonitoringdata’sgathering,transmittingandcontrolling.Fromtheexperi2ments,ithasprovedthefeasibilityofthesystemschemewhichalsohasthecharacteristicsoflowcost,beingeasytorealize,andhavingmarketapplicationvalue.

Keywords:wirelessnetworking;embeddedsystem;wirelessac2cessmodule;long2distancecontrol

0　引言随着无线通信技术的不断发展,利用移动网络运营商提供的现有无线通信网络实现远程监控,是监控系统现代化的一个重要发展方向。由于无线通信的网络技术已经比较成熟,覆盖面又广,利用GSM、GPRS、CDMA、CDPD等无线通信网络来实现监控参数的实时传输,无疑是对现有资源的最大利用。更为重要的是,这些无线网络系统是由移动运营商进行维持的,可以节省大量的导线材料及人工费用,达到环保、节能、资源最大共享的目的,而且免除了网络的日常修改和维护工作,最大限度地节省了投资。

1　系统及其原理图本系统是基于无线网络通信技术和相关微处理器技术进行设计实现的,按照“监测端—信道—控制端”的模式进行构建,其原理图如图1所示。从远程监控体采集的数据传输至接入模块,经数据格式转换接入无线通信网络,经控制端的接入模块将数据通过专线送至控制计算机群,同时整个流程是一双向过程这样就实现了数据采集、传输和实时系统控制的功能。

图1　系统原理图2　系统各部分的实现无线监控系统的实现,主要包括三个方面:监测端的设计

开发、无线通信网络的传输和控制端的开发设计。2.1　监测端的设计实现作为数据采集的终端,监测端需要考虑到大规模参数的实时采集,以及数据格式的转换发送。2.1.1　嵌入式系统监测端处于工作现场,完成数据的采集、处理和控制,多采用嵌入式系统。由于当前要求实时采集数据的快速控制、多样分析、通信灵活,可采用功能较强的DSP与相应的单片机组成的双核系统硬件平台。其中DSP实现多路数据实时采集、分析、计算;单片机完成管理、通信、人机接口等异步系统控制功能。在系统开发方面,可采用Microtec公司的VRTX实现,通过对可向上兼容编程接口和面向对象开发的支持,保证用户能在将来支持和重复利用源码。VRTX的特点包括易于载入定制硬件、文件操作简便以及系统支持ANSI/POSIX接口。对STREAMS标准接口的支持使它易于容纳其它网络协议和器件的驱动。同时利用Microtec专用的C和C++编译器进行软件开发,可提高效率。2.1.2　无线通信网络接入模块接入模块一般都提供有外通信接口,如RS-232、RS-485

通信接口,实现数据传输与转换,其原理基本上大同小异。如RS-485到GPRS的转换器,内置TCP/IP和UDP/IP协议栈,它不对设备上传和下发的数据包进行解释与处理,仅对用户数据包实施TCP/UDP数据封包与拆包处理,实现双向透明数据传输。由于这些接入模块建立起的无线通信链路存在不稳定的因素,一般都会与智能控制模块配合使用,智能控制模块的容错机制保证了对数据进行有限过滤和分析处理,避免冗余和分辨出指令信息。同时一般采用短信模式进行通道补充,在连接中采取错误处理机制来确保无线通信链路的通畅。2.2　系统通信网络的传输目前,无线通信可以借用的网络主要有:全球数字移动电话系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、采用码分多址(CDMA)技术的移动网、蜂窝式数字分组数据(CDPD)系统以

及目前国内风生水起的3G网络。由于目前无线通信网络发展极其迅猛,不管从信息传输的可靠性、保密性上,还是从传输的工业化、集成化上来讲,都已达到了比较成熟的地步,完全可以根据需要实现不同领域的数据传输,并可向通信服务商申请实现专网专用。在此笔者仅对目前应用最广的GPRS网络的通信实现作简要介绍。原理上,GPRS网络通过GPRS网络接入模块进行数据转换、发送与接收;如果有必要,可以用GPRS运营商路由器与监控端通过DDN数字数据网专线连接,以实现专网专用。监测端(远程终端)采集的数据经GPRS网络接入模块处理打包后转换成适合通过GPRS传送的格式,经GPRS无线数据网络传送至控制端,实现设备和控制端系统的实时在线连接。由于GPRS实际数据传输速率在40kbps左右,能满足当前一般数据传输速率(≥30kbps)的需求。如果铺设专网,同时

仪器仪表用户□科研设计成果□24 EIC　Vol.16　2009　No.6欢迎光临本刊网站http://www.eic.com.cn

可根据系统的实际情况,通过GPRS运营商对APN专网内的TDMA帧多分配无线接口时隙,保证数据传输的实时通畅。2.3　控制端的设计实现在控制端的设计上,可借助于计算机网络技术实现无线网络传输数据与计算机的交互。必要时可以将数据接入局域网或互联网,这时监控中心服务器只需申请配置固定IP地址,通过控制端的GPRS网络接入模块即可实现对接收的数据进行还原处理,从而获取监测端的参数情况。它的设计开发相对较为简单,重点主要集中在应用软件的设计上。就软件的实现形式而言,一般除了界面模块外,其余各个功能模块均可设计成动态连接库文件(3.dll)。人机接口界面模块可以为该无线监控系统的实际应用进行定制,以满足用户在界面美观、操作方便等方面的特殊要求。采用C/C++语言在VC++开发环境下设计这样的应用软件并不复杂,并可以进行进一步的升级开发,这些一般都是基于Windows和Unix等常用操作系统的。3　结束语目前,基于GPRS、CDMA等无线通信网络的数据传输业务已经在移动办公、工业控制、远程遥测等多方面得到了广泛应用,网络运营商中国移动GPRS和联通CDMA也都能给用户提供端到端的、广域的无线IP连接。其传输数据可靠性、有效性高,同时通信工程服务设施也可以自由灵活地设置,不再受地形条件的限制,在建设成本和维护成本上都有很大的优势,具有重大的现实意义和广泛的应用价值。并且随着无线通信网络的进一步完善和费用的降低,基于3G、4G等网络的远程监控系统将会得到飞跃式的发展,其市场应用前景也将会非常诱人。□

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Doi:10.3969/j.issn.1671-1041.2009.06.012基于DM642的嵌入式视频远程监测系统设计陈　磊,王金海(天津工业大学信息与通信工程学院,天津市300160)摘要:提出了一个基于TMS320DM642的嵌入式视频远程监测系统的设计与实现。系统以DM642为数据处理的核心,建立了包括视频采集模块,视频处理模块和通信模块的远程监测终端,实现了模拟视频信号的采集,数字化处理和远程传输的系统功能,并为后继的开发提供了通用接口,具有良好的灵活性和可扩展性。系统采用了模块化设计和整体化编程的开发方法,提高了系统开发的效率。

关键词:DM642;监测系统;视频采集中图分类号:TP391.4 文献标识码:A

DesignofvideoremotemonitoringsystembasedonDM642CHENLei,WANGJin2hai(SchoolofInformationandCommunicationEngineering,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160,China)

Abstract:Thedesignandimplementationofanembeddedaudio/videoremotemonitoringsystembasedonDM642isgiven.OnthedataprocessingcoreofDM642,theremotemonitoringsystemwascomposedofaudio/videoacquisitionmodule,audio/videopro2cessingmoduleandcommunicationmodule.Thesystemrealizedtheentirefunctionoftheanalogaudio/videosignalacquisition,digitalprocessingandlong2distancetransmission.Andcommoninterfaceforthesubsequentdevelopmentwasgiven,withgoodflexibilityandscalability.Thesystemusedamodulardesignandtheoveralldevel2opmentofprogrammingmethodstoimprovetheefficiencyofsystemdevelopment.