CN111314488A - 一种基于gprs无线通讯的潮位遥报系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统，属于遥报系统技术领域。所述基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统，包括潮位仪、GPRS模块、云端服务器和客户端。所述潮位仪留有通讯串口，通过内部的压力传感器和温度传感器采集相应数据；所述GPRS模块与所述潮位仪通过通讯串口集成一体，形成一个整体设备；所述云端服务器可以为阿里云云端服务器，包括用于存储、收发数据的应用程序，该应用程序能够在云端服务器运行；所述客户端用于方便客户监测查看潮位仪采集的数据。利用GPRS无线通讯技术，将数据传输到远程的服务器，服务器再将数据进行存储，终端采集软件实现与服务器的数据交互，解决了目前市面上潮位仪使用时的时间成本，人力成本的问题。

Description

一种基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统
技术领域
本发明涉及遥报系统技术领域，特别涉及一种基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统。
背景技术
近年来，通信技术和网络技术的迅速发展，特别是无线通信技术的发展，使得电力系统的自动化程度进一步提高。GSM网络出现后，技术人员很快把GSM模块嵌入到各种仪表仪器中，如多功能电能表、故障测录仪、抄表系统和用电负荷监控等，从而使这些仪表仪器具有远程通信功能。
GPRS是在现有GSM系统上发展出来的一种新的数据承载业务，支持TCP/IP协议，可以与分组数据网（例如Internet等）直接互通。GPRS无线传输系统的应用范围非常广泛，几乎可以涵盖所有的中低业务和低速率的数据传输，尤其适合突发的小流量数据传输业务。GPRS是通用无线分组业务（General Packet Radio System）的缩写，是介于第二代和第三代之间的一种技术，通常称为2.5G。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。有了GPRS，用户的呼叫建立时间大大缩短，几乎可以做到“永远在线”。此外，GPRS是以营运商传输的数据量而不是连接时间为基准来计费，从而令每个用户的服务成本更低。GPRS是在原有的基于电路交换（CSD）方式的GSM网络上引入两个新的网络节点：GPRS服务支持节点(SGSN)和网关支持节点（GGSN）。SGSN和MSC在同一等级水平，并跟踪单个MS的存储单元实现安全功能和接入控制，并通过帧中继连接到基站系统。GGSN支持与外部分组交换网的互通，并经由基于IP的GPRS骨干网和SGSN连通。图1为GPRS与Internet连接原理框图。GPRS终端通过接口从客户系统取得数据，处理后的GPRS分组数据发送到GSM基站。分组数据经SGSN封装后，SGSN通过GPRS骨干网与网关支持接点GGSN进行通信。GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如Internet或X.25网络。若分组数据是发送到另一个GPRS终端，则数据由GPRS骨干网发送到SGSN，再经BSS发送到GPRS终端。
潮位仪是利用压力传感器和温度传感器来获取水位和水温的仪器。目前市场上居多的是自容式潮位仪，也有实时在线监测的潮位仪。自容式潮位仪的缺点是不能长期使用。实时潮位仪的缺点是需要人为看守，成本增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统，以实现不受时间和空间限制、实时监测潮位仪数据信息。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统，包括：
潮位仪，留有通讯串口，所述潮位仪通过内部的压力传感器和温度传感器采集相应数据；
GPRS模块，与所述潮位仪通过通讯串口集成一体；
云端服务器，包括用于存储、收发数据的应用程序；
客户端，用于监测查看潮位仪采集的数据。
可选的，所述GPRS模块采用STM32 SIM800A型号；其中，
SIM800A模块是两频GSM/GPRS模块,为SMT封装,全兼容RS-232/485接口；工作频率为GSM/GPRS 900/1800MHz，能够低功耗实现语音、SMS和数据信息的传输。
可选的，所述GPRS模块内嵌标准的TCP/UDP协议栈，采用64 K用户数据缓存空间。
可选的，所述SIM800A模块包括电源管理单元、模拟接口、数字接口、模拟基带和数字基带；所述电源管理单元对所述模拟基带和数字基带供电，所述模拟基带和所述数字基带连接在所述模拟接口和所述数字接口之间。
可选的，所述GPRS模块在预先得到所述云端服务器的ip地址和端口号后，对其发出通信请求，所述云端服务器做出响应，并时刻监测通信状态，实现数据采集和数据库服务功能。
可选的，所述ip地址为公网的固定ip，或通过域名解析服务器获取的动态域名；所述端口号对应于所述云端服务器中运行的应用程序。
在本发明中提供了一种基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统，包括潮位仪、GPRS模块、云端服务器和客户端。所述潮位仪留有通讯串口，通过内部的压力传感器和温度传感器采集相应数据；所述GPRS模块与所述潮位仪通过通讯串口集成一体，形成一个整体设备；所述云端服务器可以为阿里云云端服务器，包括用于存储、收发数据的应用程序，该应用程序能够在云端服务器运行；所述客户端用于方便客户监测查看潮位仪采集的数据。利用GPRS无线通讯技术，将数据传输到远程的服务器，服务器再将数据进行存储，终端采集软件实现与服务器的数据交互，解决了目前市面上潮位仪使用时的时间成本，人力成本的问题。
附图说明
图1是GPRS与Internet连接原理框图；
图2是SIM800A模块的功能框图；
图3是SIM800A模块引脚分布示意图；
图4是数据通过GPRS无线网络发送到数据中心的示意图；
图5是运行配置工具示意图；
图6是通过显示屏显示目标IP的示意图；
图7是进行实名认证后得到服务器示意图；
图8是配置远程桌面的示意图；
图9是点击选项，接着点击本地资源→详细信息示意图；
图10是点击驱动器勾选你想要和远程服务器桌面共享的磁盘，点击确定退出示意图；
图11连接成功的远程桌面连接的界面示意图；
图12用Keil4 软件打开程序并下载程序后的界面示意图；
图13是在共享的磁盘中打开Socket tool 的服务器上位机软件示意图；
图14是创建好端口22后示意图；
图15是将模块数据传送至服务器的示意图；
图16是云端服务器收到GPRS模块发送的数据示意图；
图17是云端服务器向GPRS模块发送数据示意图；
图18是GPRS模块收到来自云端服务器发送的数据示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
本发明提供了一种基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统，包括潮位仪、GPRS模块、云端服务器和客户端。所述潮位仪留有通讯串口，通过内部的压力传感器和温度传感器采集相应数据；所述GPRS模块与所述潮位仪通过通讯串口集成一体，形成一个整体设备；所述云端服务器可以为阿里云云端服务器，包括用于存储、收发数据的应用程序，该应用程序能够在云端服务器运行；所述客户端用于方便客户监测查看潮位仪采集的数据。
所述GPRS模块采用的是STM32 SIM800A型号。其中，SIM800A模块是两频GSM/GPRS模块,为SMT封装,全兼容RS-232/485接口，具有性能稳定，能够满足多种需求的优点；并且，SIM800A模块的工作频率为GSM/GPRS 900/1800MHz，能够低功耗实现语音、SMS和数据信息的传输，完全符合ETSI GSM Phase 2+标准，其内嵌标准的TCP/UDP协议栈，数据终端永远在线，64 K用户数据缓存空间，满足大容量数据的传输，从而也避免了在网络出现暂时性繁忙状态时出现数据丢失现象。SIM800A模块的尺寸为24*24*3mm，能适用于各种紧凑型产品设计需求，功能框图如图2所示，包括电源管理单元、模拟接口、数字接口、模拟基带和数字基带；所述电源管理单元对所述模拟基带和数字基带供电，所述模拟基带和所述数字基带连接在所述模拟接口和所述数字接口之间。SIM800A模块引脚分布如图3所示。
GPRS模块与云端服务器之间的通信是由GPRS模块发起的，云端服务器通过发回反馈或接受通信来对GPRS模块做出响应。GPRS模块和云端服务器共同组成了GPRS和INTERNET网络通信的应用系统。相比于GPRS模块，云端服务器安装较为复杂的应用程序，能够接受任何GPRS模块发起的通信请求，并时刻检测链路中的通信状态，从而实现数据采集、数据库服务等应用。GPRS模块需要预先知道云端服务器的ip地址和端口号，然后才能发送通信请求，云端服务器的ip地址既可以是公网ip（即固定ip），也可以是通过域名解析服务器获取的动态域名。云端服务器的端口号通常对应于服务器中运行的特定应用程序，如TCP80 被超文本服务器（http）使用。用户的设备通过RS232/RS485/RS422串口与GPRS设备相连，用户串口设备发送的数据通过GPRS设备内部的嵌入式处理器对数据进行网络协议封装后通过GPRS无线网络发送到数据中心，如图4所示。
运行配置工具如图5所示，公网IP：47.93.247.250；端口号：22；波特率：9600；
当目标IP 及目标端口波特率等参数设置完成后点击设置信息，开始将各参数值保存到模块配置中，目标IP 也可通过模块的显示屏显示，如图6所示；
因为需要公网ip 进行数据传输，自己电脑的ip 是内网ip，所以通过阿里云创建一个阿里云ECS 服务器，在阿里云上进行实名认证后得到图7的服务器；
如图8所示配置远程桌面：在Windows 输入远程命令mstsc，打开远程桌面。计算机就是阿里云ECS 服务器的公网IP；
点击选项，接着点击本地资源→详细信息，如图9所示；
点击驱动器勾选你想要和远程服务器桌面共享的磁盘，点击确定退出，如图10；
接下来便出现连接成功的远程桌面连接的界面，如图11所示；
运行程序并进入通讯状态：用Keil4 软件打开程序并下载程序，界面如图12所示；
然后在共享的磁盘中打开Socket tool 的服务器上位机软件，如图13所示；
点击TCP Server，监听端口与最初的目标端口保持一定，这里为22。当创建好端口22后如图14所示；
GPRS模块与云端服务器之间的相互通讯：在GPRS模块中放入一张开通GPRS功能的SIM卡，模块上电后首先读出内部FLASH 中保存的工作参数（包括目标IP、端口号及波特率等，可以事先设置好），之后注册到GPRS网络，然后通过GPRS网络与服务器之间进行传输数据。图15为将模块数据（发送的数据为haiyingjiake）传送至服务器；
图16为云端服务器收到GPRS模块发送的数据；
图17为云端服务器向GPRS模块发送数据；
图18为GPRS模块收到来自云端服务器发送的数据。
基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统，解决了目前市面上潮位仪使用时的时间成本，人力成本的问题。利用GPRS技术，将数据实时传输到客户的终端界面。因为整个过程都是实时传输，并使用云端服务器，所以无需在设备里面内置大容量存储器，没有很多繁琐的设置。在设备出厂前，所有设置都设置好，用户只需简单布置就可以直接开始使用。并且只要通讯建立，终端操作没有空间和时间的限制，不论在什么时间，在哪个区域都可以实时监控潮位仪数据信息。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统，其特征在于，包括：
潮位仪，留有通讯串口，所述潮位仪通过内部的压力传感器和温度传感器采集相应数据；
GPRS模块，与所述潮位仪通过通讯串口集成一体；
云端服务器，包括用于存储、收发数据的应用程序；
客户端，用于监测查看潮位仪采集的数据。
2.如权利要求1所述的基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统，其特征在于，所述GPRS模块采用STM32 SIM800A型号；其中，
SIM800A模块是两频GSM/GPRS模块,为SMT封装,全兼容RS-232/485接口；工作频率为GSM/GPRS 900/1800MHz，能够低功耗实现语音、SMS和数据信息的传输。
3.如权利要求2所述的基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统，其特征在于，所述GPRS模块内嵌标准的TCP/UDP协议栈，采用64 K用户数据缓存空间。
4.如权利要求2所述的基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统，其特征在于，所述SIM800A模块包括电源管理单元、模拟接口、数字接口、模拟基带和数字基带；所述电源管理单元对所述模拟基带和数字基带供电，所述模拟基带和所述数字基带连接在所述模拟接口和所述数字接口之间。
5.如权利要求1所述的基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统，其特征在于，所述GPRS模块在预先得到所述云端服务器的ip地址和端口号后，对其发出通信请求，所述云端服务器做出响应，并时刻监测通信状态，实现数据采集和数据库服务功能。
6.如权利要求5所述的基于GPRS无线通讯的潮位遥报系统，其特征在于，所述ip地址为公网的固定ip，或通过域名解析服务器获取的动态域名；所述端口号对应于所述云端服务器中运行的应用程序。
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