基于GPRS的無線煤礦監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)論文

1、 PAGE- 67 - / NUMPAGES74 學(xué) 位 論 文基于GPRS的無線煤礦監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)Design of Wireless Monitoring Control System of Coal Mines Based on GPRS作 者 姓 名： 薛猛 學(xué)科、專業(yè) ： 通信工程專業(yè) 學(xué) 號 ： 042027106 指 導(dǎo) 教 師： 艷萍教授 完 成 日 期：中北大學(xué)分校Taiyuan Institute of Technology摘 要煤炭產(chǎn)業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。礦井安全是煤炭產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展的重要保證。由于煤炭資源特殊的生產(chǎn)環(huán)境，經(jīng)常發(fā)生瓦斯爆炸、火災(zāi)、

2、塌方等重大災(zāi)害，嚴(yán)重地制約著煤礦安全的生產(chǎn)。而且，我國礦區(qū)分布較為分散，多處于丘陵山區(qū)，信息傳遞很不方便。為了有效的監(jiān)控和管理煤礦的安全狀態(tài)，必須遠(yuǎn)距離、準(zhǔn)確、與時地對企業(yè)的礦井安全進行不間斷的監(jiān)控。因此，利用高科技開發(fā)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，以實現(xiàn)對礦井安全的自動監(jiān)控，同時加大煤礦管理部門對礦井安全的管理力度。多年來，我國小型地方煤礦事故頻繁出現(xiàn)，許多政府責(zé)令關(guān)閉的煤礦還在肆無忌憚地運營，政府部門對這些煤礦不能達(dá)到實時監(jiān)控，究其原因，主要是大部分地方煤礦坐落在邊遠(yuǎn)地區(qū)，布點分散、規(guī)模小、年產(chǎn)量低、服務(wù)年限短，用傳統(tǒng)的組網(wǎng)手段存在投資大、施工布線不方便等難以克服的弊端，所以政府不能用先進的通訊手段去監(jiān)控

3、這些煤礦，給煤礦經(jīng)營者帶來可乘之機。因此，本文提出了一種基于GPRS(General Packet Radio Service)的無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。在以基于GPRS 無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了瓦斯防爆的無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，并對其作了一些探討和研究。具體容如下：該系統(tǒng)以GPRS 網(wǎng)絡(luò)作為遠(yuǎn)程信號的傳輸平臺。首先對GPRS 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和工作原理以與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與其程序?qū)崿F(xiàn)作了詳細(xì)的講解，并且對比了GPRS 和GSM 網(wǎng)絡(luò)的通信方式和優(yōu)缺點。由于通信的建立、數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送是通過AT 指令來實現(xiàn)的，因此簡單介紹了常見的AT 指令與其使用方法。其次，我們介紹系統(tǒng)的硬件設(shè)計，對主要硬件無線模塊MC

4、35 和MSP430F149 單片機與其外圍電路設(shè)計進行了重點詳細(xì)的講述。硬件的設(shè)計主要分為兩個部分監(jiān)控中心站和遠(yuǎn)程監(jiān)控分站，重點介紹遠(yuǎn)程監(jiān)控分站的硬件設(shè)計和系統(tǒng)組成。接著我們介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計，主要包括監(jiān)測中心站軟件設(shè)計和遠(yuǎn)程監(jiān)控分站軟件設(shè)計。并且對設(shè)計過程中的難點進行詳細(xì)介紹和分析。論文結(jié)合GPRS 遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計出一套基于GPRS的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，并給出了此系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的一些探討和研究關(guān)鍵詞遠(yuǎn)程監(jiān)控；GPRS；AT 指令；MSP430 單片機；協(xié)議；Design of Wireless Monitoring Control System of Coal Mines Based

5、on GPRSAbstractThe coal industry is the pillar industry of our country, occupying the important position in the national economy.The mineral well safety is development. Because of special production surroundings of the coal resources, there is usually the important disaster of gas blast, a fireetc.,

6、restricting the safe production of the coal mine. Besides, our country mineral distinction distributes dispersedly, and has several mound mountain areas.For supervising and managing the safe appearance of the coal mine availably,there must be a long-distance, accurate monitor without a break to the

7、mineral well safe parameter of the business enterprise in time. Therefore, making use of the high technology development remote monitoring system, we can carry out to the mineral well the auto monitor of the safety supervision, and enlarge the coal mine management section to the mineral well safety

8、of management strength.Frequent accident happened in local small coal mine for the past many years. Some which was ordered to shut down is still in operation. The government can not to monitor them in real time. Of course, there have many reasons. But the most important is a majority of the coal min

9、es are built in remote and mountain areas, scattered, small ,low volume and the length of service is not long. The traditional network installation need too much capital and the constraction is difficult, so the local government can not to monitor them with advanced means of communication.So in this

10、 paper we present a wireless remote monitor control systembased on GPRS. Based on this system we design a remote monitor controlsystem based on GPRS for avoiding the gas exploding, and present somediscussions and investigation in applying field. The detailed content is as following:In this system GP

11、RS network is a medium for transmitting the remotesignal. First it presents detailed explanation of GPRS networks systemstructure and the communication principle and network protocols with theprogram code and contrast the communication mode, merits, and shortcomingbetween GPRS and GSM. Because of se

12、tting up the channel forcommunication, transmitting and receiving data is realized by using AT command; it presents the familiar AT command and using method. Then we introduce the hardware design of the system and expatiate on the main hardware MC35 and microchip MSP430F149 MCU with peripheral circu

13、it in detail. The design of the system hardware mainly includes two parts: themonitoring center and the remote monitoring station, we emphasis on thehardware design and construction of the remote monitoring station. Then we introduce the software design of the system, it mainly includes the monitori

14、ng center software and the remote monitoring station software in design of system software. And we introduce and analyze the difficulties during the system design. At the end of the paper it represents a remote monitor control systembased on GPRS for avoiding the gas exploding with the remote monito

15、r control system based on GPRS, and presents some discussions and investigation in applying field.Keywords： Remote monitor control; GPRS; AT command; MSP430 MCU; Protocol目 錄TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc200732475摘要 PAGEREF _Toc200732475 h IIHYPERLINK l _Toc200732476Abstract PAGEREF _Toc200732476 h

16、IIIHYPERLINK l _Toc200732477目錄 PAGEREF _Toc200732477 h VHYPERLINK l _Toc200732478引言 PAGEREF _Toc200732478 h - 1 -HYPERLINK l _Toc200732479第一章緒論 PAGEREF _Toc200732479 h - 2 -HYPERLINK l _Toc2007324801.1 課題背景 PAGEREF _Toc200732480 h - 2 -HYPERLINK l _Toc2007324811.2 研究目的和意義 PAGEREF _Toc200732481 h - 3

17、 -HYPERLINK l _Toc2007324821.3 礦井安全監(jiān)控現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc200732482 h - 4 -HYPERLINK l _Toc2007324831.4 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)綜述 PAGEREF _Toc200732483 h - 6 -HYPERLINK l _Toc2007324841.5 本文主要工作 PAGEREF _Toc200732484 h - 7 -HYPERLINK l _Toc200732485第二章 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與工作原理 PAGEREF _Toc200732485 h - 9 -HYPERLINK l _Toc2007324862.

18、1 GPRS網(wǎng)絡(luò)通信綜述 PAGEREF _Toc200732486 h - 9 -HYPERLINK l _Toc2007324872.1.1 GPRS 現(xiàn)狀與發(fā)展 PAGEREF _Toc200732487 h - 9 -HYPERLINK l _Toc2007324882.1.2 GPRS 的特點與優(yōu)勢 PAGEREF _Toc200732488 h - 10 -HYPERLINK l _Toc2007324892.2 GPRS 系統(tǒng)組成與相關(guān)接口 PAGEREF _Toc200732489 h - 12 -HYPERLINK l _Toc2007324902.3 GPRS 網(wǎng)絡(luò)工作原理

19、 PAGEREF _Toc200732490 h - 14 -HYPERLINK l _Toc2007324912.3.1 分組數(shù)據(jù)路由與傳輸 PAGEREF _Toc200732491 h - 14 -HYPERLINK l _Toc2007324922.3.2 信令協(xié)議平臺 PAGEREF _Toc200732492 h - 16 -HYPERLINK l _Toc2007324932.4 幾種實際應(yīng)用中的組網(wǎng)方案 PAGEREF _Toc200732493 h - 16 -HYPERLINK l _Toc2007324942.4.1 公網(wǎng)靜態(tài)IP方案 PAGEREF _Toc200732

20、494 h - 17 -HYPERLINK l _Toc2007324952.4.2 動態(tài)域名解析方案 PAGEREF _Toc200732495 h - 17 -HYPERLINK l _Toc2007324962.4.3 SMS通訊方案 PAGEREF _Toc200732496 h - 17 -HYPERLINK l _Toc2007324972.4.4 APN專線接入方案 PAGEREF _Toc200732497 h - 18 -HYPERLINK l _Toc2007324982.5 GPRS 應(yīng)用 PAGEREF _Toc200732498 h - 18 -HYPERLINK l

21、 _Toc2007324992.6 本章小結(jié) PAGEREF _Toc200732499 h - 19 -HYPERLINK l _Toc200732500第三章網(wǎng)絡(luò)協(xié)議原理 PAGEREF _Toc200732500 h - 20 -HYPERLINK l _Toc2007325013.1 TCP/IP協(xié)議族簡介 PAGEREF _Toc200732501 h - 20 -HYPERLINK l _Toc2007325023.2 UDP 協(xié)議 PAGEREF _Toc200732502 h - 23 -HYPERLINK l _Toc2007325033.2.1 UDP 協(xié)議功能 PAGER

22、EF _Toc200732503 h - 23 -HYPERLINK l _Toc2007325043.2.2 UDP 報文格式 PAGEREF _Toc200732504 h - 23 -HYPERLINK l _Toc2007325053.3 IP 協(xié)議 PAGEREF _Toc200732505 h - 24 -HYPERLINK l _Toc2007325063.3.1 IP 報文格式 PAGEREF _Toc200732506 h - 24 -HYPERLINK l _Toc2007325073.3.2 IP 首部定義 PAGEREF _Toc200732507 h - 24 -HY

23、PERLINK l _Toc2007325083.3.3 首部檢驗和方法 PAGEREF _Toc200732508 h - 26 -HYPERLINK l _Toc2007325093.4 PPP 協(xié)議 PAGEREF _Toc200732509 h - 26 -HYPERLINK l _Toc2007325103.4.1 PPP 協(xié)議簡介 PAGEREF _Toc200732510 h - 26 -HYPERLINK l _Toc2007325113.4.2 PPP 數(shù)據(jù)幀格式 PAGEREF _Toc200732511 h - 27 -HYPERLINK l _Toc2007325123

24、.4.3 PPP 會話的四個階段 PAGEREF _Toc200732512 h - 27 -HYPERLINK l _Toc2007325133.4.4 PPP 協(xié)議中的驗證機制 PAGEREF _Toc200732513 h - 28 -HYPERLINK l _Toc2007325143.4.5 PPP 協(xié)議的實現(xiàn) PAGEREF _Toc200732514 h - 28 -HYPERLINK l _Toc2007325153.5 本章小結(jié) PAGEREF _Toc200732515 h - 29 -HYPERLINK l _Toc200732516第四章系統(tǒng)硬件設(shè)計 PAGEREF _

25、Toc200732516 h - 30 -HYPERLINK l _Toc2007325174.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc200732517 h - 30 -HYPERLINK l _Toc2007325184.2 監(jiān)控中心站硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc200732518 h - 31 -HYPERLINK l _Toc2007325194.2.1 監(jiān)控中心站服務(wù)器 PAGEREF _Toc200732519 h - 31 -HYPERLINK l _Toc2007325204.2.2 企業(yè)部局域網(wǎng) PAGEREF _Toc200732520 h - 31 -HYPE

26、RLINK l _Toc2007325214.2.3 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 PAGEREF _Toc200732521 h - 31 -HYPERLINK l _Toc2007325224.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控分站硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc200732522 h - 31 -HYPERLINK l _Toc2007325234.3.1 MSP430F149 結(jié)構(gòu)概述 PAGEREF _Toc200732523 h - 32 -HYPERLINK l _Toc2007325244.3.2 液晶顯示 PAGEREF _Toc200732524 h - 34 -HYPERLINK l _Toc2007325

27、254.3.3 鍵盤功能 PAGEREF _Toc200732525 h - 38 -HYPERLINK l _Toc2007325264.3.4 串行通信 PAGEREF _Toc200732526 h - 42 -HYPERLINK l _Toc2007325274.3.5 A/D 轉(zhuǎn)換功能 PAGEREF _Toc200732527 h - 46 -HYPERLINK l _Toc2007325284.3.6 GPRS 無線通信模塊MC35 PAGEREF _Toc200732528 h - 51 -HYPERLINK l _Toc2007325294.3.7 MC35 與MSP430F

28、149 的連接 PAGEREF _Toc200732529 h - 59 -HYPERLINK l _Toc2007325304.4 本章小結(jié) PAGEREF _Toc200732530 h - 60 -HYPERLINK l _Toc200732531第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc200732531 h - 61 -HYPERLINK l _Toc2007325325.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計基礎(chǔ) PAGEREF _Toc200732532 h - 61 -HYPERLINK l _Toc2007325335.1.1 常用的AT命令 PAGEREF _Toc200732533 h -

29、61 -HYPERLINK l _Toc2007325345.1.2 Microsoft VB6.0 PAGEREF _Toc200732534 h - 62 -HYPERLINK l _Toc2007325355.1.3 單片機軟件開發(fā)環(huán)境 PAGEREF _Toc200732535 h - 63 -HYPERLINK l _Toc2007325365.2 監(jiān)控中心站軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc200732536 h - 64 -HYPERLINK l _Toc2007325375.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控分站軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc200732537 h - 65 -HYPERLINK

30、 l _Toc2007325385.3.1 初始化部分 PAGEREF _Toc200732538 h - 65 -HYPERLINK l _Toc2007325395.3.2 實現(xiàn)過程中的難點 PAGEREF _Toc200732539 h - 67 -HYPERLINK l _Toc2007325405.3.3 A/D 轉(zhuǎn)換部分 PAGEREF _Toc200732540 h - 67 -HYPERLINK l _Toc2007325415.4 本章小結(jié) PAGEREF _Toc200732541 h - 68 -HYPERLINK l _Toc200732542第六章總結(jié)與展望 PAGE

31、REF _Toc200732542 h - 69 -HYPERLINK l _Toc2007325436.1 總結(jié) PAGEREF _Toc200732543 h - 69 -HYPERLINK l _Toc2007325446.2 展望 PAGEREF _Toc200732544 h - 69 -HYPERLINK l _Toc200732545參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc200732545 h - 71 -引 言第一章 緒論1.1 課題背景能源是經(jīng)濟發(fā)展、社會進步的主要物質(zhì)基礎(chǔ), 煤炭作為我國的主要能源, 在經(jīng)濟全球化的今天發(fā)揮的作用顯得尤為重要。作為我國的支柱產(chǎn)業(yè), 安全成為制約我

32、國煤礦生產(chǎn)的首要問題。我國的煤炭生產(chǎn)主要來源于地下開采, 井下作業(yè)的危險系數(shù)較高。近年來國家有關(guān)部門雖下大力氣整治煤礦安全生產(chǎn), 通過不斷努力, 近段時期煤礦安全狀況總體趨于好轉(zhuǎn), 但由于基礎(chǔ)薄弱等原因, 生產(chǎn)狀況仍不容樂觀。礦井安全生產(chǎn)事故仍時有發(fā)生, 井下復(fù)雜地形給礦工撤離和事故搶救帶來了極大困難, 如何實現(xiàn)煤礦管理的現(xiàn)代化、信息化逐漸成為煤礦企業(yè)關(guān)心的問題。為了有效地監(jiān)控和管理煤礦的安全狀態(tài), 采取科學(xué)、系統(tǒng)、完整的措施改變我國煤礦安全現(xiàn)狀與落后面貌, 加強礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)與其方法的研究, 是目前煤炭工業(yè)需要解決的迫切問題, 建立以災(zāi)害預(yù)防、事故營救、電子信息化管理為主要目標(biāo)的信息智

33、能化煤礦管理體系勢在必行。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)隨著Internet 網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展而得到廣泛應(yīng)用，如遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、Internet 網(wǎng)絡(luò)的家電接入、遠(yuǎn)程故障診斷、網(wǎng)上考試等，利用Internet 網(wǎng)絡(luò)可以方便、低廉地將信息傳送到幾乎世界上的任何一個地方。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)己廣泛應(yīng)用于郵電、電力、通訊、銀行等系統(tǒng)與設(shè)施。對于許多監(jiān)控現(xiàn)場，由于需要監(jiān)控的區(qū)域廣、監(jiān)控的對象種類繁多，因而需要花費大量的人力、物力和財力進行設(shè)備的維護。而且還存在著某些容易發(fā)生突發(fā)性事件的領(lǐng)域，如容易發(fā)生火災(zāi)和洪災(zāi)的場所，由于這些事件發(fā)生的概率相對較小，且具有隨機性和不確定性，如果在現(xiàn)場實施人員值守是不現(xiàn)實的。同時，在許多條件惡劣、人

34、們不易到達(dá)或不能時刻停留的地方偶爾采集一些現(xiàn)場數(shù)據(jù)，這時如果進行大量的布線工作則是不經(jīng)濟、不合理的。隨著移動數(shù)據(jù)通訊業(yè)務(wù)的發(fā)展，GPRS 網(wǎng)絡(luò)通信以其更加低廉的價格和永遠(yuǎn)在線的性能有著不可估量的發(fā)展前景。正是基于以上考慮，本文提出并設(shè)計了一種基于GPRS 網(wǎng)絡(luò)通信的、使用低功耗MSP430 單片機的遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)硬件設(shè)計的核心采用美國TI 公司生產(chǎn)的MSP430F149 系列單片機和德國SIEMENS 公司生產(chǎn)的MC35 數(shù)據(jù)通信模塊，軟件使用Visual Basic 6.0 與C 語言編寫。此系統(tǒng)嵌TCP/IP 協(xié)議，GPRS 數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)使用串口AT 命令，易于實現(xiàn)。這種終端采

35、集系統(tǒng)可以大量地布控于用戶現(xiàn)場，不需要布線，可以隨意移動。隨著2.5G的逐漸成熟，世界各國3G網(wǎng)絡(luò)的投入研究，基于無線數(shù)據(jù)應(yīng)用的各項服務(wù)展現(xiàn)出其獨特的魅力?；贕PRS 業(yè)務(wù)的各種應(yīng)用也蓬勃發(fā)展起來。它改變了傳統(tǒng)的以語音為主要的通信手段，使GPRS 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信得到廣泛的應(yīng)用。以GPRS 網(wǎng)絡(luò)作為無線傳輸平臺可以開發(fā)出多種應(yīng)用領(lǐng)域，這一設(shè)計方案的提出，將為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)和日常管理上臺階、上水平以與事故急救帶來新的契機。1.2 研究目的和意義關(guān)于我國煤礦現(xiàn)狀，國家煤礦安全監(jiān)察局事故調(diào)查司為了針對國有重點煤礦07年上半年煤與瓦斯突出事故高發(fā)的問題,組織了調(diào)研組對今年發(fā)生了煤與瓦斯突出傷亡事故的

36、兩個國有重點煤礦企業(yè)盤江煤電(集團)公司、水城礦業(yè)(集團)公司進行了調(diào)研,并召開了部分國有重點煤礦煤與瓦斯突出事故原因分析座談會。對今年發(fā)生煤與瓦斯突出傷亡事故的8個國有重點煤炭企業(yè):水城礦業(yè)(集團)公司汪家寨煤礦、窯街煤電公司金河煤業(yè)公司一號井、礦業(yè)集團二煤礦、峰峰礦業(yè)集團公司大淑村煤礦、省煤業(yè)集團金竹山礦業(yè)公司一平硐煤礦、煤業(yè)集團芙蓉公司白皎煤礦、盤江煤電集團公司金佳煤礦、煤業(yè)集團寺河煤礦等發(fā)生煤與瓦斯突出的原因、特點、防治、對策等逐一進行了分析、研究。除了地質(zhì)原因外，下面是專家給出的一些其他原因：1.一些礦井的瓦斯基礎(chǔ)工作仍然十分薄弱被調(diào)查礦井多數(shù)沒有瓦斯壓力、瓦斯含量、煤層透氣性系數(shù)、

37、排放半徑、抽放半徑等防突參數(shù)和瓦斯抽放參數(shù),這使煤礦不能清楚、準(zhǔn)確地了解本礦井災(zāi)害的程度和特點,也難以選擇和實施適用、有效的技術(shù)措施。采取的煤與瓦斯突出預(yù)測敏感指標(biāo)和臨界值沒有根據(jù)本礦的煤層地質(zhì)條件進行實際考察。此外,突出預(yù)測人員缺乏嚴(yán)格的專業(yè)技能培訓(xùn)。本次調(diào)查的所有的突出事故均為預(yù)測指標(biāo)超標(biāo),執(zhí)行防突措施后檢驗指標(biāo)不超標(biāo)的情況下發(fā)生突出的。這可能是措施效果檢驗鉆孔進入工作面深部后,很容易與抽排鉆孔穿孔或靠近,使措施效果檢驗指標(biāo)測定值偏小, 沒有反應(yīng)工作面前方突出危險性的真實情況,從而導(dǎo)致誤報。因此,預(yù)測人員的素質(zhì)對預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性具有重要的影響,要求突出預(yù)測與效果檢驗人員有較高的素質(zhì)。但多數(shù)

38、礦井突出預(yù)測人員沒有進行正規(guī)培訓(xùn),在儀器使用、測定操作過程中不同地程度存在一些不夠規(guī)的問題 2.有些礦井沒有按要求與時進行煤層的突出危險性鑒定只有經(jīng)鑒定和批準(zhǔn)為煤與瓦斯突出礦井,煤礦才必須按突出礦井進行管理, 安全監(jiān)察部門才能要求煤礦采取防治煤與瓦斯突出的措施、制定相關(guān)管理制度。但按現(xiàn)有的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn),只有已經(jīng)發(fā)生了動力現(xiàn)象的煤礦才必須進行煤與瓦斯突出鑒定,不能將那些盡管還沒有發(fā)生煤與瓦斯突出,但已經(jīng)有突出危險的礦井鑒定為突出礦井, 并按突出礦井進行管理,防患于未然。二煤礦與相鄰的大淑村煤礦距離僅十余公里,屬同一井田,開采的主要煤層一樣,開采深度相近。大淑村礦已鑒定為突出礦井,而二礦卻未能進行煤

39、層突出危險性鑒定,仍為高瓦斯礦井,以致發(fā)生了突出傷亡事故。 類似的情況還有寺河煤礦。以上情況一個是因為工作人員素質(zhì)較低，一個是信息不能共享導(dǎo)致嚴(yán)重的煤礦事故，為了防止這種事故再次發(fā)生，很多人開始著手開發(fā)無線監(jiān)控系統(tǒng)，便于使官方更多掌握各煤礦的資料。本文論述的基于GPRS的無線監(jiān)測系統(tǒng)是一種易于實現(xiàn)，投資較少的一種實用系統(tǒng)，它可以將各大煤礦的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳到中心站，由專家統(tǒng)一鑒定，并且可以與時通知相鄰煤礦危險信息起到資源共享的作用。GPRS(General Packet Radio Service)是通用分組無線業(yè)務(wù)的簡稱，是在現(xiàn)有的第二代移動通信GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的一種基于分組交換傳輸數(shù)據(jù)

40、的高效率方式，提供廣域、無縫、直接的Internet無線IP連接。每個用戶可以同時占有多個無線信道，大大提高信息傳輸速率；采用“統(tǒng)計復(fù)用”的方式，多個用戶可以動態(tài)共享一個信道，大大提高了帶寬資源的利用率，能夠確保分組模式數(shù)據(jù)應(yīng)用的成本效益和網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用。GPRS在一個發(fā)送實體和另一個或多個發(fā)送實體之間提供數(shù)據(jù)傳輸，這些實體可以是連接到一個GPRS網(wǎng)絡(luò)或一個外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的終端設(shè)備。尤其適用于間歇性、非周期性數(shù)傳輸(相鄰兩次傳輸?shù)臅r間間隔遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平均傳輸延遲)；少量數(shù)據(jù)的頻繁傳輸；較大容量數(shù)據(jù)的不頻繁傳輸。以GPRS為基礎(chǔ)的無線數(shù)據(jù)應(yīng)用為實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸和實時監(jiān)控提供了一種新的技術(shù)手段1.

41、3 礦井安全監(jiān)控現(xiàn)狀在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)和管理中，大量的物理量、工藝數(shù)據(jù)、特性參數(shù)需要進行實時檢測、監(jiān)督管理和自動控制。這是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)必不可少的基本手段。從單臺計算機的直接監(jiān)測控制到多級計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)，以與分布式、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的系統(tǒng)，在各種企業(yè)中都有應(yīng)用。計算機監(jiān)控系統(tǒng)，是以監(jiān)測控制計算機為主體，加上檢測裝置、執(zhí)行機構(gòu)，與被監(jiān)測控制的對象(生產(chǎn)過程)共同構(gòu)成的整體。在該系統(tǒng)中，計算機實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的檢測、監(jiān)督和控制功能。(1)采集和處理功能主要是對生產(chǎn)過程的各種模擬和數(shù)字量進行檢測、采樣和必要的預(yù)處理，并且以一定的形式輸出，如打印報表、顯示屏和電視等。為生產(chǎn)人員提供詳實的數(shù)據(jù)，幫助他

42、們進行分析，以便了解生產(chǎn)情況。(2)監(jiān)督功能將檢測到的實時數(shù)據(jù)、還有生產(chǎn)人員在生產(chǎn)過程中發(fā)出的指令和輸入的數(shù)據(jù)進行分析、歸納、整理、計算等二次加工，并分別作為實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)加以儲存。(3)管理功能利用己有的有效的數(shù)據(jù)、圖像、報表等對工作情況進行分析、故障診斷、險情預(yù)測。并以聲光電的形式對故障和突發(fā)事件報警。(4)控制功能在檢測的基礎(chǔ)上進行信息加工，根據(jù)事先決定的控制策略形成控制輸出，直接作用于生產(chǎn)過程。一般情況下，計算機監(jiān)控系統(tǒng)都是在生產(chǎn)現(xiàn)場或附近進行管理的，這樣便于生產(chǎn)技術(shù)人員與時到達(dá)現(xiàn)場指導(dǎo)生產(chǎn)，在發(fā)生故障時能夠盡快解決問題以便恢復(fù)生產(chǎn)。但是如果生產(chǎn)或采集現(xiàn)場地理位置比較偏僻、氣候和其

43、它一些條件比較惡劣時就無法在生產(chǎn)現(xiàn)場或數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場建立計算機監(jiān)控系統(tǒng)，這時就需要建立遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，另外，對于有許多地理位置分散的分廠或者分部的企業(yè)集團，總公司為了能夠統(tǒng)一和全面管理各個分廠的生產(chǎn)，也需要建立一個計算機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。目前遠(yuǎn)程監(jiān)控主要有以下幾種方式：短距離長線監(jiān)控；通過市話網(wǎng)；通過Internet 網(wǎng)絡(luò)；通過自組網(wǎng)絡(luò)(CDPD 網(wǎng))；通過數(shù)傳電臺方式。短距離長線監(jiān)控和通過自組網(wǎng)絡(luò)(CDPD 網(wǎng))首先要自行建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)，建網(wǎng)初期投資巨大，運營期間自主維護耗費人力物力較大，信號質(zhì)量得以保證，效果好，相對運營費用高；通過市話網(wǎng)和Internet 方式以現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)為依托，無需自行建設(shè)通信網(wǎng)

44、絡(luò)，但是由于市話網(wǎng)和Internet 難以達(dá)到工業(yè)現(xiàn)場覆蓋面，接入網(wǎng)絡(luò)受到限制，局限性很大，網(wǎng)絡(luò)運行效果取決于網(wǎng)絡(luò)運營商，線路安全不能得到保證，其通信效果好，信號量大，運營費用相對低廉；數(shù)傳電臺出現(xiàn)較早，應(yīng)用很廣泛，是一種不錯的無線數(shù)傳方式，但是建網(wǎng)初期投資巨大，數(shù)傳電臺的傳輸圍有限，而且容易受到空間無線信號的干擾，信號不能得到保障，但是數(shù)傳電臺信號傳輸實時性好，運行費用低。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，遍與國民經(jīng)濟的很多領(lǐng)域，典型應(yīng)用概括為以下幾個方面：(1)煤氣/天然氣，石油，電力等能源系統(tǒng)設(shè)備以與網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)電機組，變電站，供電所的遠(yuǎn)程監(jiān)控；煤氣/天然氣管線壓力，溫度，流量等遠(yuǎn)程監(jiān)控；石油開

45、采中抽油井各種參數(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控等。(2)車輛狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控 如車輛位置/時間，運動方向/速度監(jiān)控，遠(yuǎn)程控制車輛中的設(shè)備，車輛丟失的查找和監(jiān)控等。(3)自動化工廠，生產(chǎn)過程，機器和設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控在自動化生產(chǎn)線上，一般由可編程邏輯控制器控制，可對其進行遠(yuǎn)程監(jiān)控；關(guān)鍵的機器和設(shè)備關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)線的安全，對此類設(shè)備工作參數(shù)可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，超限報警。(4)對人體有害的環(huán)境下的遠(yuǎn)程監(jiān)控化工廠周圍的空氣質(zhì)量的遠(yuǎn)程監(jiān)控，噪聲嚴(yán)重區(qū)域的噪聲遠(yuǎn)程監(jiān)控和噪聲抑制；地震測試點的資料上傳，氣象監(jiān)控點的資料上傳。(5)通風(fēng)設(shè)備，制冷設(shè)備等的遠(yuǎn)程監(jiān)控冷庫/倉庫的遠(yuǎn)程監(jiān)控，礦井通風(fēng)設(shè)備，探礦設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。(6)水庫大壩

46、、水閘、供水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控河流、湖泊、海潮的水位變化，水流量狀態(tài)等關(guān)系到災(zāi)害的發(fā)生和人民生命財產(chǎn)安全，水質(zhì)的變化對供水系統(tǒng)和人們的生活影響很大，遠(yuǎn)程實時監(jiān)控這些狀態(tài)數(shù)據(jù)意義重大。(7)各種信息查詢系統(tǒng)交通信息、天氣預(yù)報、銀行系統(tǒng)等很多領(lǐng)域的信息查詢。而目前這些監(jiān)控系統(tǒng)無論從成本、可靠性、穩(wěn)定性、使用方便性、還是維護的難易程度等方面都不能最大限度的使人滿意。因此本文把GPRS網(wǎng)絡(luò)引入到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，提出了基于GPRS 的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。GPRS是在現(xiàn)有的GSM 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加一些硬件設(shè)備和軟件升級，形成一個新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實體。它以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ)，采用IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提高了現(xiàn)有的GSM 網(wǎng)的

47、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率，最高可達(dá)170kb/s。GPRS 把分組交換技術(shù)引入現(xiàn)有GSM 系統(tǒng)，使得移動通信和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)合二為一，具有“極速傳送”、“永遠(yuǎn)在線”、“價格實惠”等特點。GPRS 網(wǎng)絡(luò)是目前基于時分多址技術(shù)的移動通信體制中最成熟完善、覆蓋面最廣、功能最強、用戶最多的移動通信網(wǎng)絡(luò)，利用GPRS 實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控可靠性高、信號傳播距離遠(yuǎn)、覆蓋面積廣，并且可以節(jié)省建網(wǎng)初期的巨額投資，運營期間無需維護網(wǎng)絡(luò)，運行費用低廉。隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，GPRS也必將用于其他諸多領(lǐng)域。1.4 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)綜述1.系統(tǒng)組成基于GPRS的數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)主要由三大部分組成：數(shù)據(jù)采集信息終端(包括數(shù)據(jù)采集器、通信控

48、制器、GPRS Modem)、GPRS通信部分(包括MSC基站控制器、SGSN業(yè)務(wù)支持節(jié)點、GGSN網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點)、本地監(jiān)控(包括網(wǎng)關(guān)、信息服務(wù)器等)。在以GPRS通信網(wǎng)承載的IP數(shù)據(jù)報形式傳輸數(shù)據(jù)時，信息終端和GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(GGSN)之間利用GPRS網(wǎng)絡(luò)無線傳輸；在GGSN和本地監(jiān)控之間采用有線(Intemet)傳輸。2.系統(tǒng)原理分布式數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是集現(xiàn)代無線通信技術(shù)、信號采集技術(shù)以與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為一體的廉價、高效、應(yīng)用圍廣泛的高科技系統(tǒng)。為現(xiàn)代測控技術(shù)提供了一個實時、高效、經(jīng)濟、安全的監(jiān)測手段。數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)其原理是通過信號采集技術(shù)，把現(xiàn)場需要監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集

49、下來，通過通信控制器對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲、編碼和轉(zhuǎn)發(fā)，經(jīng)過先進的無線通信方式 GPRS分組交換，定時把數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程Intemet網(wǎng)絡(luò)上的本地監(jiān)控。當(dāng)被監(jiān)測數(shù)據(jù)超過設(shè)備正常工作的臨界值時報警觸發(fā)，信息終端自動將變化的報警信息上傳給本地監(jiān)控。因此，只要在本地監(jiān)控對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析就可以完全了解現(xiàn)場的具體情況，并且可以隨時做出判斷，給監(jiān)控終端發(fā)送控制和查詢命令，讓信息終端做進一步的、更詳盡的監(jiān)測1.5 本文主要工作遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)一般由本地監(jiān)控站和遠(yuǎn)程監(jiān)控分站兩部分組成。論文首先給出系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，論述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成；然后對本地監(jiān)控站和遠(yuǎn)程監(jiān)控分站兩部分進行硬件設(shè)計，搭建整個系統(tǒng)的硬件框架；最后對本

50、地監(jiān)控站和遠(yuǎn)程監(jiān)控分站兩部分進行軟件設(shè)計并進行調(diào)試。設(shè)計目標(biāo)是真正實現(xiàn)基于GPRS 的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信，使其能夠運用在實際的監(jiān)控系統(tǒng)中，最終面向產(chǎn)品開發(fā)。課題的主要工作是單片機的合理選型與其外圍電路的設(shè)計、GPRS 模塊的選擇、外圍硬件設(shè)計和整個系統(tǒng)的軟件設(shè)計；單片機采用美國TI 公司生產(chǎn)的MSP430F149 系列芯片，論文中將詳細(xì)講述這一系列單片機的特點；GPRS 模塊選擇德國西門子公司的MC35 模塊，通過標(biāo)準(zhǔn)AT 指令控制；系統(tǒng)的硬件設(shè)計是本論文的重點；整個系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括本地監(jiān)控站程序設(shè)計和遠(yuǎn)程監(jiān)控分站程序設(shè)計。其中，本地監(jiān)控站程序設(shè)計采用VisualBasic 6.0 作為開發(fā)工具。

51、遠(yuǎn)程監(jiān)控分站程序設(shè)計以IAR 公司為MSP430 系列單片機開發(fā)的Embedded Workbench 集成開發(fā)環(huán)境為開發(fā)平臺，其軟件包括單片機初始化、主程序、數(shù)據(jù)顯示程序、定時信號采集與處理子程序、數(shù)據(jù)收發(fā)子程序。論文結(jié)構(gòu)安排如下：第一章為緒論，主要介紹課題的背景，分析了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的意義和需求，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，并依此總結(jié)了提出基于GPRS 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的必要性和本課題的主要工作。第二章為GPRS 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與工作原理，主要介紹GPRS 網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成與相關(guān)接口，并詳細(xì)講述GPRS 網(wǎng)路的工作原理，另外還詳細(xì)介紹了GPRS 的應(yīng)用。第三章簡單介紹了TCP/IP 協(xié)議族，詳細(xì)分

52、析了TCP/IP 協(xié)議族中的兩個協(xié)議：UDP 協(xié)議和IP 協(xié)議，并詳細(xì)分析了登錄GPRS 網(wǎng)絡(luò)時所使用的鏈路層協(xié)議：PPP 協(xié)議。第四章為系統(tǒng)的硬件設(shè)計部分，分本地監(jiān)控站和遠(yuǎn)程監(jiān)控分站兩部分進行設(shè)計。本地監(jiān)控站部分設(shè)計本地監(jiān)控服務(wù)器，企業(yè)部局域網(wǎng)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，以與本地監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)連接方案。遠(yuǎn)程監(jiān)控分站部分主要講述MSP430F149 單片機的特點，設(shè)計包括液晶顯示、鍵盤功能、串行通信、A/D 轉(zhuǎn)換等幾個功能模塊，GPRS 無線通信模塊MC35 的硬件特性并設(shè)計外圍電路。最后設(shè)計給出整個遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。第五章為系統(tǒng)的軟件設(shè)計部分，首先講述對于本系統(tǒng)很重要的軟件設(shè)計基礎(chǔ)，然后分本地監(jiān)控站和

53、遠(yuǎn)程監(jiān)控分站兩個部分進行軟件設(shè)計。軟件設(shè)計基礎(chǔ)主要講述常見AT 指令與使用方法和如何通過設(shè)置GPRS 通信模塊，如何登陸GPRS 網(wǎng)關(guān)。遠(yuǎn)程監(jiān)控分站軟件設(shè)計部分首先給出主程序流程，GPRS 模塊的初始化流程，以與過程當(dāng)中的難點，然后對A/D 轉(zhuǎn)換部分程序進行設(shè)計第六章為總結(jié)和展望 敘述將來GPRS更大的用處第二章 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與工作原理2.1 GPRS網(wǎng)絡(luò)通信綜述GPRS 是通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現(xiàn)有的GSM 系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。GPRS在現(xiàn)有的GSM 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加一些硬件設(shè)備和軟件升級，形成一個

54、新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實體。它以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ)，采用IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提高了現(xiàn)有的GSM 網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率，最高可達(dá)170kb/s。GPRS 把分組交換技術(shù)引入現(xiàn)有GSM 系統(tǒng)，使得移動通信和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)合二為一，具有“極速傳送”、“永遠(yuǎn)在線”、“價格實惠”等特點。GPRS 與現(xiàn)有的GSM 語音系統(tǒng)最根本的區(qū)別是，GSM 是一種電路交換系統(tǒng)，而GPRS 是一種分組交換系統(tǒng)。因此，GPRS 特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸，這一特點正適合大多數(shù)移動互聯(lián)的應(yīng)用。2.1.1 GPRS 現(xiàn)狀與發(fā)展在固定電信網(wǎng)上，許多國家數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)己經(jīng)超過了話音業(yè)務(wù)，我國在骨干傳

55、輸網(wǎng)上，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也己經(jīng)超過了話音業(yè)務(wù)。最近幾年，許多國家在GSM網(wǎng)絡(luò)上短消息業(yè)務(wù)的極大成功，說明移動數(shù)據(jù)通信的市場具有極大的潛力。盡管由于缺少經(jīng)驗，特別是移動數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用千變?nèi)f化，如何開拓和規(guī)劃技術(shù)與市場，一直困擾著各移動運營商、設(shè)備供應(yīng)商和容提供商。但是，可以肯定地說，正如話音經(jīng)歷了從第一代、第二代發(fā)展到第三代移動通信一樣，總體來說，移動數(shù)據(jù)通信的發(fā)展歷程也必然會經(jīng)歷同樣的過程。而且，隨著我國電信體制的進一步放開，電信增值業(yè)務(wù)會極促進移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展，例如基于位置業(yè)務(wù)(LBS)，將帶來一大批新的應(yīng)用業(yè)務(wù)的開展，特別是移動電子商務(wù)的發(fā)展。GPRS 的現(xiàn)狀己經(jīng)非常成熟，目前，全世界己有近百個

56、運營商開通了商用系統(tǒng)、試商用系統(tǒng)或?qū)嶒炏到y(tǒng)。從1999 年開始，英國的BTCellNET、荷蘭的TELFORT、中國的SMATONE 等多個國家和地區(qū)的運營商，紛紛在其GSM 網(wǎng)疊加發(fā)展GPRS。2001 年各運營商有了非常大的發(fā)展，2002 年基本進入商用化。隨著網(wǎng)絡(luò)覆蓋的不斷擴大和用戶數(shù)量的不斷增加，中國移動和中國聯(lián)通也都在積極采用新技術(shù)，推出新業(yè)務(wù)。除基本話音業(yè)務(wù)外，兩家公司都開通了三類 、9600 波特與以下數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、語音信箱、移動秘書、短消息、移動互聯(lián)網(wǎng)、手機撥打IP 、信息點播、手機銀行、WAP 業(yè)務(wù)等形式多樣的業(yè)務(wù)。運營商們發(fā)現(xiàn)，一方面，短消息業(yè)務(wù)因其價格低廉、隨時隨地收發(fā)信息，

57、不受關(guān)機影響的特點而倍受用戶青睞，發(fā)展態(tài)勢喜人；而另一方面，WAP 業(yè)務(wù)雖然宣傳描繪得很好，用戶也十分想用，但實際應(yīng)用卻并不理想。WAP 業(yè)務(wù)之所以不能廣泛推廣的主要原因是它是基于GSM 電路交換數(shù)據(jù)(CSD)方式承載的，CSD 的速率低，并且資費政策不符合用戶實際應(yīng)用的需要。而現(xiàn)在人們移動上網(wǎng)的傳輸方式是基于電路交換的，需要撥號連接，占用固定通信時隙，對資源的利用不可動態(tài)調(diào)整，資源利用效率低，用戶最高只能以9.6kbit/s 的速度進行數(shù)據(jù)通信，如Fax、E-mail、FTP 等，這種速度用于傳送靜態(tài)圖像還基本能滿足要求，但隨著因特網(wǎng)的飛速發(fā)展，用戶往往希望傳送高質(zhì)量的視頻和聲音。顯然，現(xiàn)有

58、的GSM 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)無法滿足這個要求。并且現(xiàn)在的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與話音業(yè)務(wù)計費方式一樣，用戶只要連接到網(wǎng)就要按時間付費。在速率低的情況下，必然造成連接時間長，并且用戶瀏覽Web 網(wǎng)頁并不是一個連續(xù)占用信道的過程，它是“用戶提交網(wǎng)頁請求服務(wù)器響應(yīng)后向用戶發(fā)送網(wǎng)頁用戶閱讀網(wǎng)頁用戶再提交新的請求”這樣一個突發(fā)和間歇占用信道的過程，在用戶閱讀網(wǎng)頁的時間里信道其實是空閑的，但用戶也要為此付費。CSD 方式的明顯缺陷就是造成了無線資源的浪費和用戶費用較高，用戶對GSM 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的積極性就這樣被抑制了，即便使用WAP 業(yè)務(wù)也不能從根本上解決這一問題。而GPRS 將改變這一現(xiàn)狀，由于它是基于IP 協(xié)議的二層協(xié)議，因

59、此GPRS可提供與因特網(wǎng)更有效的連接2.1.2 GPRS 的特點與優(yōu)勢GSM 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)具有和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接的功能了，那么GSM 和GPRS 又有什么不同呢31？通過以下對比來說明GPRS 的優(yōu)勢。從數(shù)據(jù)傳輸方式說：現(xiàn)在主要存在2 種數(shù)據(jù)傳輸方式：電路交換(CS)方式與分組交換方式(PS)。電路交換方式(CS)：采用公共控制方式，在源端和目的端間實時建立起電路連接，構(gòu)成一條信息通道，專供兩端用戶通信。通信期間，信道一直為通信雙方占用。通信結(jié)束則釋放電路。端對端的物理電路由若干電路組成。目前GSM 的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)就是基于電路交換方式，因而受無線速率的影響，最高速率為9.6kbit/s。分組交換方式(PS

60、)：利用存儲轉(zhuǎn)發(fā)原理，使不同終端的數(shù)據(jù)采用長度不大的等長標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，通過非專用的許多邏輯子信道進行數(shù)據(jù)快速交換，即將信息分成為數(shù)據(jù)分組或信息包，再加上目的地址，分組編號，控制比特等的分組頭，沿不同的路由進行傳送，收端可按分組編號重新組裝成原始信號。分組通信的實質(zhì)是依靠高處理能力的計算機來充分利用寶貴的通信信道資源?；诜纸M交換的GPRS 業(yè)務(wù)理論上的速率可以達(dá)到171.2kbit/s。與GSM 數(shù)據(jù)通信相比，GPRS 有許多獨特的特性：(1)傳輸速率高定義了新的GPRS 無線信道，且分配方式十分靈活，每個TDMA 幀可分配1 到8 個無線接口時隙。時隙能為活動用戶所共享，且上行鏈路和下行鏈路