基于gprs的远程监控系统设计.pdf

方经理： 你好！用户首先要的是技术性方案，包括视频图片大小，传输方式（GPRS），传送时间及故障 处理（如发送失败如何处理等），图像的清晰度，设备工作模式（如白天的工作模式和夜晚的工作模 式）；报警的告知（如哪个基站发生报警需要短信提示，或在后端有相应的声音提醒）；整个系统不 需要大量存储，只要一台监控主机及相应的管理软件。要求能够对所拍内容进行分时记录并方便调取； 用戶需求如下： 方案的可行性说明；依据及指导思想； 技术原理：详细描述技术工作原理，及流程结构，运行示意图；功能特点及技术指标；运行框架； 整个系统的功能描述，还包括哪些额外的东西； 以上需求请尽快设计方案，我们答应客户下周四（四月一日）再去拜访； 谢谢！！ 基于 GPRS 的远程报警视频监控系统设计 1 引言 　　目前，对于移动基站多个分散点进行监控主要采用人工巡逻的方式，这种方 式存在实时性差、成本高、无法对环境恶劣的地区的基站进行监控等缺点。随着 internet 与移动通信技术的发展，这种传统的监控方案已无法满足应用要求，亟 待开发一种实时性好、可靠性高、价低易用的无线远程监控系统。GPRS 能够很 好地解决上述问题。GPRS 是在充分利用现有 GSM 网络的基础上，通过添加 GGSN 和 SGSN 实现数据的分组传输，从而将移动通信与 Internet 网络联系起来，是目 前无线数据传输应用最广泛的网络。 　　2 系统硬件组成 　　移动基站监控模块的硬件结构框图如图 1 所示，系统由远程监控模块和监控 中心 PC 机组成，它们通过 GPRS 网络进行通信。远程监控节点由 ARM 模块、GPRS 模块和传感器模块组成。其中，GPRS 模块主要用于数据的发送、接收以及短消 息的接收;ARM 模块完成传感器数据的编码和 TCP/IP 封装，控制 GPRS 模块将数 据发送到监控中心，并接收和执行监控中心发送的控制命令;监控中心为通过以 太网卡连人 Internet 中的一台具有固定 IP 的计算机，采用VB.NET 开发工具调用 Wi nsock 控件编写监控软件，用于接收、处理和显示各个监控点发送的数据，并对 监控点发送控制命令。 　　　其中，GPRS 模块是无线数据传输的核心部分，本文采用西门子公司的 MC3 9i，它提供一个标准的 RS232 接口用于与外部应用系统连接。 　　3 系统软件设计 　　3.1 基于 FreeRTOS 的系统任务设计 　　根据嵌入式实时操作系统模块化设计理念，将系统软件设计划分为主控任务 MainTask()、与网络连接任务 GPRSConctTask()、数据传输任务 xDataTrsmtTask() 、 短消息处理任务 xSMSProc-Task()和传感器任务 xSensorStatTask() 。任务之间采 用信号量、队列和邮箱等进行通信，其关系如图 2 所示，其中 MC39iSerialDrv() 为串口驱动程序。 　　MC39iSerialDrv()为串口驱动函数，它负责将发送队列 xQSendToMC39i 里面 的数据发送给与 MC39i 相连接的串口。接收到数据后，将 MC39i 串口接收到的 数据发送到接收队列 xQRecdFrom-MC39i 中，数据的接收和发送是通过中断服 务子程序完成的。 　　GPRSConctTask()实现 MC39i 模块与 GPRS 网络的连接，是远程数据传输的 基础和关键。 　　3.2 基于状态机设计 GPRS 连接任务 　　由于网络和信号强弱等原因，可能导致节点与 GPRS 网络连接的失败。本文 采用基于状态机的结构设计方法对各个阶段产生的错误进行处理，保障模块与 GP RS 网络建立可靠连接。程序状态机如图 3 所示。 　　3.3 基于 uIP 协议栈的传输层软件设计 　　利用 GPRS 模块进行数据传输时，数据格式须符合互连网络的 TCP/IP 协议 标准。xDataTrsmtTask()任务完成传输层和网络层处理。根据系统状态(UDP 或 TCP 态) ，传输层处理方式不同。 　　TCP 提供可靠的数据传输方式，其应用层协议也比较多，被广泛应用于网络 通信领域。由于 TCP 的协议头以及数据传输控制比较复杂，数据的传输效率较 低，因而越来越多的实时小数据量的应用，更倾向于使用基于 UDP 的数据传输 协议。 　　3.3.1 基于 uIP 的 TCP 数据传输方式的实现 　　本文基于 uIP TCP/IP 协议栈实现 TCP 数据传输方式。uIP 是由 AdamDu