配料秤儀表無線通信論文

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一、系統(tǒng)總體構架

工業(yè)現(xiàn)場需要對配料秤儀表數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)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(huán)境惡劣的車間中，對儀表數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)能夠實時的完成配料秤儀表的參數(shù)讀取、參數(shù)設置、重量信號采集等功能，將有用信息傳往監(jiān)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(shù)據(jù)信號傳輸穩(wěn)定等好處。SMS（短信息）方式具有安全可靠、價格低的優(yōu)點，作為GPRS網(wǎng)絡的切換模式共同完成配料秤儀表遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，本課題中GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸終端采用SIEMENS內置TCP/IP協(xié)議棧的GPRS模塊MC55。

1.1GPRS傳輸方式介紹

配料秤儀表的GPRS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要由以下部分組成：監(jiān)控計算機、無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡以及稱重儀表（帶無線數(shù)據(jù)傳輸芯片MC55）。稱重儀表采集傳感器的稱重數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)封裝后經(jīng)串口RS-232發(fā)送到無線數(shù)據(jù)傳輸芯片MC55，MC55將發(fā)來的數(shù)據(jù)進行TCP/IP打包封裝傳送到Internet網(wǎng)絡中，監(jiān)控中心計算機通過Internet網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)進行析取得到有用的數(shù)據(jù)存儲到網(wǎng)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(wǎng)絡連接到監(jiān)控中心，這樣完成通信鏈路的數(shù)據(jù)通信。此外，監(jiān)控中心計算機也可以通過無線網(wǎng)絡對稱重儀表進行參數(shù)設置等功能。

1.2GSM/SMS傳輸模式

GSM/SMS傳輸模式具有數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠的優(yōu)點，在配料秤無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中主要由以下部分組成：稱重儀表(帶無線數(shù)據(jù)傳輸芯片MC55)、移動通信網(wǎng)絡和智能終端手機，稱重儀表將數(shù)據(jù)傳輸?shù)組C55，MC55將數(shù)據(jù)以AT格式通過通信網(wǎng)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(xiàn)

MC55是內置TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊，開發(fā)過程簡單，通過常規(guī)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(wǎng)絡和以太網(wǎng)的互連，信號傳輸穩(wěn)定可靠。MC55可以實現(xiàn)完整的PPP協(xié)議及TCP/IP協(xié)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(tǒng)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(zhí)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行UDP、IP封裝，最終將數(shù)據(jù)送入MC55模塊，完成數(shù)據(jù)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(wǎng)絡連接功能，五、無線通信技術的配料秤儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)測試結果應用VB編寫上位機界面程序，對所設計的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進行測試，現(xiàn)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(jiān)控中心5千米的地方進行，。由上面的實驗數(shù)據(jù)可知，GPRS方式的數(shù)據(jù)接收準確率相對SMS方式要低一些，原因是GPRS信號存在不穩(wěn)定因數(shù)，而短信息方式的數(shù)據(jù)傳輸率較高，因此結合SMS與GPRS的無線數(shù)據(jù)傳輸方式可以滿足配料皮帶秤儀表的遠程數(shù)據(jù)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