毕业论文_无线数据采集系统设计.doc
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毕业论文_无线数据采集系统设计,资源包括：正文doc格式共28页23402字目录引言 （一）gprs技术特点 1.1gprs概述 1.2基于gsm的gprs网络结构1.3gprs网络传输协议1.4gprs的数据传输1.5gprs的移动性管理1.6gprs的功能和业务1.7gprs的技术优势（二）终端设计2.1终端构成2.2数据终端(gprs dtu)...
内容介绍
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资源包括：正文DOC格式共28页 23402字
目 录
引言 …………………………………………………………………………………………
（一）GPRS技术特点
1.1 GPRS概述 ……………………………………………………………………………
1.2 基于GSM的GPRS网络结构………………………………………………………
1.3 GPRS网络传输协议…………………………………………………………………
1.4 GPRS的数据传输……………………………………………………………………
1.5 GPRS的移动性管理…………………………………………………………………
1.6 GPRS的功能和业务…………………………………………………………………
1.7 GPRS的技术优势……………………………………………………………………
（二）终端设计
2.1 终端构成………………………………………………………………………………
2.2 数据终端(GPRS DTU)的接入………………………………………………………
2.3 TCP/ IP协议分析……………………………………………………………………
2.4 A/D转换器的选择…………………………………………………………………
2.5 嵌入式芯片及系统
2.5.1 什么是嵌入式系统……………………………………………………………
2.5.2 嵌入式系统的结构……………………………………………………………
2.5.3 嵌入式处理器分类与现状……………………………………………………
2.5.4 嵌入式操作系统一览…………………………………………………………
2.5.5 Linux作为嵌入式操作系统的优势……………………………………………
2.5.6 嵌入式系统的开发工具平台…………………………………………………
2.6 GPRS无线数据传输模块的选择…………………………………………………
（三）系统方案
3.1 数据中心接入方式………………………………………………………………
3.2 系统网络传输模型………………………………………………………………
3.3 程序流程…………………………………………………………………………
（四）应用范围
无线传输数据采集系统设计
摘要：
利用GPRS通信技术在中低速率数据传输方面的突出优势，设计实现了一套具有高可行性和高稳定性的GPRS无线数据传输系统方案。该方案具有通用性，可应用于工控、金融和交通等行业。
关键字：GPRS 嵌入式 无线传输 网络模型
引言
无线传输方式主要有以下几种：（1）基于专用无线传输芯片（包括蓝牙芯片）的方式，这种方式特点是针对特定应用设计，通用性差，覆盖范围小；（2）专用频段的短波电台方式，这种方式存在采集速度慢、并行性差、覆盖范围小、通信盲区多、中继通信设备的维护工作量大等缺点;(3)采用GSM/GPRS网络，该网络提供三种无线传输方式，一是拨号点对点方式，该方式采用电路交换技术，资源利用率低，按时间计费；二是短消息SMS方式，短消息方式传输容量小，可靠性和实时性差；三是GPRS方式，它覆盖范围广、标准网络接口、网络带宽大等优点，适用于较大范围的数据采集系统。本论文设计将采用基于GSM/GPRS网络的无线传输方式。
㈠ GPRS技术介绍
1.1 GPRS概述
GPRS,“通用分组无线业务”(General Packet Radio Service)，是在GSM系统的基础上建立的移动网络系统。它使用分组交换技术，能兼容GSM并在网络上传输高速数据。GPRS在传统的GSM网络中引入了3个新的组件：PCU(分组控制单元Packet Control Unit)，SGSN(GPRS服务支持节点Serving GPRS Support Node)和GGSN(GPRS网关支持节点Gateway GPRS Support Node). GPRS通信具有以下多个特点适合突发性、频繁的小流量数据传输；通信速率高，最高可达115.2Kb/s；按量计费，节省资源；“永远在线”，用户随时与网络保持联系，保证数据传输的实时性:接入速度快，只需2~3秒钟；GPRS支持Internet上应用最广泛的IP协议和X.25协议，能提供Internet和其它分组网络的全球性无线接入；GPRS利用现有的GSM网络资源，覆盖面广，没有空间与视距限制;通信终端设备简单，易维护；系统扩容方便，无需铺设线路，浪费钱财与人力。随着GPRS技术的发展，它在中低速率数据传输上的突出优势日渐凸显出来，使得它的行业应用开始进入高度发展阶段。
1.2基于GSM的GPRS网络结构
GPRS网络可以在现有移动通信网络如GSM等基础上做适当修改而成，现以基于GSM的GPRS为例进行阐述。
（1） 网络构成
由于GPRS支持分组通信，因而必须在GSM基础上增加支持分组业务的节点GSN(GPRS Support Node)以构成GPRS网络。GPRS网络中的GSN分为两种:SGSN (Service GSN)和GGSN (Gateway GSN )。其中SGSN为GPRS的业务支持节点，主要完成对MS(移动台)的鉴权、加密和移动性管理，并对MS送来的分组进行封装；GGSN是GPRS网与外部数据网互联的第一个节点，起网关作用，负责存储已经激活的GPRS业务用户的路由信息，并完成GPRS网中的分组数据包与外部数据网之间的协议转换。
由于GPRS采用原GSM的无线信道，其TDMA(时分多址)帧结构、GMSK(高斯最小频移键控)调制方式、频谱配置和200kHz载频间隔等都与GSM相同，因而不需改动原GSM的基站硬件设备(但软件需作相应升级以支持新的逻辑信道即多信道组合结构和新的编码方式)；但由于原来的BSS(基站子系统)只支持电路交换方式，如果要把数据分组引入到SGSN则必须增加相应的硬件设备PCU(分组控制单元)，PCU可集成于BSC(基站控制器)中，也可独立设置。当然原GSM网络中的HLR(归属位置寄存器)等也需作适当的软件升级，以支持GPRS的用户数据和路由信息。
（2） 新增接口定义
由于新增加了硬件设备PCU, SGSN, GGSN，因而也产生了许多新的接口，分别定义如下：
Gb接口：PCU与SGSN之间的接口。
Gn/Gp接口：SGSN与GGSN之间的接口，当SGSN与GGSN位于不同的PLMN(地面移动式公用网络)时为Gp，否则为Gn 。
Gi接口：GGSN与外部数据网之间的接口。
Gd接口：SGSN与SMS-GMSC(短消息业务的网关MSC) /SMS-IWMSC(短消息业务的网间MSC)之间的接口。
Gr接口：SGSN与HLR之间的接口。
Gs接口：SGSN与MSC (移动交换中心)/..
目 录
引言 …………………………………………………………………………………………
（一）GPRS技术特点
1.1 GPRS概述 ……………………………………………………………………………
1.2 基于GSM的GPRS网络结构………………………………………………………
1.3 GPRS网络传输协议…………………………………………………………………
1.4 GPRS的数据传输……………………………………………………………………
1.5 GPRS的移动性管理…………………………………………………………………
1.6 GPRS的功能和业务…………………………………………………………………
1.7 GPRS的技术优势……………………………………………………………………
（二）终端设计
2.1 终端构成………………………………………………………………………………
2.2 数据终端(GPRS DTU)的接入………………………………………………………
2.3 TCP/ IP协议分析……………………………………………………………………
2.4 A/D转换器的选择…………………………………………………………………
2.5 嵌入式芯片及系统
2.5.1 什么是嵌入式系统……………………………………………………………
2.5.2 嵌入式系统的结构……………………………………………………………
2.5.3 嵌入式处理器分类与现状……………………………………………………
2.5.4 嵌入式操作系统一览…………………………………………………………
2.5.5 Linux作为嵌入式操作系统的优势……………………………………………
2.5.6 嵌入式系统的开发工具平台…………………………………………………
2.6 GPRS无线数据传输模块的选择…………………………………………………
（三）系统方案
3.1 数据中心接入方式………………………………………………………………
3.2 系统网络传输模型………………………………………………………………
3.3 程序流程…………………………………………………………………………
（四）应用范围
无线传输数据采集系统设计
摘要：
利用GPRS通信技术在中低速率数据传输方面的突出优势，设计实现了一套具有高可行性和高稳定性的GPRS无线数据传输系统方案。该方案具有通用性，可应用于工控、金融和交通等行业。
关键字：GPRS 嵌入式 无线传输 网络模型
引言
无线传输方式主要有以下几种：（1）基于专用无线传输芯片（包括蓝牙芯片）的方式，这种方式特点是针对特定应用设计，通用性差，覆盖范围小；（2）专用频段的短波电台方式，这种方式存在采集速度慢、并行性差、覆盖范围小、通信盲区多、中继通信设备的维护工作量大等缺点;(3)采用GSM/GPRS网络，该网络提供三种无线传输方式，一是拨号点对点方式，该方式采用电路交换技术，资源利用率低，按时间计费；二是短消息SMS方式，短消息方式传输容量小，可靠性和实时性差；三是GPRS方式，它覆盖范围广、标准网络接口、网络带宽大等优点，适用于较大范围的数据采集系统。本论文设计将采用基于GSM/GPRS网络的无线传输方式。
㈠ GPRS技术介绍
1.1 GPRS概述
GPRS,“通用分组无线业务”(General Packet Radio Service)，是在GSM系统的基础上建立的移动网络系统。它使用分组交换技术，能兼容GSM并在网络上传输高速数据。GPRS在传统的GSM网络中引入了3个新的组件：PCU(分组控制单元Packet Control Unit)，SGSN(GPRS服务支持节点Serving GPRS Support Node)和GGSN(GPRS网关支持节点Gateway GPRS Support Node). GPRS通信具有以下多个特点适合突发性、频繁的小流量数据传输；通信速率高，最高可达115.2Kb/s；按量计费，节省资源；“永远在线”，用户随时与网络保持联系，保证数据传输的实时性:接入速度快，只需2~3秒钟；GPRS支持Internet上应用最广泛的IP协议和X.25协议，能提供Internet和其它分组网络的全球性无线接入；GPRS利用现有的GSM网络资源，覆盖面广，没有空间与视距限制;通信终端设备简单，易维护；系统扩容方便，无需铺设线路，浪费钱财与人力。随着GPRS技术的发展，它在中低速率数据传输上的突出优势日渐凸显出来，使得它的行业应用开始进入高度发展阶段。
1.2基于GSM的GPRS网络结构
GPRS网络可以在现有移动通信网络如GSM等基础上做适当修改而成，现以基于GSM的GPRS为例进行阐述。
（1） 网络构成
由于GPRS支持分组通信，因而必须在GSM基础上增加支持分组业务的节点GSN(GPRS Support Node)以构成GPRS网络。GPRS网络中的GSN分为两种:SGSN (Service GSN)和GGSN (Gateway GSN )。其中SGSN为GPRS的业务支持节点，主要完成对MS(移动台)的鉴权、加密和移动性管理，并对MS送来的分组进行封装；GGSN是GPRS网与外部数据网互联的第一个节点，起网关作用，负责存储已经激活的GPRS业务用户的路由信息，并完成GPRS网中的分组数据包与外部数据网之间的协议转换。
由于GPRS采用原GSM的无线信道，其TDMA(时分多址)帧结构、GMSK(高斯最小频移键控)调制方式、频谱配置和200kHz载频间隔等都与GSM相同，因而不需改动原GSM的基站硬件设备(但软件需作相应升级以支持新的逻辑信道即多信道组合结构和新的编码方式)；但由于原来的BSS(基站子系统)只支持电路交换方式，如果要把数据分组引入到SGSN则必须增加相应的硬件设备PCU(分组控制单元)，PCU可集成于BSC(基站控制器)中，也可独立设置。当然原GSM网络中的HLR(归属位置寄存器)等也需作适当的软件升级，以支持GPRS的用户数据和路由信息。
（2） 新增接口定义
由于新增加了硬件设备PCU, SGSN, GGSN，因而也产生了许多新的接口，分别定义如下：
Gb接口：PCU与SGSN之间的接口。
Gn/Gp接口：SGSN与GGSN之间的接口，当SGSN与GGSN位于不同的PLMN(地面移动式公用网络)时为Gp，否则为Gn 。
Gi接口：GGSN与外部数据网之间的接口。
Gd接口：SGSN与SMS-GMSC(短消息业务的网关MSC) /SMS-IWMSC(短消息业务的网间MSC)之间的接口。
Gr接口：SGSN与HLR之间的接口。
Gs接口：SGSN与MSC (移动交换中心)/..
