KV輸電線路電壓監(jiān)測(cè)

1、畢 業(yè) 論 文題 目： 10KV輸電線路電壓監(jiān)測(cè) 摘 要本論文主要是應(yīng)用傳感器、51單片機(jī)、GPRS模塊對(duì)輸電線路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析處理及處理結(jié)果發(fā)送的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)分為傳感器型號(hào)的選擇、周期小信號(hào)的數(shù)字化處理、脈沖計(jì)數(shù)程序的設(shè)計(jì)及GPRS系統(tǒng)四個(gè)大模塊。再根據(jù)四大模塊對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行了功能的具體化設(shè)計(jì)，在周期小信號(hào)的數(shù)字化處理模塊中又進(jìn)行了模擬信號(hào)的放大，并將周期信號(hào)數(shù)字且頻率依舊。在單片機(jī)內(nèi)脈沖計(jì)數(shù)程序模塊中體現(xiàn)了智能化。在這之中最為經(jīng)典的是GPRS系統(tǒng)的應(yīng)用，此系統(tǒng)永遠(yuǎn)在線，按流量計(jì)費(fèi)，從而提供了一種高效、低成本的無(wú)線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。本設(shè)計(jì)采用MCS系列單片機(jī)的51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的分析處理。使

2、用51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)線路監(jiān)測(cè)的結(jié)果輸出控制，從而達(dá)到監(jiān)測(cè)目的。關(guān)鍵詞 傳感器 周期信號(hào)數(shù)字化 程序設(shè)計(jì) GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)目錄第一章. 引言2第二章 監(jiān)測(cè)設(shè)備的概述3第三章 傳感器的選用53.1 傳感器的定義53.2 傳感器的作用及其分類53.3 傳感器的選用原則73.4 傳感器測(cè)量基礎(chǔ)9第四章.周期小信號(hào)的數(shù)字化104.1 放大電路基礎(chǔ)104.2 A/D轉(zhuǎn)換11第五章.單片機(jī)及其應(yīng)用125.1單片機(jī)的概念125.2單片機(jī)的組成與特點(diǎn)125.3 MCS-51 程序設(shè)計(jì)135.4 單片機(jī)的中斷應(yīng)用155.5定時(shí)器的應(yīng)用16第六章.GPRS相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介176.1 GPRS相關(guān)技術(shù)176.2 GPRS的

3、技術(shù)優(yōu)勢(shì)186.3 GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)196.4 GPRS與GSM比較中表現(xiàn)出的特點(diǎn)20第七章. 10KV輸電線路電壓監(jiān)測(cè)217.1設(shè)計(jì)的模塊化介紹227.2 主要功能23第八章. 結(jié)束語(yǔ)24第九章. 參考文獻(xiàn)25第十章. 謝辭26第一章. 引言在電網(wǎng)中，變壓器、互感器、各種開關(guān)、輸電線路等電力設(shè)備不免受到自然環(huán)境（雨、風(fēng)、雪、雷等）或者人為偷盜等因素的破壞，需要及時(shí)地發(fā)現(xiàn)與修復(fù)，否則一旦造成大面積的停電事故，會(huì)嚴(yán)重的影響人們的日常生活，也給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成巨大的損失。因此，各電力公司要在各變電站中安排工作人員對(duì)站內(nèi)的各種一次設(shè)備進(jìn)行定期、定時(shí)地巡檢，以便更為有效地掌握電力設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，及早

4、發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的安全隱患，防止電力事故的發(fā)生，從而能夠有效的確保電力系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。出于對(duì)工作人員的人身安全、線路安全運(yùn)行的考慮，對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行有無(wú)電壓的監(jiān)測(cè)是非常有必要的。當(dāng)今社會(huì)以人為本，人身安全尤為重要。線路運(yùn)行過(guò)程中需要定期進(jìn)行巡視、檢修，在檢修過(guò)程中需要對(duì)輸電線路進(jìn)行確認(rèn)有無(wú)電壓。倘若有一款監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)線路進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，工作人員就可以實(shí)時(shí)的掌控線路信息，坦然工作毫無(wú)忌憚。若能在一間監(jiān)控室內(nèi)就能夠了解線路的運(yùn)行情況的話，不失為更加完美的一種設(shè)想。將設(shè)想變成設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)成果實(shí)物化便可完成完美設(shè)想。而且隨著電力設(shè)施的高速發(fā)展，將監(jiān)測(cè)設(shè)備不斷智能化是發(fā)展的趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)正是完美與實(shí)時(shí)

5、需要相結(jié)合的時(shí)代產(chǎn)物。第二章 監(jiān)測(cè)設(shè)備的概述21世紀(jì)以來(lái)我國(guó)電力需求在逐漸的得到一些緩解以后，從以前的“電老大”一直壟斷經(jīng)營(yíng)逐步改進(jìn)為服務(wù)型企業(yè)。開始把更多的客戶利益融入到了電力企業(yè)文化當(dāng)中。北京電力公司提出：盡量少停電不停電檢修。提供可靠安全的供電模式，以提高電能服務(wù)質(zhì)量為中心打造新北京打造新電力為中心。全面開展了多方面的電力檢修及檢測(cè)手段。為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)的重要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視與檢測(cè)【4】。監(jiān)測(cè)的目的在于及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備的各種劣化過(guò)程的發(fā)展，以求在可能出現(xiàn)故障或性能下降到影響正常工作之前，及時(shí)維修、更換，避免發(fā)生危機(jī)及安全的事故。電力設(shè)備在運(yùn)行中經(jīng)受電的、熱的、機(jī)械的負(fù)

6、荷作用，以及自然環(huán)境（氣溫、氣壓、濕度以及污穢等）的影響，長(zhǎng)期工作會(huì)引起老化、疲勞、磨損，以致性能逐漸下降，可靠性逐漸降低。設(shè)備的故障率逐漸增大，可能危及系統(tǒng)的安全運(yùn)行，必須對(duì)這些設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。以前由值班人員經(jīng)常巡視，憑其外觀現(xiàn)象、指示儀表等進(jìn)行判斷，發(fā)現(xiàn)可能的異常，避免事故的發(fā)生；電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的傳統(tǒng)方法是經(jīng)常性的人工巡視與定期預(yù)防性檢修、試驗(yàn)。設(shè)備在運(yùn)行中此外，定期對(duì)設(shè)備實(shí)施停止運(yùn)行的例行檢查，做預(yù)防性絕緣試驗(yàn)和機(jī)械動(dòng)作試驗(yàn)，對(duì)其機(jī)構(gòu)缺陷及時(shí)做出處理等。這種經(jīng)常巡視與定期檢修的制度對(duì)于電力設(shè)備的安全運(yùn)行起了重要的保障作用隨著傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法向

7、著自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，設(shè)備的定期檢修制度向著預(yù)警式檢修制度發(fā)展。電力設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)涉及面廣，大量的非電量（熱學(xué)、力學(xué)、化學(xué)參量等）需要各種相應(yīng)的傳感器，傳感器技術(shù)的發(fā)展為此提供了可能。隨著實(shí)用傳感元件的出現(xiàn)，裝備各種傳感器的具有狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能的新型電力設(shè)備是構(gòu)成自動(dòng)化的電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)。微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為傳感信號(hào)的記錄、處理與判斷提供了有力的工具，此外還可以執(zhí)行你要的控制操作，為電力系統(tǒng)的智能化控制提供了可能。在線檢測(cè)的主要困難在于不能影響設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。輸電線路是在電力系統(tǒng)中運(yùn)行的，通常工作于高壓狀態(tài)，檢測(cè)系統(tǒng)必須與高壓工作部位可靠隔離，通過(guò)外部狀態(tài)檢測(cè)進(jìn)行判斷。適用的傳感方

8、法或判斷手段是實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)的保障。應(yīng)用各種電量、非電量的傳感方法，可檢測(cè)線路的狀態(tài)。如利用輻射傳感器來(lái)檢測(cè)線路的發(fā)熱、放電（發(fā)光），可判斷過(guò)熱與局部放電現(xiàn)象；利用聲與振動(dòng)傳感，可檢測(cè)輸電線路的放電等故障。由于運(yùn)行設(shè)備一般處于工業(yè)環(huán)境下，各種干擾不可避免，傳感信號(hào)往往摻雜著干擾信號(hào)，因此測(cè)量信號(hào)的處理、判斷是十分重要的，而對(duì)于設(shè)備狀態(tài)的判斷，往往需要多方面的信號(hào)綜合判斷。對(duì)于各種不同的設(shè)備，需要特定的處理與處理程序，這種程序是通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成的，通常是一種專家系統(tǒng)。紅外線技術(shù)測(cè)控技術(shù) 是基于自然界中一切溫度高于絕對(duì)零度的物體，時(shí)時(shí)刻刻都輻射紅外線，通過(guò)檢測(cè)紅外輻射，分析載有物體的特征信息，從而

9、實(shí)現(xiàn)被檢測(cè)目標(biāo)的判斷。紅外線檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)在雖然應(yīng)用比較廣泛，但是還是有一定的缺陷。比如說(shuō)，如果在鏡頭前面加一塊透明玻璃，那么玻璃背后的所有東西的溫度都將無(wú)法測(cè)到。除非是在電纜頭熱量相當(dāng)大的、直輻射的才能看得到。通過(guò)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的檢測(cè)設(shè)備的介紹，我們大家可能對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還是很陌生，但是有了對(duì)設(shè)備監(jiān)測(cè)的初步了解，對(duì)于本次整個(gè)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)有了相當(dāng)?shù)膸椭?。在以下的章?jié)中會(huì)重點(diǎn)介紹、詳細(xì)介紹檢測(cè)設(shè)備的構(gòu)成與功能。第三章 傳感器的選用3.1 傳感器的定義人們通常將能把非電量轉(zhuǎn)換為電量的器件稱為傳感器（Sensor）。傳感器實(shí)際上是一種功能塊，其作用是將來(lái)自外部的各種信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，它是實(shí)現(xiàn)測(cè)試與自動(dòng)控制系統(tǒng)的首要環(huán)

10、節(jié)。如果沒(méi)有傳感器對(duì)原始參數(shù)進(jìn)行精確可靠地測(cè)量，那么，無(wú)論是信號(hào)轉(zhuǎn)換還是信號(hào)處理，或者最佳數(shù)據(jù)的顯示和控制都無(wú)法實(shí)現(xiàn)。傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的主要內(nèi)容之一，信息技術(shù)包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)。計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)發(fā)展極快，相當(dāng)成熟，對(duì)此運(yùn)用自如的工程技術(shù)人員也非常多。但精通而靈活使用傳感器技術(shù)的工作者卻很少，這是因?yàn)閭鞲衅鲬?yīng)用技術(shù)都需要使用模擬技術(shù)，而模擬技術(shù)有很多問(wèn)題難以解決。為了適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展，世界眾多國(guó)家都把傳感器技術(shù)列為現(xiàn)代的關(guān)鍵技術(shù)之一【1】。傳感器的變換原理和種類繁多，應(yīng)用也千差萬(wàn)別，因此具體應(yīng)用中傳感器的解決方案一般都有多種選擇。不斷地出現(xiàn)新型傳感元件和信號(hào)調(diào)理器為傳

11、感設(shè)計(jì)和應(yīng)用需求，需要根據(jù)具體任務(wù)要求，不斷地改進(jìn)或提出新的解決方案或設(shè)計(jì)新的傳感器。因此要求傳感器應(yīng)用者進(jìn)行自己的設(shè)計(jì)或改進(jìn)。傳感器有時(shí)亦被稱為換能器、變換器、變送器或探測(cè)器，其主要特征是感知和檢測(cè)某一形態(tài)的信息，并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息，當(dāng)然這里的信息應(yīng)包括電量或非電量。因此，傳感器是指對(duì)被測(cè)對(duì)象的某一種確定信息具有感受（或響應(yīng)）與檢出功能，并能按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的有用輸出信號(hào)的元器件或裝置。當(dāng)然，將非電量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并不是唯一的形式。從發(fā)展的眼光來(lái)說(shuō)，將非電量轉(zhuǎn)換成光信號(hào)或許更為有利。3.2 傳感器的作用及其分類1）傳感器的作用（1）信息的收集?？茖W(xué)研究中的計(jì)量測(cè)試，產(chǎn)品制造與銷售中

12、心所需的計(jì)量等都要通過(guò)測(cè)量來(lái)獲得準(zhǔn)確的定量數(shù)據(jù)。對(duì)于某種特定的要求，需檢測(cè)目標(biāo)物的存在狀態(tài)，把狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)。對(duì)系統(tǒng)或裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，由傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，發(fā)出警告信號(hào)并啟動(dòng)保護(hù)電路工作，這樣可以使系統(tǒng)或裝置正常工作并進(jìn)行安全管理。判斷產(chǎn)品是否合格，或人體各部分的異常診斷等都需由傳感器的測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）信息數(shù)據(jù)交換。把以文字、符號(hào)、代碼、圖形等多種形式記錄在紙或膠片上的信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)等易處理的信號(hào)數(shù)據(jù)，或者讀出記錄在各種媒介上的信息并進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例如，磁盤與光盤的信息讀出磁頭就是一種傳感器。（3）控制信息采集。檢測(cè)控制系統(tǒng)處于某種狀態(tài)的信息，并由此控制系統(tǒng)

13、的狀態(tài)，或者跟蹤系統(tǒng)變化的目標(biāo)值。2）傳感器的分類根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類 ：傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的?；瘜W(xué)傳感器技術(shù)問(wèn)題較多，例如可靠性問(wèn)題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價(jià)格問(wèn)題等，解決了這類難題，化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會(huì)有巨大增長(zhǎng)。 按照其用途，傳感器可分類為

14、： 壓力敏和力敏傳感器 、位置傳感器 、液面?zhèn)鞲衅?、能耗傳感器 、速度傳感器 、熱敏傳感器 、加速度傳感器 、射線輻射傳感器 、振動(dòng)傳感器、 濕敏傳感器 、磁敏傳感器、 氣敏傳感器 、真空度傳感器和生物傳感器等。按傳感器的構(gòu)成原理，可以分為結(jié)構(gòu)型和物性型兩大類。1） 結(jié)構(gòu)型傳感器是利用物理學(xué)中場(chǎng)的定律構(gòu)成的，包括力場(chǎng)運(yùn)動(dòng)定律、電磁場(chǎng)電磁定律等。2） 物性型傳感器是利用物質(zhì)定律構(gòu)成的，如歐姆定律等。在外界因素的作用下，所有材料都會(huì)做出相應(yīng)的、具有特征性的反應(yīng)。它們中的那些對(duì)外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用來(lái)制作傳感器的敏感元件。從所應(yīng)用的材料觀點(diǎn)出發(fā)可將傳感器分成下列幾類：

15、 (1)按照其所用材料的類別分為 ：金屬、聚合物、 陶瓷、 混合物(2)按材料的物理性質(zhì)分為 ： 導(dǎo)體、 絕緣體、 半導(dǎo)體、磁性材料(3)按材料的晶體結(jié)構(gòu)分為：?jiǎn)尉А?多晶、 非晶體材料等 與采用新材料緊密相關(guān)的傳感器開發(fā)工作，可以歸納為下述三個(gè)方向： (1)在已知的材料中探索新的現(xiàn)象、效應(yīng)和反應(yīng)，然后使它們能在傳感器技術(shù)中得到實(shí)際使用。 (2)探索新的材料，應(yīng)用那些已知的現(xiàn)象、效應(yīng)和反應(yīng)來(lái)改進(jìn)傳感器技術(shù)。(3)在研究新型材料的基礎(chǔ)上探索新現(xiàn)象、新效應(yīng)和反應(yīng)，并在傳感器技術(shù)中加以具體實(shí)施。現(xiàn)代傳感器制造業(yè)的進(jìn)展取決于用于傳感器技術(shù)的新材料和敏感元件的開發(fā)強(qiáng)度。傳感器開發(fā)的基本趨勢(shì)是和半導(dǎo)體以及

16、介質(zhì)材料的應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的。3.3 傳感器的選用原則傳感器千差萬(wàn)別，即使對(duì)于同種類的測(cè)定量也可采用不同工作原理的傳感器，因此，要根據(jù)需要選用最適宜的傳感器。1)根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型 要進(jìn)行次測(cè)量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因?yàn)椋词故菧y(cè)量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測(cè)量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問(wèn)題：量程的大??；被測(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求；測(cè)量方式為接觸式還是非接觸式；信號(hào)的引出方法，有線或是非接觸測(cè)量；傳感器的來(lái)源，國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，還是自行研制。在考慮

17、上述問(wèn)題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。2)靈敏度的選擇通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測(cè)量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)值相比較大，有利于信號(hào)處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測(cè)量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測(cè)量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡量減少?gòu)耐饨缫氲母蓴_信號(hào)。傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測(cè)量是單向量，而且對(duì)其方向性要求較高，則應(yīng)選擇其他方向靈敏度小的傳感器；如果被測(cè)量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。3)頻率響應(yīng)特性傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的

18、頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測(cè)量條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。傳感器的頻率響應(yīng)高，可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測(cè)信號(hào)的頻率較低。在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，應(yīng)根據(jù)信號(hào)的特點(diǎn)(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性，以免產(chǎn)生過(guò)火的誤差4)線性范圍傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測(cè)量精度。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。但實(shí)際上，任何傳感器都不能保證絕對(duì)的線性，其線性度也是相對(duì)的。當(dāng)

19、所要求測(cè)量精度比較低時(shí)，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會(huì)給測(cè)量帶來(lái)極大的方便。5)穩(wěn)定性傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。在選擇傳感器之前，應(yīng)對(duì)其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響。傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過(guò)使用期后，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。在某些要求傳感器能長(zhǎng)期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場(chǎng)合，所選用的傳感器穩(wěn)定性

20、要求更嚴(yán)格，要能夠經(jīng)受住長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn)。6)精度精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過(guò)高。這樣就可以在滿足同一測(cè)量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的傳感器。如果測(cè)量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用絕對(duì)量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測(cè)量值，就需選用精度等級(jí)能滿足要求的傳感器。對(duì)某些特殊使用場(chǎng)合，無(wú)法選到合適的傳感器，則需自行設(shè)計(jì)制造傳感器。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求3.4 傳感器測(cè)量基礎(chǔ)由于傳感器會(huì)影響整個(gè)檢測(cè)或

21、測(cè)量系統(tǒng)的特性，因此合理恰當(dāng)?shù)孛枋鱿到y(tǒng)的性能很重要。測(cè)量理論是描述傳感器和檢測(cè)系統(tǒng)性能和進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)。傳感與檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它是與信息系統(tǒng)的輸入端相連的，并將檢測(cè)到的信號(hào)輸送到信息處理部分，是感知、獲取、處理與傳輸?shù)年P(guān)鍵。檢測(cè)技術(shù)是研究自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中的信息提取、信息轉(zhuǎn)換以及信息處理的理論和技術(shù)為主要內(nèi)容的一門應(yīng)用技術(shù)。檢測(cè)技術(shù)的任務(wù)是尋找與自然信息具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的種種表現(xiàn)形式的信號(hào)，已確認(rèn)二者之間的定性、定量關(guān)系；從反映某一信息的多種信號(hào)表現(xiàn)中挑選出最適合所處條件的表現(xiàn)形式，以及尋求最佳的采集、變換、處理、傳輸、存儲(chǔ)、顯示等方法和相應(yīng)設(shè)備。第四章.周期小信號(hào)的數(shù)

22、字化隨著數(shù)字技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展與普及，在現(xiàn)代控制、通信及檢測(cè)領(lǐng)域中，對(duì)信號(hào)的處理廣泛采用了數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)。由于系統(tǒng)的實(shí)際處理對(duì)象往往都是一些模擬量（如溫度、壓力、位移、圖像等），要使計(jì)算機(jī)或數(shù)字儀表能識(shí)別和處理這些信號(hào)，必須首先將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號(hào)。 或在一段連續(xù)的時(shí)間間隔內(nèi)，其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現(xiàn)為任意數(shù)值的信號(hào)數(shù)字信號(hào)指幅度的取值是離散的，幅值表示被限制在有限數(shù)值之內(nèi)。二進(jìn)制數(shù)就是一種數(shù)字信號(hào)。二進(jìn)制數(shù)受噪聲的影響小，易于有數(shù)字電路進(jìn)行處理，所以得到了廣泛的應(yīng)用【8】。在模擬信號(hào)處理時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行放大，

23、故需了解一下放大電路。4.1 放大電路基礎(chǔ)用來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大的電路稱為放大電路，習(xí)慣上稱為放大器，它是使用最為廣泛的電子電路之一，也是構(gòu)成其他電子電路的基本單元電路。根據(jù)用途以及采用的有源放大器件的不同，放大器的種類很多，它們的電路形式以及性能指標(biāo)不完全相同，但它們的基本原理是相同的。放大電路的主要性能指標(biāo)有放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等。1）放大倍數(shù)放大倍數(shù)是衡量放大電路放大能力的指標(biāo)，它是電壓放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)和功率放大倍數(shù)等表示方法，其中電壓放大倍數(shù)的應(yīng)用最多。放大電路的輸出電壓u與輸入電壓u之比，稱為電壓放大倍數(shù)。放大電路的輸出電流i與輸入電流i之比，稱為電流放大倍數(shù)。放大電路的輸

24、出功率p與輸入功率p之比，稱為功率放大倍數(shù)。2）輸入電阻 放大電路的輸入電阻是從輸入端向者放電路內(nèi)看進(jìn)去的等效電阻，它等于放大電路輸出端接入實(shí)際負(fù)載電阻R后,輸入電壓u與輸入電流i之比。3）輸出電阻對(duì)負(fù)載而言，放大電路的輸出端可等效成為一個(gè)信號(hào)源，在輸入信號(hào)源電壓短路保留信號(hào)源內(nèi)阻、負(fù)載開路時(shí)，有輸出端向放大電路看進(jìn)去的等效電阻稱為輸出電阻。4.2 A/D轉(zhuǎn)換現(xiàn)在的軟件無(wú)線電、數(shù)字圖像采集都需要有高速的A/D采樣保證有效性和精度，一般的測(cè)控系統(tǒng)也希望在精度上有所突破，人類數(shù)字化的浪潮推動(dòng)了A/D轉(zhuǎn)換器不斷變革，而A/D轉(zhuǎn)換器是人類實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的先鋒。A/D轉(zhuǎn)換是指將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成N位二進(jìn)制數(shù)

25、字輸出信號(hào)的過(guò)程。第五章.單片機(jī)及其應(yīng)用 5.1單片機(jī)的概念單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器（CPU）存儲(chǔ)器（RAM、ROM、EPROM）和各種輸入、輸出接口（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、并行I/O口、串行口、A/D轉(zhuǎn)換器以及脈寬調(diào)制器等），這樣一塊集成電路芯片具有一臺(tái)計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片機(jī)【6】。單片機(jī)主要應(yīng)用于測(cè)控領(lǐng)域，用以實(shí)現(xiàn)各種測(cè)試和控制功能，多把單片機(jī)稱為微控制器MCU。5.2單片機(jī)的組成與特點(diǎn)隨著計(jì)算機(jī)微型化的需要，把微型計(jì)算機(jī)的中央處理器（CPU）、儲(chǔ)存器、輸入/輸出（I/O）接口等基本功能不見集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，即成為單片機(jī)。單片機(jī)除了具備一般微型計(jì)算機(jī)功能外，為了增

26、強(qiáng)實(shí)時(shí)控制能力，絕大部分單片機(jī)的芯片上還集成有定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，某些單片機(jī)還帶有A/D轉(zhuǎn)換器等功能部件，是單片機(jī)能滿足多功能看哦哦你固執(zhí)的要求。MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖單片機(jī)的特點(diǎn)之一是具有非常有效的控制功能。單片機(jī)不單是有效的數(shù)據(jù)處理機(jī)，而且是一個(gè)功能很強(qiáng)的過(guò)程控制機(jī)，只要加上少量的輸入/輸出設(shè)備或驅(qū)動(dòng)電路，就可構(gòu)成一個(gè)使用系統(tǒng)，滿足各種應(yīng)用領(lǐng)域的需要，把硬件功能軟件化。所以，單片機(jī)具有集成度高、體積小、功耗低、系列齊全、功能擴(kuò)展容易、使用靈活方便、抗干擾能力強(qiáng)。性能可靠、價(jià)格低廉等特點(diǎn)（6）。5.3 MCS-51 程序設(shè)計(jì)單片機(jī)程序設(shè)計(jì)多采用匯編語(yǔ)言編寫，同時(shí)也可采用C語(yǔ)言等高級(jí)語(yǔ)言編程

27、。匯編語(yǔ)言是符號(hào)化的機(jī)器語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言是接近自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)語(yǔ)言的算法語(yǔ)言，具有直觀、通用等特點(diǎn)。相對(duì)于高級(jí)語(yǔ)言，機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言屬于低級(jí)語(yǔ)言。用低級(jí)語(yǔ)言編寫程序需要完成【2】。1) 程序設(shè)計(jì)步驟程序設(shè)計(jì)有時(shí)可能是一件很復(fù)雜的工作，為了把復(fù)雜的工作條理化，就要有相應(yīng)的編寫程序步驟和方法。匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的步驟主要非為以下幾步。1.分析問(wèn)題，確定算法首先對(duì)需要解決的為題進(jìn)行具體的分析。例如，解決問(wèn)題的任務(wù)是什么？工作過(guò)程是什么？已知的數(shù)據(jù)，對(duì)運(yùn)算的精度和速度方面的要求是什么?找出合理的計(jì)算方法及適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。有時(shí)，可能有幾種不同的算法，在編寫程序之前，先要對(duì)不同的算法進(jìn)行分析、比較，找出最合適

28、的算法。2.根據(jù)算法，畫出程序框圖畫程序框圖可以把算法和解決問(wèn)題的步驟逐步具體化。通過(guò)程序框圖，把程序中具有一定功能的歌部分有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。從而使人們能夠抓住程序的基本線索，對(duì)全局有完整的了解。這樣，設(shè)計(jì)人員容易發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤和矛盾，減少出錯(cuò)的可能性。顯得更加完善。3. 分配內(nèi)存工作及有關(guān)端口地址分配內(nèi)存工作區(qū)，尤其是片內(nèi)RAM的分配，把內(nèi)存區(qū)、堆棧區(qū)、各種緩沖區(qū)要合理的分配，并確定每個(gè)區(qū)域的首地址，便于編程使用。要確定外部擴(kuò)展的各個(gè)I/O端口的地址、分配I/O接口線。4. 編寫程序根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選擇適當(dāng)?shù)闹噶钆帕衅饋?lái)，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，即程序。在這一步，設(shè)計(jì)者應(yīng)在掌握程

29、序的適當(dāng)位置上加上注釋的好習(xí)慣。5. 上機(jī)調(diào)試上級(jí)調(diào)試可以驗(yàn)證程序的正確性。任何程序編寫完成后總難免有缺點(diǎn)和錯(cuò)誤的，只有上機(jī)調(diào)試和試運(yùn)行才能比較容易發(fā)現(xiàn)和糾正他們。編寫完畢的程序在上機(jī)調(diào)試前必須匯編成機(jī)器代碼，才能調(diào)試和運(yùn)行，調(diào)試與硬件有關(guān)程序還要借助于仿真開發(fā)工具并與硬件連接。2) 實(shí)用程序設(shè)計(jì)本節(jié)介紹在MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中常用的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)目前，在單片機(jī)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中，廣泛使用的一種方法是結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法。采用結(jié)構(gòu)化方法設(shè)計(jì)的程序，具有程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性好、調(diào)試方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)結(jié)構(gòu)化程序涉及的觀點(diǎn)，功能復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)一般常采用以下幾種基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)

30、構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，再加上廣泛使用的子程序和中斷服務(wù)子程序，共有5種基本的程序結(jié)構(gòu)【2】。下面簡(jiǎn)要介紹5種基本的程序結(jié)構(gòu)。1. 順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)程序是最簡(jiǎn)單的程序結(jié)構(gòu)，在順序結(jié)構(gòu)的程序中既無(wú)分支，也無(wú)循環(huán)，也不調(diào)用子程序，程序執(zhí)行時(shí)，程序流向不變，按順序一條一條地執(zhí)行指令。2. 分支結(jié)構(gòu)分支結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是程序中含有轉(zhuǎn)移指令，轉(zhuǎn)移指令有分為無(wú)條件轉(zhuǎn)移和有條件轉(zhuǎn)移，因此分程序也可以分為有條件分之程序。無(wú)條件分支程序中含有無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，由于此類程序簡(jiǎn)單，這里不再討論。有條件分支程序按結(jié)構(gòu)類型來(lái)分，又分為單分支選擇結(jié)構(gòu)和多分支選擇結(jié)構(gòu)。3. 循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是程序中含有可以反復(fù)執(zhí)行的程序段，該程序段通

31、常稱為循環(huán)體。例如求100個(gè)數(shù)的累加和，則沒(méi)有必要連續(xù)安排100條加法指令，可以只用1條加法指令并使其循環(huán)執(zhí)行一百次。因此循環(huán)程序不僅可以大大縮短程序長(zhǎng)度和使程序所占的內(nèi)存單元數(shù)量少，也能使程序結(jié)構(gòu)緊湊和可讀性變好。4. 子程序在實(shí)際的程序設(shè)計(jì)中，將那些需多次應(yīng)用的、完成相同的某種基本運(yùn)算操作的程序段從整個(gè)程序中獨(dú)立出來(lái)，單獨(dú)編程一個(gè)程序段，需要是通過(guò)指令進(jìn)行調(diào)用。這樣的程序段成為子程序。子程序的最后必須以子程序返回指令RET指令結(jié)束。采用子程序能使整個(gè)程序的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，縮短程序的設(shè)計(jì)時(shí)間，減少占用的程序儲(chǔ)存空間。調(diào)用的程序成為主程序或條用程序。5. 中斷服務(wù)子程序中斷服務(wù)子程序是響應(yīng)請(qǐng)求某個(gè)中

32、斷源的中斷請(qǐng)求服務(wù)的獨(dú)立程序段，與子程序類似，不同的是中斷服務(wù)子程序必須以中斷子程序返回指令RETI指令結(jié)束（3）。5.4 單片機(jī)的中斷應(yīng)用1）中斷的概念中斷是指計(jì)算機(jī)暫時(shí)停止執(zhí)行原程序轉(zhuǎn)而響應(yīng)需要服務(wù)的緊急事件（執(zhí)行中斷服務(wù)程序），并在服務(wù)完成后自動(dòng)返回原程序的過(guò)程。單片機(jī)接通電源后將循環(huán)執(zhí)行編制好的程序（一般為主程序），當(dāng)有外部設(shè)備或內(nèi)部部件要求CPU為其服務(wù)時(shí)，計(jì)算機(jī)將被迫“中斷”執(zhí)行主程序，并記錄下暫停處的程序地址（斷點(diǎn)地址），然后轉(zhuǎn)去為外部設(shè)備服務(wù)，即執(zhí)行中斷服務(wù)程序；在中斷程序執(zhí)行完畢后自動(dòng)返回被迫中斷主程序的地址，繼續(xù)執(zhí)行原程序。2） 中斷源中斷源是指一起中斷的設(shè)備、部件或事件。

33、通常中斷源有以下幾種： 外部設(shè)備中斷源、控制對(duì)象中斷源、故障中斷和定時(shí)脈沖中斷源。3）中斷服務(wù)程序由于中斷程序入口地址之間的存儲(chǔ)區(qū)較小，因此，采用ORG偽指令來(lái)規(guī)定該指令后面的目標(biāo)程序存放的起始地址。中斷源在發(fā)出中斷請(qǐng)求后，CPU首先將相應(yīng)的中斷標(biāo)志位置位，然后通過(guò)對(duì)該標(biāo)志位進(jìn)行檢測(cè)來(lái)決定是否響應(yīng)。一旦CPU相應(yīng)某一中斷請(qǐng)求后，該中斷程序結(jié)束前，必須把它的中斷標(biāo)志位復(fù)位，否則CPU在返回主程序后將再次響應(yīng)同一中斷請(qǐng)求。中斷響應(yīng)時(shí)，硬件返回地址壓入堆棧，若在服務(wù)器程序中使用其他寄存器，則需要在中斷服務(wù)程序中保護(hù)中斷現(xiàn)場(chǎng)。中斷服務(wù)程序的最后一條指令必須是中斷返回指令RETI。5.5定時(shí)器的應(yīng)用應(yīng)用

34、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是初始化；二是計(jì)算計(jì)數(shù)初值。1）初始化初始化步驟如下：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)步驟需要首先確定定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作模式及工作方式，然后將相應(yīng)的控制字送入TMOD寄存器中。（2） 計(jì)算出計(jì)數(shù)初始值并寫入TH0、TL0、TH1、TL1中。（3） 通過(guò)對(duì)中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP和中斷允許寄存器IE的設(shè)置，確定計(jì)數(shù)器的中斷優(yōu)先級(jí)和是否開放中斷。（4） 給定時(shí)器控制寄存器TCON送命令字，控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)與停止。2） 初值的計(jì)算定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1不論是工作在計(jì)時(shí)還是定時(shí)模式下，都是加一計(jì)數(shù)，因而寫入計(jì)數(shù)器的初始值和實(shí)際計(jì)數(shù)值并不相同，兩者的換算關(guān)系如下：設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)值為C，計(jì)數(shù)

35、值最大值為M，計(jì)數(shù)初始值為X,則X=M-C在計(jì)數(shù)模式和定時(shí)模式下，計(jì)數(shù)初始值都是X=M-C（十六進(jìn)制數(shù)）。定時(shí)器模式下對(duì)應(yīng)的定時(shí)時(shí)間T為T=C*T機(jī)式中，T機(jī)為單片機(jī)的機(jī)械周期。第六章.GPRS相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介GPRS-General Packet Radio Service，通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)，是一種基于GSM系統(tǒng)的無(wú)線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無(wú)線IP連接。通俗地講，GPRS是一項(xiàng)高速數(shù)據(jù)處理的技術(shù)，方法是以分組的形式傳送資料到用戶手上。雖然GPRS是作為現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動(dòng)通信演變的過(guò)渡技術(shù)，但是它在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)。GPRS可說(shuō)是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳

36、輸?shù)姆绞讲煌?，是以封包（Packet）式來(lái)傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計(jì)算，并非使用其整個(gè)頻道，理論上較為便宜。6.1 GPRS相關(guān)技術(shù)1）GPRS技術(shù)體現(xiàn)GPRS通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)，是一種基于GSM系統(tǒng)的無(wú)線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無(wú)線IP連接。通俗地講，GPRS是一項(xiàng)高速數(shù)據(jù)處理的技術(shù)，方法是以分組的形式傳送資料到用戶手上。雖然GPRS是作為現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動(dòng)通信演變的過(guò)渡技術(shù)，但是它在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)。目前，香港作為第一個(gè)進(jìn)行GPRS實(shí)地測(cè)試的地區(qū)，已經(jīng)取得了良好的收效。 由于使用了分組的技術(shù)，用戶上網(wǎng)可以免受斷線的痛苦(情形大概就像使用了下載軟

37、件差不多)。此外，使用GPRS上網(wǎng)的方法與WAP并不同，用WAP上網(wǎng)就如在家中上網(wǎng)，先撥號(hào)連接，而上網(wǎng)后便不能同時(shí)使用該電話線，但GPRS就較為優(yōu)越，下載資料和通話是可以同時(shí)進(jìn)行的。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，聲音的傳送(即通話)繼續(xù)使用GSM，而數(shù)據(jù)的傳送便可使用GPRS，這樣的話，就把移動(dòng)電話的應(yīng)用提升到一個(gè)更高的層次。而且發(fā)展GPRS技術(shù)也十分經(jīng)濟(jì)，因?yàn)橹豁氀赜矛F(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)來(lái)發(fā)展即可。GPRS的用途十分廣泛，包括通過(guò)手機(jī)發(fā)送及接收電子郵件，在互聯(lián)網(wǎng)上瀏覽等。 使用GPRS實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收，這同時(shí)意味著用戶總是在線并且按流量計(jì)費(fèi)，迅速降低了服務(wù)成本。對(duì)于繼續(xù)處在難產(chǎn)狀態(tài)的中國(guó)移動(dòng)聯(lián)通WAP資

38、費(fèi)政策，如果將CSD(電路交換數(shù)據(jù)，即通常說(shuō)的撥號(hào)數(shù)據(jù)，歐亞WAP業(yè)務(wù)所采用的承載方式)承載改為在GPRS上實(shí)現(xiàn)，則意味著由數(shù)十人共同來(lái)承擔(dān)原來(lái)一人的成本。 而GPRS的最大優(yōu)勢(shì)在于：它的數(shù)據(jù)傳輸速度不是WAP所能比擬的。目前的GSM移動(dòng)通信網(wǎng)的傳輸速度為每秒9.6K字節(jié)，GPRS手機(jī)在今年年初推出時(shí)已達(dá)到56Kbps的傳輸速度，到現(xiàn)在更是達(dá)到了115Kbps(此速度是常用56Kmodem理想速率的兩倍)。 2）封包（Packet）技術(shù)所謂的封包（Packet）就是將Date封裝成許多獨(dú)立的封包，再將這些封包一個(gè)一個(gè)傳送出去，形式上有點(diǎn)類似于寄包裹，采用包交換的好處是只有在有資料需要傳送時(shí)才會(huì)

39、占用頻寬，而且可以以傳輸?shù)馁Y料量計(jì)價(jià)，這對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是比較合理的計(jì)費(fèi)方式，因?yàn)橄馡nternet這類的數(shù)據(jù)傳輸大多數(shù)的時(shí)間頻寬是間置的。此外，在GSM phase 2 的標(biāo)準(zhǔn)里，GPRS可以提供四種不同的編碼方式，這些編碼方式也分別提供不同的錯(cuò)誤保護(hù)（Error Protection）能力。利用四種不同的編碼方式每個(gè)時(shí)段可提供的傳輸速率為CS-1（9.05K）、CS-2（13.4K）、CS-3（15.6K）及CS-4（21.4K），其中CS-1的保護(hù)最為嚴(yán)密，CS-4則是完全未加以任何保護(hù)。每個(gè)用戶最多可同時(shí)使用八個(gè)時(shí)槽，所以GPRS號(hào)稱最高傳輸速率為171.2K。 6.2 GPRS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)（

40、1）相對(duì)低廉的連接費(fèi)用 資源利用率高在GSM網(wǎng)絡(luò)中，GPRS首先引入了分組交換的傳輸模式，使得原來(lái)采用電路交換模式的GSM傳輸數(shù)據(jù)方式發(fā)生了根本性的變化，這在無(wú)線資源稀缺的情況下顯得尤為重要。按電路交換模式來(lái)說(shuō)，在整個(gè)連接期內(nèi)，用戶無(wú)論是否傳送數(shù)據(jù)都將獨(dú)自占有無(wú)線信道。在會(huì)話期間，許多應(yīng)用往往有不少的空閑時(shí)段，如上Internet瀏覽、收發(fā)E-mail等等。對(duì)于分組交換模式，用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，這意味著多個(gè)用戶可高效率地共享同一無(wú)線信道，從而提高了資源的利用率。GPRS用戶的計(jì)費(fèi)以通信的數(shù)據(jù)量為主要依據(jù)，體現(xiàn)了“得到多少、支付多少”的原則。實(shí)際上，GPRS用戶的連接時(shí)間可能

41、長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)，卻只需支付相對(duì)低廉的連接費(fèi)用。 （2） 傳輸速率高 GPRS可提供高達(dá)115kbit/s的傳輸速率（最高值為171.2kbit/s，不包括FEC）。這意味著在數(shù)年內(nèi)，通過(guò)便攜式電腦，GPRS用戶能和ISDN用戶一樣快速地上網(wǎng)瀏覽，同時(shí)也使一些對(duì)傳輸速率敏感的移動(dòng)多媒體應(yīng)用成為可能。 （3） 接入時(shí)間短分組交換接入時(shí)間縮短為少于1GPRS是一種新的GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它可以給移動(dòng)用戶提供無(wú)線分組數(shù)據(jù)接入服務(wù)。GPRS主要是在移動(dòng)用戶和遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（如支持TCPIP、X.25等網(wǎng)絡(luò)）之間提供一種連接，從而給移動(dòng)用戶提供高速無(wú)線IP和無(wú)線X.25業(yè)務(wù)。 GPRS采用分組交換技術(shù)，它可以讓多

42、個(gè)用戶共享某些固定的信道資源。如果把空中接口上的TDMA之中的8個(gè)時(shí)隙都用來(lái)傳送數(shù)據(jù)，那么數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)164kb8.GSM空中接口的信道資源既可以被話音占用，也可以被GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占用。當(dāng)然在信道充足的條件下，可以把一些信道定義為GPRS專用信道。要實(shí)現(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)，需要在傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡(luò)中引入新的網(wǎng)絡(luò)接口和通信協(xié)議。目前GPRS網(wǎng)絡(luò)引入GSN（GPRS Supporting Node）節(jié)點(diǎn)。移動(dòng)臺(tái)則必須是GPRS移動(dòng)臺(tái)或GPRSGSM雙模移動(dòng)臺(tái)。6.3 GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)GPRS網(wǎng)絡(luò)是基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)中需要增加一些節(jié)點(diǎn)，如GGSN（Gateway GPR

43、S Supporting Node，網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）和SGSN（Serving GSN，服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）。 GSN是GPRS網(wǎng)絡(luò)中最重要的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。GSN具有移動(dòng)路由管理功能，它可以連接各種類型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并可以連到GPRS寄存器。GSN可以完成移動(dòng)臺(tái)和各種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳送和格式轉(zhuǎn)換。GSN可以是一種類似于路由器的獨(dú)立又備，也可以與GSM中的MSC集成在一起。 GSN有兩種類型：一種為SGSN（Serving GSN，服務(wù)GSN），另一種為GGSN（Gateway GSN，網(wǎng)關(guān)GSN），SGSN的主要作用是記錄移動(dòng)臺(tái)的當(dāng)前位置信息，并且在移動(dòng)臺(tái)和GGSN之間完成移動(dòng)分組數(shù)據(jù)的

44、發(fā)送和接收。GGSN主要是起網(wǎng)關(guān)作用，它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，如ISDN、PSPDN和LAN等。有的文獻(xiàn)中，把GGSN稱為GPRS路由器。GGSN可以把GSM網(wǎng)中的GPRS分組數(shù)據(jù)包進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠(yuǎn)端的TCPIP或X.25網(wǎng)絡(luò)。6.4 GPRS與GSM比較中表現(xiàn)出的特點(diǎn)相對(duì)于GSM的9.6kbps的訪問(wèn)速度而言，GPRS擁有171.2kbps的訪問(wèn)速度；在連接建立時(shí)間方面，GSM需要10-30秒，而GPRS只需要極短的時(shí)間就可以訪問(wèn)到相關(guān)請(qǐng)求；而對(duì)于費(fèi)用而言，GSM是按連接時(shí)間計(jì)費(fèi)的，而GPRS只需要按數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)；GPRS對(duì)于網(wǎng)絡(luò)資源的利用率而相對(duì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高

45、于GSM。 (1)高速數(shù)據(jù)傳輸 速度10倍于GSM，更可滿足您的理想需求，還可以穩(wěn)定地傳送大容量的高質(zhì)量音頻與視頻文件，可謂不一般的巨大進(jìn)步。 (2)永遠(yuǎn)在線 由于建立新的連接幾乎無(wú)需任何時(shí)間(即無(wú)需為每次數(shù)據(jù)的訪問(wèn)建立呼叫連接)，因此您隨時(shí)都可與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，舉個(gè)例子，若無(wú)GPRS的支持，當(dāng)您正在網(wǎng)上漫游，而此時(shí)恰有電話接入，大部分情況下您不得不斷線后接通來(lái)電，通話完畢后重新?lián)芴?hào)上網(wǎng)。這對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，的確是件非常令人惱火的事。而有了GPRS，您就能輕而易舉地解決這個(gè)沖突。 (3)以數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi) 即根據(jù)您傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量(如：網(wǎng)上下載信息時(shí))來(lái)計(jì)費(fèi)，而不是按上網(wǎng)時(shí)間計(jì)費(fèi)也就是說(shuō)，只要不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，即使您一直“在線”，也無(wú)需付費(fèi)。做個(gè)“打電話”的比方，在使用GSM+WAP手機(jī)上網(wǎng)時(shí)，就好比電話接通便開始計(jì)費(fèi)；而使用GPRS+WAP上網(wǎng)則要合理得多，就像電話接通并不收費(fèi)，只有對(duì)話時(shí)才計(jì)算費(fèi)用。總之，它真正體現(xiàn)了少用少付費(fèi)的原則。第七章. 10KV輸電線路電壓監(jiān)測(cè)隨著我國(guó)輸電線路總長(zhǎng)度和傳輸容量的不斷增長(zhǎng)，線路巡視、檢修等運(yùn)行管理的難度也越來(lái)越大，即使在特定的條件下的檢測(cè)也需要大量的人力、物力且難以獲得及時(shí)的數(shù)據(jù)。在這種情況下，急需提高輸