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基于GPRS无线网络的嵌入式远程车载监测系统

 

    摘要:按照石化公司的要求,设计了一个基于GPRS无线网络与嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的远程车载监测系统,用于监测槽罐车槽罐储液温度及其地理位置信息。车栽终端采用虚拟IP无线网络技术以及GPS卫星定位技术。数据监测中心设计了基于UDP协议的GPRS数据接收软件并采用ACCess数据库链接技术,成功实现了远程车载信息的现场采集与异地接收。最后给出了系统的运行结果。
关键词:GPRS网络;GPS;数据库;车载监测系统

    引言
    随着后PC时代的到来,嵌入式系统的应用已经越来越普遍,而基于GPRS无线网络的远程监测系统也在诸多工业工程领域有着广泛应用。本文将阐述基于GPRS无线网络的嵌入式远程车载监测系统,用于槽罐车槽罐储液温度以及地理位置信息的异地远程监测,其目的在于使石化公司及时掌握运输途中的储罐的温度随时问、地点的变化状况,为防止储罐因温度超限引发危险而起到预警作用,确保储罐铁路运输的安全。本文重点介绍其系统构成与车载GPS卫星定位技术以及远程数据的无线网络传输实现方法。

1 系统实现方案与构成
    整个车载系统可以分为车载终端和监控数据中心两个部分,如图1所示。车载终端的核心是三星公司推出的16/32位RISC微处理器S3C24 40A。它有三个串口,其中串口1接GPRS无线发射模块,串口2接GPS卫星定位模块,由其自带的A/D转换接口来完成模拟信号向数字信号的转化。采集完成的定位数据与温度数据通过GPRS无线网络发送到远程数据监控中心,监控中心将接收到的数据存入本地数据库,以供查询和参考。

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2 车载终端数据采集模块与GPRS无线发射模块的设计
2.1 车载终端数据采集模块的设计
    车载终端数据采集模块包括槽罐储液温度与GPS卫星定位数据的采集。其电路原理图如图2所示。图中左端为温度采集原理图,使用温度变送器可以将槽罐储液温度转化为0~40 mA的标准电流输出,电流经过变阻器后就可以将其转变为可供ARM微处理器处理的模拟电压,电压值范围应控制在0~3.3 V。图2右端为GPS数据采集原理图,GPS接收机采用台湾鼎天国际最新推出的GPS导航模块REB-1315。

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    模块的供电电压为直流3.3 V,由直流5 V通过LM1117芯片转化后得到。19脚GPS_RF_IN为GPS信号输入端,接GPS接收天线,并由模块自身的17脚RF_VOUT信号为其提供偏置电压,来保证天线的正常工作。4脚TXA为模块的串口发送信号,它是模块主要的数据传输通道,被用来输出定位数据,本设计利用其得到定位信息。由于REB-1315模块的输出为TTL电平,故使用MAX232将信号电平转换为RS 232电平。为了方便,这里使用DB9的1脚为模块提供5 V的直流输入电压。当模块GPS天线接好并上电正常工作后,GPS定位数据就会连续不断地从4脚输出。图2右侧为A/D采集接口,温度变送器标准输出为0~40 mA,经过变阻器将其转化为0~3.3 V的模拟电压后送到S3C2440A的模拟通道AIN0进行A/D转换。

信息来源:GOTOP
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