CN208110338U - 工业级gprs无线远程数据测控终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业级GPRS无线远程数据测控终端，包括中央处理单元、GPRS Modem调制解调单元、继电器驱动单元、开关量输入检测单元、数据通信接口、电源管理单元、复位控制单元电连接，GPRS Modem调制解调单元与GSM天线电连接，继电器驱动单元通过连接控制中间继电器，开关量输入检测单元监测采集现场开关量状态；数据通信接口与现场仪器仪表进行连接，电源管理单元为其他单元供电，复位控制单元监测系统的工作状态。该装置可实现对现场设备高效和低成本的数字化管理，保证了数据链路状态的实时性，可靠性，链路异常时可以实现快速断开并重连，不会产生虚连接的状况。

Description

工业级GPRS无线远程数据测控终端

技术领域

本实用新型涉及检控装置，具体是一种工业级GPRS无线远程数据测控终端。

背景技术

GPRS 是通用分组无线服务 (General Packet Radio Service) 的英文简称，是在现有 GSM 系统上发展出来的一种移动数据业务，目的是为 GSM 用户提供分组形式的数据业务。GPRS 采用与 GSM 同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的 TDMA 帧结构，这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此，现有的基站子系统(BSS) 从一开始就可提供全面的 GPRS 覆盖。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。

GPRS的理论带宽可达170Kbps，实际应用带宽大约在56-114Kbps，在此信道上提供TCP/IP 连接，可以用于INTERNET 连接、数据传输等应用。GPRS 是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线 IP 或数据传输服务。GPRS 采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用，数据传输速率高达100Kbps。使用 GPRS 技术实现数据分组发送和接收，用户永远在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。

目前市场上的此类产品普遍存在功耗大、数据链路发生异常时侦测反应时间较长、数据频繁传输时易产生丢包现象、无法远程控制设备重新启动、不能同时连接多个数据中心，故障信息现场无法判断等不足。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种工业级GPRS无线远程数据测控终端，可实现24小时无人值守数据采集和远程测控，代替传统的人工现场作业工作方式，实现对现场设备高效和低成本的数字化管理，且中央处理单元与GPRS Modem调制解调单元之间采用硬件数据流控的方式进行通信，保证了数据链路状态的实时性，可靠性，链路异常时可以实现快速断开并重连，不会产生虚连接的状况。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种工业级GPRS无线远程数据测控终端，包括中央处理单元，所述的中央处理单元通过其串口或接口分别与GPRS Modem调制解调单元、继电器驱动单元、开关量输入检测单元、数据通信接口、电源管理单元、复位控制单元电连接，GPRS Modem调制解调单元与GSM天线电连接，GPRS Modem调制解调单元通过GSM天线接收来自移动基站的数据并输送给中央处理单元或GPRS Modem调制解调单元接收中央处理单元并通过GSM天线发射输送给移动基站，继电器驱动单元通过连接控制中间继电器，开关量输入检测单元监测采集现场开关量状态；数据通信接口与现场仪器仪表进行连接，电源管理单元为其他单元供电，复位控制单元监测系统的工作状态，中央处理单元对接收到的数据进行综合计算和处理。

本技术方案的中央处理单元主要是通过MCU丰富的外部接口与其它各单元电路进行有机结合来实现其数据采集和远程传输以及现场开关量输入状态检测和继电器驱动控制等，从而实现工业级24小时无人值守数据采集和远程测控。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

（1）中央处理单元通过其串口或接口与GPRS Modem调制解调单元电连接，实现了超低功耗MCU和超高性能GPRS Modem的完美结合。

（2）中央处理单元MCU与GPRS Modem调制解调单元GPRS Modem之间采用硬件数据流控的方式进行通信，保证了数据链路状态的实时性，可靠性，链路异常时可以实现快速断开并重连，不会产生虚连接的状况。

（3）可以同时稳定连接4个数据中心，数据中心可以是固定IP或域名解析，也可以是二者兼有，适用性强。

（4）设备所有参数均可通过短信进行远程修改或控制重新启动；

（5）当设备出现故障时，可以开启故障信息串口输出功能，进行故障查看和分析。

进一步的优选技术方案如下：

所述的数据通信接口为RS232、RS485及TTL接口。

本地仪器仪表的数据交互主要是通过数据通信接口的RS232、RS485、TTL接口与设备对接，通过仪表支持的数据协议实现仪表数据的采集，随后根据需要进行相应的运算和处理。

所述的开关量输入检测单元设有光电隔离元件TLP181。

光电隔离元件TLP181用于对现场开关量状态的检测，即通断检测。

所的中央处理单元与LED状态信号指示单元电连接，LED状态信号指示单元指示中央处理单元及与中央处理单元电连接的其他单元的工作状态。

所述的中央处理单元、GPRS Modem调制解调单元、继电器驱动单元、开关量输入检测单元、数据通信接口、电源管理单元及复位控制单元集成于PCB电路主板上。

上述设置，使本实用新型的结构更紧凑，稳定性更强，性能更好。

本实用新型的工作原理如下：

由中央处理器与各外围电路进行协同工作，以实现设备与中心服务器进行数据交互的目的。

设备加电后首先对各外围电路进行初始化，随后按照预先设置好的设备参数通过串口以AT指令的方式及IO控制的方式来同步和操作GPRS Modem调制解调单元，主要包括Modem的开/关机、GSM网络注册、TCP/UDP网络协议选择、TCP/IP的请求连接等，当设备与远程服务器连接成功后，数据链路打通然后就可以实现数据的双向传输(即设备到服务器端和服务器到设备端)，设备同时还需要进行数据链路的检测，短信的查收，串口数据、网络数据的处理等。当链路异常时设备马上会进行相应的处理；当有短信修改参数或设备重启命令时马上解析并执行。与本地仪器仪表的数据交互主要是通过数据通信接口的RS232、RS485、TTL接口与设备对接，通过仪表支持的数据协议实现仪表数据的采集，随后根据需要进行相应的运算和处理。设备的工作状态和故障信息均可以通过LED指示灯进行查看或则通过串口输出的方式，输出到计算机的串口软件进行分析。

附图说明

图1是本实用新型实施例的框架结构示意图；

附图标记说明：1- GPRS Modem调制解调单元；2-继电器驱动单元；3-开关量输入检测单元；4-数据通信接口；5-电源管理单元；6-复位控制单元；7-LED状态信号指示单元；8-中央处理单元。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，进一步说明本实用新型。

参见图1，一种工业级GPRS无线远程数据测控终端，由中央处理单元8、GPRS Modem调制解调单元1、继电器驱动单元2、开关量输入检测单元3、数据通信接口4、电源管理单元5、复位控制单元6及LED状态信号指示单元7组成；中央处理单元8通过其串口或接口分别与GPRS Modem调制解调单元1、继电器驱动单元2、开关量输入检测单元3、数据通信接口4、电源管理单元5、复位控制单元6电连接，GPRS Modem调制解调单元1与GSM天线电连接，GPRSModem调制解调单元1通过GSM天线接收来自移动基站的数据并输送给中央处理单元8或GPRS Modem调制解调单元1接收中央处理单元8并通过GSM天线发射输送给移动基站，继电器驱动单元2通过连接控制中间继电器，开关量输入检测单元3监测采集现场开关量状态；数据通信接口4与现场仪器仪表进行连接，电源管理单元5为其他单元供电，复位控制单元6监测系统的工作状态，中央处理单元8对接收到的数据进行综合计算和处理。

中央处理单元8为MSP430F149IPM、GPRS Modem调制解调单元1为MC52iR3、继电器驱动单元2为MMBT5551、开关量输入检测单元3为光电隔离元件TLP181、数据通信接口4为RS232/RS485/TTL接口、电源管理单元5为LM2596S-ADJ、复位控制单元6为看门狗电路TPS3823-33IPR。

本地仪器仪表的数据交互主要是通过数据通信接口4的RS232、RS485、TTL接口与设备对接，通过仪表支持的数据协议实现仪表数据的采集，随后根据需要进行相应的运算和处理。

光电隔离元件TLP181用于对现场开关量状态的检测，即通断检测。

所的中央处理单元8与LED状态信号指示单元7电连接，LED状态信号指示单元7指示中央处理单元8及与中央处理单元8电连接的其他单元的工作状态。

中央处理单元8、GPRS Modem调制解调单元1、继电器驱动单元2、开关量输入检测单元3、数据通信接口4、电源管理单元5及复位控制单元6集成于PCB电路主板上。

上述设置，使本实施例的结构更紧凑，稳定性更强，性能更好。

本实施例的中央处理单元8主要是通过MCU丰富的外部接口与其它各单元电路进行有机结合来实现其数据采集和远程传输以及现场开关量输入状态检测和继电器驱动控制等，从而实现工业级24小时无人值守数据采集和远程测控。

本实施例的工作原理如下：

由中央处理器与各外围电路进行协同工作，以实现设备与中心服务器进行数据交互的目的，设备加电后首先对各外围电路进行初始化，随后按照预先设置好的设备参数通过串口以AT指令的方式及IO控制的方式来同步和操作GPRS Modem调制解调单元1，主要包括Modem的开/关机、GSM网络注册、TCP/UDP网络协议选择、TCP/IP的请求连接等，当设备与远程服务器连接成功后，数据链路打通然后就可以实现数据的双向传输(即设备到服务器端和服务器到设备端)，设备同时还需要进行数据链路的检测，短信的查收，串口数据、网络数据的处理等。当链路异常时设备马上会进行相应的处理；当有短信修改参数或设备重启命令时马上解析并执行。与本地仪器仪表的数据交互主要是通过数据通信接口4的RS232、RS485、TTL接口与设备对接，通过仪表支持的数据协议实现仪表数据的采集，随后根据需要进行相应的运算和处理。设备的工作状态和故障信息均可以通过LED指示灯进行查看或则通过串口输出的方式，输出到计算机的串口软件进行分析。

本实施例的优点如下：

（1）中央处理单元8通过其串口或接口与GPRS Modem调制解调单元1电连接，实现了超低功耗MCU和超高性能GPRS Modem的完美结合。

（2）中央处理单元8MCU与GPRS Modem调制解调单元1GPRS Modem之间采用硬件数据流控的方式进行通信，保证了数据链路状态的实时性，可靠性，链路异常时可以实现快速断开并重连，不会产生虚连接的状况。

（3）可以同时稳定连接4个数据中心，数据中心可以是固定IP或域名解析，也可以是二者兼有，适用性强。

（4）设备所有参数均可通过短信进行远程修改或控制重新启动；

（5）当设备出现故障时，可以开启故障信息串口输出功能，进行故障查看和分析。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到的与本技术方案技术特征等同的变化或替代，都涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种工业级GPRS无线远程数据测控终端，包括中央处理单元，其特征在于：所述的中央处理单元通过其串口或接口分别与GPRS Modem调制解调单元、继电器驱动单元、开关量输入检测单元、数据通信接口、电源管理单元、复位控制单元电连接，GPRS Modem调制解调单元与GSM天线电连接，GPRS Modem调制解调单元通过GSM天线接收来自移动基站的数据并输送给中央处理单元或GPRS Modem调制解调单元接收中央处理单元数据并通过GSM天线发射输送给移动基站，继电器驱动单元通过连接控制中间继电器，开关量输入检测单元监测采集现场开关量状态；数据通信接口与现场仪器仪表进行连接，电源管理单元为其他单元供电，复位控制单元监测系统的工作状态，中央处理单元对接收到的数据进行综合计算处理。

2.根据权利要求1所述的工业级GPRS无线远程数据测控终端，其特征在于：所述的数据通信接口为RS232、RS485及TTL接口。

3.根据权利要求1所述的工业级GPRS无线远程数据测控终端，其特征在于：所述的开关量输入检测单元设有光电隔离元件TLP181。

4.根据权利要求1所述的工业级GPRS无线远程数据测控终端，其特征在于：所的中央处理单元与LED状态信号指示单元电连接，LED状态信号指示单元指示中央处理单元及与中央处理单元电连接的其他单元的工作状态。

5.根据权利要求1所述的工业级GPRS无线远程数据测控终端，其特征在于：所述的中央处理单元、GPRS Modem调制解调单元、继电器驱动单元、开关量输入检测单元、数据通信接口、电源管理单元及复位控制单元集成于PCB电路主板上。