配料秤儀表無線通信論文

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一、系統總體構架

工業現場需要對配料秤儀表數據進行實時監測，但由于配料秤設備安裝在不同的車間，分布范圍廣且大多分布在環境惡劣的車間中，對儀表數據的實時采集存在難度。本課題設計的基于無線通信技術的數據傳輸系統能夠實時的完成配料秤儀表的參數讀取、參數設置、重量信號采集等功能，將有用信息傳往監控中心上位機服務器，這樣即縮短配料秤故障處理時間也提高工作效率。這種通訊方式具有傳輸距離不受空間約束、連接方便可靠、數據信號傳輸穩定等好處。SMS（短信息）方式具有安全可靠、價格低的優點，作為GPRS網絡的切換模式共同完成配料秤儀表遠程數據傳輸的功能，本課題中GPRS無線數據傳輸終端采用SIEMENS內置TCP/IP協議棧的GPRS模塊MC55。

1.1GPRS傳輸方式介紹

配料秤儀表的GPRS數據傳輸系統主要由以下部分組成：監控計算機、無線數據通信網絡以及稱重儀表（帶無線數據傳輸芯片MC55）。稱重儀表采集傳感器的稱重數據并將數據封裝后經串口RS-232發送到無線數據傳輸芯片MC55，MC55將發來的數據進行TCP/IP打包封裝傳送到Internet網絡中，監控中心計算機通過Internet網絡對數據進行析取得到有用的數據存儲到網盤中。每臺儀表的GPRS模塊具有固定的IP地址，它可以自動通過GPRS網絡連接到監控中心，這樣完成通信鏈路的數據通信。此外，監控中心計算機也可以通過無線網絡對稱重儀表進行參數設置等功能。

1.2GSM/SMS傳輸模式

GSM/SMS傳輸模式具有數據傳輸穩定可靠的優點，在配料秤無線數據傳輸系統中主要由以下部分組成：稱重儀表(帶無線數據傳輸芯片MC55)、移動通信網絡和智能終端手機，稱重儀表將數據傳輸到MC55，MC55將數據以AT格式通過通信網絡傳送到指定手機中，利用AT指令將短消息讀出。

二、GPRS硬件實現

MC55是內置TCP/IP協議的GPRS模塊，開發過程簡單，通過常規RS-232、RS-485接口和簡單的AT命令進行通信。MC55模塊可以完成GPRS網絡和以太網的互連，信號傳輸穩定可靠。MC55可以實現完整的PPP協議及TCP/IP協議，同時具有Router功能。MC55與單片機的連接方式如圖3所示。MC55與單片機ADuC845通過串口進行通信，SIM卡應用的引腳為SIM-RST、SIM-I/O、SIM-VCC、SIM-CLK。

三、系統軟件設計

AT命令是對GPRS模塊的控制方式，它是調制解調器可以識別并執行的命令，AT指令簡單方便容易學習。在“超級終端”中使用AT命令完成數據傳輸，也可以用AT指令設置串口屬性。當GPRS與MC55初始化后，通過鏈接PPP后對數據進行UDP、IP封裝，最終將數據送入MC55模塊，完成數據初始化。MC55模塊提供標準的RS-232串行接口，通過設置AT指令完成GPRS網絡連接功能，五、無線通信技術的配料秤儀表數據傳輸系統測試結果應用VB編寫上位機界面程序，對所設計的無線數據傳輸系統進行測試，現場有5臺儀表，配有5臺帶GPRS功能的MC55芯片，IP地址選擇如下圖所示，測試距離選擇距監控中心5千米的地方進行，。由上面的實驗數據可知，GPRS方式的數據接收準確率相對SMS方式要低一些，原因是GPRS信號存在不穩定因數，而短信息方式的數據傳輸率較高，因此結合SMS與GPRS的無線數據傳輸方式可以滿足配料皮帶秤儀表的遠程數據傳輸。

作者：路嘉揚 韓丁 單位：黑龍江科技大學電子與信息工程學院 內蒙古大學電子信息工程學院