基于GPRS的礦井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)基于GPRS的礦井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)引言GPRS網(wǎng)絡(luò)是基于GSM網(wǎng)絡(luò)的一種無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，其覆蓋面廣，無需架設(shè)有線線路，便于遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)，特別適合大型礦區(qū)在煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用。系統(tǒng)工作原理(1)工作原理GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的簡稱，是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接。它采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無線信道，同一無線信道又可以由多個(gè)用戶共享，有效地利用了信道資源

2、。GPRS網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)核心是在GSM網(wǎng)絡(luò)中傳送分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在可實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)與無線網(wǎng)絡(luò)資源的最佳結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了TCPIP協(xié)議的透明傳送。(2)主要特點(diǎn)1)傳輸速率高，最高可達(dá)到171 kbits，目前可以支持加40kbits左右的速率；2)永遠(yuǎn)在線，只要激活GPRS應(yīng)用后，將永遠(yuǎn)保持在線而不掉線，類似于一種無線的專線網(wǎng)絡(luò)；3)以流量收費(fèi)，在沒有通信流量時(shí)是不會(huì)計(jì)費(fèi)，計(jì)費(fèi)方式科學(xué)合理；4)基于TCPIP協(xié)議可以訪問整個(gè)Internet。5)快速登陸，無需進(jìn)行長時(shí)間的撥號(hào)來建立網(wǎng)絡(luò)連接。系統(tǒng)總體方案(1)主要組成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體方案如圖所示。系統(tǒng)由井下、井上兩部分組成，并下部分由安裝在各

3、個(gè)作業(yè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)的傳感器、CAN數(shù)據(jù)總線以及數(shù)據(jù)采集主站組成；井上部分由GPRS無線通信模塊、GPRS網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)終端和監(jiān)控中心等組成。其中GPRS無線模塊采用工業(yè)級(jí)GSM/GPRS MODEM JY-MD(2)井下數(shù)據(jù)的采集與傳輸本設(shè)計(jì)采用CAN總線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，CAN(Controller Area Network)即控制器局域網(wǎng)。它可提供高達(dá)1Mbits的數(shù)據(jù)傳輸速率，當(dāng)信號(hào)傳輸距離達(dá)到10kin時(shí)，仍可提供高達(dá)50kbits的數(shù)據(jù)傳輸速率。CAN總線采用差分信號(hào)進(jìn)行傳輸，具有遠(yuǎn)距離抗干擾通訊能力，與其它現(xiàn)場(chǎng)總線比較是最容易實(shí)現(xiàn)、價(jià)格最為低廉的一種，但其性能并不比其它現(xiàn)場(chǎng)總線差。其主要特點(diǎn)

4、為低成本，有極高的總線利用率；有很遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離，高速的數(shù)據(jù)傳輸速率(高達(dá)lMbits)，可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制及發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā)，節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線的功能。本系統(tǒng)中的每一個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)都是由多個(gè)傳感器、單片機(jī)、CAN控制器、光電隔離器和總線驅(qū)動(dòng)器組成。每一個(gè)采集點(diǎn)為一個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，也就是CAN總線網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)將現(xiàn)場(chǎng)采集到的甲烷氣體濃度、煤塵濃度、溫度等信息通過CAN總線傳輸?shù)轿挥诰诘臄?shù)據(jù)采集總站，如圖所示。在一個(gè)礦井中可能有多個(gè)地方需要安裝傳感器，也就是有多個(gè)節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)都連接到CAN總線上，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄诘臄?shù)據(jù)采集總站上。對(duì)于多

5、個(gè)礦井，則有多個(gè)主站，在圖l中只表示出了一個(gè)主站。(3)數(shù)據(jù)的無線遠(yuǎn)程傳輸本方案采用GPRS網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行遠(yuǎn)程的無線傳輸，如圖中井上的部分。主要由數(shù)據(jù)采集總站計(jì)算機(jī)、GPRS模塊、通信網(wǎng)絡(luò)(包括GPILS網(wǎng)絡(luò)和公共數(shù)據(jù)網(wǎng))以及監(jiān)控中心組成。GPRS模塊通過串口與數(shù)據(jù)采集總站的計(jì)算機(jī)連接，然后將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分組，并發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)中。GPRS網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿?dòng)公司的內(nèi)部網(wǎng)(CMNET)中，每個(gè)GPRS終端連上GPRS網(wǎng)絡(luò)時(shí)，即分配到一個(gè)GPRS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部IP地址，接著通過GPRS網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(GGSN)把端口映射到Internet，從而將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀nternet上，并且去尋找在Interne

6、t上的一個(gè)指定中心服務(wù)器，中心服務(wù)器通過數(shù)據(jù)接收軟件將數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)接收后可以轉(zhuǎn)發(fā)到企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的指定數(shù)據(jù)處理服務(wù)器上。整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程是基于TCPIP協(xié)議進(jìn)行，可構(gòu)成“中心服務(wù)器一多個(gè)用戶終端”的組網(wǎng)模式。其中數(shù)據(jù)采集模塊采用CAN型數(shù)據(jù)采集卡JY-DAM6640-C(4)監(jiān)控中心系統(tǒng)的監(jiān)控中心由監(jiān)控軟件和數(shù)據(jù)庫軟件構(gòu)成。監(jiān)控中心的服務(wù)器本身具有固定的IP地址，并以此IP地址接入Internet。監(jiān)控中心的服務(wù)器從綁定的IP地址上可以接收每個(gè)GPRS通信模塊發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳給監(jiān)控軟件進(jìn)行分析和處理，并通過圖、表或其他形式進(jìn)行顯示，同時(shí)將這些數(shù)據(jù)及其處理結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫中，以方便管理人員可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和查詢。系統(tǒng)結(jié)語基于GPRS的礦井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可同時(shí)對(duì)多個(gè)分散礦井進(jìn)行監(jiān)測(cè)。并可最大程度地保證數(shù)據(jù)采集的及時(shí)性、準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴１鞠到y(tǒng)建設(shè)周期短，建設(shè)成本、維護(hù)成本和