基于GSMGPRS无线数据通信终端的研究与实现

武汉理工大学硕士学位论文基于GSM/GPRS无线数据通信终端的研究与实现姓名：章广富申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：刘教瑜20070501基于GSM/GPRS无线数据通信终端的研究与实现作者：章广富学位授予单位：武汉理工大学相似文献(10条)1.学位论文蓝晓雱基于UML状态机的嵌入式网络协议实现框架的研究及实现2006嵌入式系统是一种以微控制器为核心的专用计算机系统，已经被广泛应用于工业控制、电子产品、通信等领域。随着Internet和无线通信技术的发展，以往单一功能的嵌入式系统越来越有接入局域网、互连网、无线通信网等网络的需求，以实现远程监控、自动控制的功能。这就要求在嵌入式系统中实现如TCP/IP等各种网络协议。由于嵌入式系统有限的软硬件资源限制，在实现TCP/IP等庞大的协议族时往往需要精心的裁剪和简化，以满足终端用户的基本需求。可是，由于用户对象的需求千差万别，设计嵌入式的网络协议就成为一项非常复杂繁琐的工作。鉴此，我们引入状态机的概念：状态机是描述一个对象或一个交互其生命期内响应事件所经历的状态序列的行为的集合，是用来实现网络协议的主要技术。UML状态机在总结以往各种状态机理论的基础上，吸收了面向对象技术的优点，支持嵌套的层次状态以及改进状态机的状态转换，使得UML状态机有很强的表达能力。UML状态适于用来实现各种复杂的网络协议，它是状态机理论的最新发展，代表了状态机实现技术的最高水平。本文首先对现有的UML状态机的实现技术进行了研究，并提出了本文的创新点，即根据状态树构造UML状态机的拓扑码，进而利用拓扑码实现一个新的易于实现且效率高的UML状态机状态转换算法。以该算法为基础，从本文的背景项目需求和实际应用出发针对目前广泛应用的8位、16位低端微处理器，完成了一个UML状态机通用实现框架――UF框架。该框架用C语言实现，效率高，不需要嵌入式操作系统的支持，可移植性强；框架提供了实现UML状态机的状态、事件、定时器、测试等各种接口，利用这些接口使状态机的实现易于编码，便于测试。本文同时给出了UF框架的设计模式，使得人们可以很容易地使用UF框架来实现各种嵌入式网络协议。在本文的背景项目中，笔者利用UF框架开发一个PPP协议，它给出了UF框架使用的一个范例和验证。PPP协议作为GPRS模块中PPP协议的一个客户端，为嵌入式终端和GPRS模块之间的通信提供了数据链路层的链路建立、维护以及承载上层的IP协议等功能。开发环境是Microchip公司的MPLAB-ICD集成开发系统，UF的实现以及其他代码采用C语言编写。经过测试，用UF实现的PPP协议完全可以为TCP/IP提供稳定可靠的承载。从这个项目中可以看出UF框架具有以下特点：UF易于将网络协议的UML状态图转化为该网络协议的实现代码；能清晰的反映状态机各个状态之间的嵌套层次关系；与以往的框架相比，UF框架所采用新的状态转换算法不仅使得状态转换的效率得到较大提高，而且易于编码实现。实验测试结果表明：本文所描述的UF软件框架容易构建，便于测试，可用于实现各种嵌入式网络协议。2.期刊论文郑鸿云.邓菲.白国振.ZHENGHong-yun.DENGFei.BAIGuo-zhen基于嵌入式系统的家庭病床远程医疗服务系统-上海理工大学学报2006,28(3)提出了一个由ARM系列微处理器S3C44B0X与MC35GPRS模块构成的家庭病床远程医疗系统.介绍了S3C44B0X及MC35的性能特点、系统的组成原理,以及主要外围接口电路的设计和软件设计架构,给出了GPRS模块的软件配置方法.经过实验测试表明,系统在实际中取得了良好的效果.3.学位论文张桥基于Web的嵌入式Linux远程无线监控系统设计2007Linux从1991年问世到现在的短短十几年时间内，已经发展成为功能强大、设计完善的操作系统之一，不仅可以与各种传统的商业操作系统分庭抗争，在新兴的嵌入式系统领域内也获得了飞速发展。嵌入式Linux以其可应用于多种硬件平台、内核高效稳定、源码开放、软件丰富、网络通信和文件管理机制完善等优良特性，成为嵌入式系统领域中的一个研究热点。基于嵌入式Linux的工控系统以嵌入式微处理器为核心来运行嵌入式Linux操作系统。应用程序可通过网络进行更新，并可通过键盘进行人机对话，数据可通过LCD现场显示，重要数据可以文件形式保存在Flash等闪存存储器中。更为关键的是，可充分利用Internet上已有的软件和协议(如：ftp，http以及MySql等应用程序)迅速搭建前台数据采集系统，以实现采集系统和后台管理系统的通讯。本文提出了一种基于Web的嵌入式Linux无线远程监控系统方案，并实现了其中的关键技术，包括uClinux系统下的串口驱动、西门子GPRS模块MC35i的控制程序、CGI动态网页程序开发以及uClinux下多任务程序的实现。全文共分为七章，对所有的关键技术进行了详细深入的分析，并给出了具体的实现方法。第一章首先介绍了嵌入式系统的定义、组成，阐述了Web服务器应用于工业控制领域的优点，并对嵌入式Web的动态网页技术作了一个大体的概述。第二章介绍了uClinux开发平台的构建。给出了宿主机和目标机开发平台详细的构建过程。然后分析了在uClinux下进行应用程序开发的流程，并给出一种具体的嵌入式Linux下应用开发方法。第三章首先阐述了Linux下设备驱动程序的编写方法，然后给出了一种有效的驱动程序调试手段，最后说明了S3C4480第二个串口驱动的具体实现过程。第四章主要叙述了西门子GPRS模块MC35i的控制方法。首先对GPRS技术作了一个简要的介绍，然后分析了MC35i中文短信的实现方法，最后给出了具体的软件实现流程。第五章主要说明了在uClinux中安装BoaWeb服务器的方法。文中给出了配置的具体步骤，然后阐述了CGI动态网页开发。第六章是本文的重点，论述了整个监控系统的体系结构及系统软件的组成和实现。第七章对全文的主要研究工作进行了总结，讨论了其中存在的问题以及今后继续深入的方向。4.学位论文申妙芳基于嵌入式和GPRS的自动抄表系统的研究2009随着人民生活水平的提高，用电户的不断增加使供电部门抄表工作量大幅增长。传统的人工抄表由于存在诸多弊端已经越来越不能适应现代化管理的需要。自动抄表系统因其效率高、差错率小等优点应运而生，它不仅可以代替烦琐的手工劳动，更为以后能提供更多优质的服务奠定了基础。本无线自动抄表系统，以C8051F020和S3C2410芯片作为采集器和集中器的核心处理器来构建硬件平台，以嵌入式Linux系统作为软件开发平台，上层采用GPRS无线通信方式，下层通过nRF905无线模块传输数据，具有容量大、可移植性强、性能高效等优点。文中首先分析了国内外自动抄表行业的现状，指出了其优缺点，提出了基于嵌入式和GPRS的自动抄表系统，对该系统的发展和应用前景进行了综述。基于课题研究的需要，本文还对嵌入式系统、嵌入式操作系统、GPRS和ARM等相关技术作了介绍。根据系统功能的需要，本文对S3C2410处理器芯片的外围硬件进行了扩展设计，包括外围存储、LCD、键盘、nRF905通信和GPRS通信模块等，使系统具备了满足使用的最小系统硬件资源。为实现运用多任务操作系统有效组织处理并行任务的目的，本系统在设计时将嵌入式Linux操作系统移植到S3C2410上。在软件设计部分，本系统实现了包括协议和SPI接口nRF905无线通信；完成了GPRS驱动程序、模块的初始化，并针对PPP协议实现了PPP拨号，将GPRS模块连接到Internet网络进行通信。通过以上设计，建立了一个功能齐全，实时可靠，基于嵌入式和GPRS的无线自动抄表系统。5.期刊论文邓菲.王磊.尹慧琳.DENGFei.WANGLei.YINHui-ling基于嵌入式系统与GPRS传输的大气污染气体综合监控系统-测控技术2006,25(1)提出了一种基于ARM系列的微处理器S3C44BOX与Q2403AGPRS模块构成的大气污染气体监控系统.主要介绍了电化学气体传感器,S3C44BOX及Q2403A的性能特点,并说明了系统的组成原理,以及主要外围接口电路的设计和软件设计架构,给出了GPRS模块的配置方法.经过实验测试,系统效果良好.6.学位论文龚芳基于GPRS的高速公路防雾预警系统设计研究2007近十年来我国高速公路建设有了飞速的发展，同时，高速公路的交通事故率也在不断上升，其中，由于我国西高东低的地形特点，而高速公路又布置在东南沿海地带，又由于受地球温室效应的影响，雾情频频发生，特别是局部地区的团雾，因雾而引发的严重交通事故也日益增多。因此，建立高速公路防雾预警系统已成当务之急。该系统将气象学技术、嵌入式系统技术、数字传感器技术等领域进行了系统集成，对高速公路防雾预警系统的可行性方案和关键技术进行了设计研究，主要由防雾预警检测模块、GPRS无线数据传输模块、数据中心工作站三部分组成。本系统首次提出了采用高精度双联数字温度传感器进行空气湿度测量，完成高速公路现场成雾湿度阈值判据检测，当湿度达到成雾阈值时，由MCLj启动能见度仪，完成防雾预警系统的数据采集。在MCu的控制下，由GPRS无线模块．MC35i通过GPRS无线网络将数据传送到数据中心，最终实现了高速公路防雾的实时预警。本文在上述方案的基础上，完成了防雾预警模块的软件编程，并利用嵌入式系统完成了GPRS远程无线数据传输的综合实验。实验结果表明，防雾预警检测模块测量数据准确，GPRS无线数据传输运行稳定可靠，防雾预警系统方案可行。最后，本文对预警系统如何与我国高速公路管理有机结合进行了初步探讨。7.学位论文徐德亮基于ARM/GPRS远程家用监控平台的设计与研究2009随着半导体技术的发展和信息技术以及数字化产品的普及，嵌入式系统已被应用到网络、手持通信设备、仪器仪表、国防军事以及自动化控制等各个领域。而结合视频监控的嵌入式应用系统更是应用的热点。正是顺应这一趋势，作者展开了对远程视频监控相关技术的研究，设计了基于嵌入式平台的远程视频监控系统。系统以友善之臂公司的friendlyarm作为硬件平台、嵌入式linux作为软件平台、以传统的以太网来实现高速的视频数据传输实现远程视频监视、以GPRS作为扩展模块来实现远距离的用户手机报警提示。该系统主要设计应用于无人值守的家用现场环境。论文详细的论述了基于ARM9的S3C2410A作为系统硬件平台、扩展外围的GPRS模块、视频数据采集模块和触摸屏显示模块的嵌入式应用系统。还详细的论述了在该平台上配置交叉开发环境和移植bootloader的过程，裁剪和配置嵌入式linux系统的过程。同时按照系统方案设计了视频数据采集应用软件，基于TCP/IP的以太网视频数据传输应用软件，以及基于GPRS的串口数据发送软件。系统根据现场采集的视频数据做相应的处理，启用GPRS发送警示短信息；同时用户可以根据现有接入以太网的计算机来调阅现场的视频数据信息。最后将该监控系统应用于普通的家用环境，结果通过对现场采集的视频数据和发送的警示短信息表明该系统能够满足于同常的无人值守的家用环境。同时总结了存在的问题以及今后需要改进的方向：首先，该系统有良好的扩展性能，通过相应的总线和接口扩展可以实现智能家用电器控制系统；其次，该系统有一定的商业和社会价值。当然系统也有不足的地方，软件设计处于测试阶段，有很多需要完善的地方。最后，通过研究和实验表明：基于ARM/GPRS的远程家用监控系统具备了实时监控和即时报警功能，可以应用于实际家用监控场合。8.期刊论文宋健.王直杰.张珏.Song.Jian.Wang.Zhijie.Zhang.Jue基于WindowsCE.NET下的GPRS模块的研究与开发-微计算机信息2006,22(5)根据WindowsCE.NET嵌入式系统的特点以及GPRS无线通信的工作原理,设计了一个在WindowsCE.NET嵌入式平台下连入GPRS无线网络传输数据的解决方案;完成了各硬件模块之间的连接并通过向串