基于GPRS的农情监测系统的研究与设计

摘　　要

随着通信技术的不断发展，利用GPRS（通用分组无线业务）网络所提供的公用平台来实现数据的远程传输越来越成为一种非常便捷的信息传递手段，本设计是采用GPRS网络来实现土壤状态的远程监测。完整的监测系统由数据采集、数据传输和上位机三部分组成。数据采集部分负责收集传感器上的状态信息并将这些信息按照一定的格式传送给上位机；数据传输部分将采集终端送上来的状态信息按照网络协议通过Internet网络传送给远端控制中心的客户机；上位机部分采用组态软件开发，实现了现场数据实时上网，监测人员在任何时间、任何能接入Internet的地点都可以通过上位机浏览到现场数据。

系统综合计算机、无线数据通讯、自动化控制等技术，系统成功实现了以GPRS平台作为一种数据传输通道，可不定时动态监控特点与数据采集，该系统具有用户投资小、运营费用少的优点。对于解决监控采集点、实时性要求较低的监控与数据采集任务，本系统具有无可比拟的优势。

论文主要论述了基于GPRS的农情监测系统的研究与设计，按照构成整个系统的四个功能模块依次进行介绍。首先介绍了课题的背景，对传感器作了简单介绍。接下来对温度数据采集模块和无线传输系统进行了综合详细的阐述。最后介绍了上位机组态软件的实现，在结构和性能上对整个系统作了总结，提出了系统的特点和不足并对未来的技术发展进行了展望。

关键词：GPRS  组态  数据采集  传感器

目　　录

摘　　要 1

Abstract 1

目　　录 1

1 绪论 1

1.1 研究背景及综述 1

1.2 系统应用可行性分析 2

1.3 整体功能及运行原理 2

2 传感器原理与设计 3

2.1 PT100温度传感器 3

2.1.1 工作原理及接线方式 3

2.1.2 温度计算及校正 4

2.2 FDS100土壤水分传感器 5

2.2.1 工作原理及接线方式 5

2.2.2 湿度计算及校正 6

2.3 AH11湿敏电容型大气湿度传感器 7

2.3.1 工作原理与接线 7

2.3.2 湿度计算与校正 8

3 分布式采集模块的原理与设计 11

3.1 模拟量输入模块 11

3.1.1 模块原理 11

3.1.2 设备测试与配置 12

3.2 ModBus协议 13

3.2.1 协议简介 13

3.2.2 错误检测方法 14

3.2.3 功能码 18

4 传输系统的设计 21

4.1 RS485/232通讯协议转换模块 21

4.1.1 模块结构与原理 21

4.1.2 RS485串行通讯标准 21

4.1.3 RS232串行通讯标准 21

4.2 GPRS模块 22

4.2.1 GPRS简介 22

4.2.2 GPRS网络拓扑结构和网元功能 22

4.2.3 GPRS协议栈分析 24

4.2.4 GPRS模块的串口配置 26

4.2.5 GPRS模块的AT指令配置 28

4.3 Internet传输 30

4.3.1 TCP/IP协议簇 30

4.3.2 TCP与UDP传输协议 31

5 电源模块的设计 33

5.1 系统功耗分析 33

5.2 三路供电系统的设计 33

5.3 电源管理 34

6 上位机软件设计 36

6.1 GPRS服务器 36

6.1.1 服务配置 36

6.1.2 映射管理 38

6.2 虚拟服务器 39

6.2.1 虚拟服务器简介 39

6.2.2 路由配置 39

6.3 动态域名解析软件 40

6.3.1 软件原理 40

6.3.2 软件配置 40

6.4 组态软件 43

6.4.1 组态王简介 43

6.4.2 软件开发 43

6.4.3 软件运行 48

7 系统的总结与展望 50

7.1 系统的特点与不足 50

7.2 系统的改进和展望 50

参考文献 51

致　　谢 53

附录1 PT100分度表 54

附录2 饱和盐溶液的平衡相对湿度表 55

附录3 DAM3058F支持的功能码 57