基于GPRS的嵌入式Internet研究与实现

基于GPRS的嵌入式Internet研究与实现

贺龙龙[1]2012年在《基于嵌入式Internet与GPRS的农业温室大棚环境参数监测系统研究》文中指出当今社会正在步入网络时代,Internet已经成为重要的信息传输载体。虽然目前,大部分网络终端仍以PC的形式出现,但是作为计算机应用发展趋势——嵌入式系统正在异军突起,并且已经拥有了大量的8、16、32位嵌入式微控制器的应用产品。嵌入式设备接入Internet正在成为一种趋势,并且显示出强大的生命力和广阔的应用前景。近年来,温室大棚种植为提高人们的生活水平带来了极大的便利,得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度等环境因子对农作物的生长起着很大的影响。传统的监测方法是在温室大棚中布置大量的传感器节点,通过RS-485总线将采集信息传输到工控机上进行处理,这种方法需要在温室大棚中铺设通信线路来传递监测信息。但这种方法给现场安装和维护带来了不便,同时也难以广域地查询某地温室大棚内的实时环境数据。移动无线通信技术的发展,实现了农业信息与互联网(Internet)“最后1km”的无缝连接,为远程信息的获取、传输与交换提供了有效的途径,其中GPRS技术因其具有“传输质量高”、“永远在线”和“通信费用低”等优点,得到了广泛的应用。本文基于嵌入式Internet技术,设计并研究了以PIC16F873A为MCU的温室大棚环境参数(温度、湿度、光照度)采集模块,并以GPRS网络方式接入Internet,实现了在Internet客户端对远程温室大棚内环境参数的实时监测。本文研究的主要工作及取得的成果如下:1.简要论述了嵌入式Internet技术的现状与发展,介绍了各种嵌入式设备接入Internet方案的特点,选定了以GPRS网络技术将嵌入式设备接入Internet的方案。2.研究设计了以PC机为上位机,以MCU-PIC16F873A为下位机,基于嵌入式Internet的温室大棚监测系统模型。着重研究和设计了以PIC16F873A为控制核心的下位机——温室大棚自动监测节点。3.研究利用GPRS网络将嵌入式设备以无线方式接入Internet的模式。嵌入式设备以8位单片机为核心,将GPRS模块透明化——构建温室内环境参数的透明传输,实现低档单片机与远程PC机之间的直接交互。本文的研究结果,为嵌入式Internet技术在远程温室大棚环境参数监测的研究中的一次基础性探索,具有一定的实践意义。

杨光[2]2008年在《以太网与移动通信网网络转换接口的研制与应用》文中研究说明本文选题来源于大型科学仪器工作状态监测系统建设是国家科技基础条件平台建设项目(2004DKA10010, 2005DKA10103)。文章对现阶段仪器状态监测系统网络传输存在的问题进行了深入的研究,确定了采用SMS短消息和GPRS技术进行机时数据的远距离传输,从而提出了一种本地近距离数据传输采用以太网、外部远距离数据传输采用移动通信网的新型网络结构,论文主要研究了以下几方面内容:针对仪器监测系统的项目需求,提出以太网与移动通信网无缝对接的解决方案;对复杂的TCP/IP协议栈进行裁减,在8位单片机上实现精简TCP/IP协议栈。选择RTL8019AS作为系统的网络芯片,成功研制出以太网通信模块;移动通信网模块的实现:选择了Wavecom公司的Q2406无线CPU作为系统移动通信网接口。软件开发时,主要是解决如何利用单片机来控制Q2406实现SMS短消息业务和GPRS业务,并对返回信息进行解析;网络转换接口的研制:开发网络转换接口的数据处理模块和外围辅助模块,并与前两部分研究内容相结合,研制出一个完整的网络转换接口样机。

王晓华, 李萍[3]2014年在《基于WIFI/GPRS的嵌入式Internet》文中研究说明针对物联网系统中移动硬件设备接入Internet困难的问题,设计了一种将嵌入式软硬件技术和WIFI/GPRS无线通信技术相结合嵌入式Internet系统,通过WIFI模块构建自组网络、通过GPRS模块实现sink节点入网和远距离数据传输.该系统解决了跨网络视频数据传输的问题,同时也解决了无线专用网络投资大、维护困难的问题.

张勇[4]2004年在《基于GPRS的嵌入式Internet研究与实现》文中研究说明随着Internet技术的高速发展,网络已经深入到人们生活的方方面面,对现代社会的发展起到了巨大的影响。利用嵌入式Internet技术可以实现将各行各业广泛存在的电子设备接入Internet,这将使得对设备的远程检测、远程控制、远程维护和远程数据采集变得简单。通用分组无线业务(General Packet Radio Service, GPRS)是在现有GSM技术基础之上发展而来的一种新的承载业务。GPRS网络提供了基于IP的分组交换数据业务,这就使得终端用户可以访问最大的分组数据网络(PDN)----Internet。利用GPRS网络传输数据,具有永久在线、实时传输和运营费用低的特点。本文所实现的嵌入式Internet技术是利用了GPRS网络将设备以无线方式接入Internet。系统采用了基于ARM核的Samsung微处理器作CPU,GPRS通讯模块采用了Siemens的MC35,软件功能在嵌入式实时操作系统μC/OS-II下编程实现。归纳起来,本文具体工作如下:1、设计了基于ARM7TDMI核的嵌入式开发硬件平台。2、在此硬件平台上成功移植了μC/OS-II操作系统。3、实现了UDP、IP、PPP和ICMP协议,系统具有在线检测、掉线重拨功能。试验表明该设备具有稳定可靠、实时性强、传输速度快、运营费用低等特点。实现了预期的目标。

马丰玺[5]2007年在《手持式WAP上网的研究与实现》文中指出本论文的主要内容是对在嵌入式软硬件平台上通过GPRS进行无线上网的过程进行探讨,并对使用的关键技术进行分析研究和对嵌入式浏览器的研究开发,最后实现无线上网。首先,本文介绍开发采用的嵌入式软硬件开发平台、硬件整体结构和软件的整体结构。其次,详细描述GPRS上网的实现设计,包括描述在实现中采用的GPRS通信技术、PPP技术和AT指令集标准,主要描述了通过GPRS进行PPP拨号上网的实现过程,这其中涉及到嵌入式操作系统内核的配置、编译和烧写,拨号连接程序chat和pppd在开发平台上的移植,拨号脚本的编写和相关的配置以及拨号上网的实现。然后,对基于GPRS的WAP进行研究,阐述WAP的设计思想、通信模型、分层协议结构以及技术特点等,探讨其与GPRS的区别和关系、基于GPRS的WAP的实现以及这种模式的优势。再者,详述嵌入式浏览器的开发。该浏览器是在嵌入式操作系统上,采用QT技术来开发实现的,在给出嵌入式系统的概念和QT技术的基本知识的基础上,详细地讲述该浏览器的具体设计:该浏览器的实现程序由界面模块、HTML文本解析模块、网络模块、缓存模块等组成。其中对HTML文本的解析是整个程序得以实现的基础,它是以Qt/嵌入式2.3.7库函数提供的类作为开发实现基础。网络部分完成的主要任务是实现HTTP协议,HTTP协议的实现基于QSocket类。最后,对实现的功能进行测试,也就是在GPRS无线上网的前提下,主要是对访问普通网站和访问WAP网站的测试。随着3G牌照的发放,必然会使我国的无线互联网得到迅猛发展,本论文对于提供我国在WAP实用技术方面的研究和对无线上网实现过程的研究方面将具有一定的意义。

卢中南[6]2007年在《基于GPRS远程电能数据采集系统的开发与研究》文中指出随着经济的发展和人民生活水平的不断提高,家庭计量仪表越来越多,电表、水表、气表大量地出现在人们的生活中,抄录工作变得越来越繁重。同时,不同公司的抄表方式各自为政,传统的抄录模式已跟不上社会发展的要求。远程电能采集系统是指采用计算机技术和通信技术自动读取和处理表具数据的一种手段,是提高电能管理部门自动化水平的需要,也是计算机技术和通信技术迅速发展的必然。它不仅可以减轻抄表人员的劳动强度,降低人为因素造成的抄表差错,而且具有抄收速度快、抄表实时性好等优点。通用分组无线业务(GPRS)技术又将互联网等宽带数据网络与无线通信网络连接在一起,GPRS的应用范围很广,可以用于开发互联网、移动性管理以及无线采集等方面。鉴于GPRS的特点提出了把GPRS用于远程电能采集的新观点。首先,针对GPRS在无线监控数据传输方面的应用,提出一种基于新兴的GPRS技术的自动抄表方案。该方案利用GPRS的Internet接入功能,在Internet上设置一个中心服务器,负责与GPRS终端设备的通信,实现数据的实时采集和传输。其次,分析了GPRS技术的诸多国际协议,提出了GPRS建立数据业务的技术难点和要求,总结并归纳了在GPRS网络上建立PPP连接的几种实现方式,确定了本课题研究的技术路线和设计思路;研究了基于GPRS的组网方式,提出了GPRS网和Internet结合构建电表数据采集系统的合理性及其具体实现方案,解决了数据中心接入Internet的两个关键技术——动态域名和端口映射;研究了国际点对点(PPPPoint-to-Point Protocol)协议,揭示了建立PPP连接的实质,提出了精简实现PPP连接的软件设计思路,并研究了在PPP协议框架中嵌入TCP/IP协议进行数据传输的实现方式。最后,将嵌入式系统与嵌入式Linux技术相结合,在ARM7TDMI核的ARM微处理器S3C44BOX上,建立了系统的软硬件平台,对上层、下层通讯方式进行了详细的阐述,以及不同通讯方式的优缺点:详细阐述了GPRS无线远程电能采集系统各模块电路的实现和GPRS模块的拨号程序设计,设计了拨号程序流程图,编写了具体的应用程序;完成了抄表采集控制器中μCLinux系统的建立和软件设计,重点包括μCLinux系统驱动程序的设计。

宋凯, 严丽平, 谢昕, 殷爱菡[7]2006年在《基于GPRS的嵌入式Internet接入平台的设计》文中指出本文以S3C2410处理器为核心,以MC35T为GPRS通信模块构建了一嵌入式Internet接入平台,对其硬件构成及工作流程进行了讨论,描述了其软件层次结构,并详细讲解了基于该平台的PPP拨号软件包的实现。

张建民[8]2007年在《电梯核心控制器网络化关键技术设计与实现》文中进行了进一步梳理论文总结了电梯核心控制系统的发展现状,并对其发展趋势进行深入细致的分析,在此基础上确定了基于多种网络协议的嵌入式电梯核心控制系统的实现方案。以基于AT91RM9200的电梯核心控制器和嵌入式Linux操作系统为基础,重点设计与实现了核心控制系统的人机交互接口,基于GPRS (General Packet Radio System,通用无线分组业务)的无线故障报警,基于以太网的电梯状态监视。构建了灵活的人机接口,以点阵液晶显示器和按键为基础实现了对电梯运行参数动态配置,电梯状态现场实时显示和电梯故障历史查询。构建JFFS2 (Journaling Flash File System Version 2,存储器日志文件系统第2版)文件系统,实现了在Flash存储器上对电梯参数的掉电保存。编写了适用于GPRS无线报警单元小型UDP/IP/PPP协议栈,实现了对电梯运行状态的远程无线监控和现场报警,包括现场语音报警、拨打电话报警、发送短信报警、基于Internet的UDP数据报警,扩大了电梯监控的范围,保证了对电梯故障诊断和处理的及时性。研究了嵌入式Linux操作系统下的套接口socket网络编程原理,分别实现了基于UDP电梯的运行状态的监视,基于TCP的电梯的运行参数和故障历史记录文件的配置和读取,发挥了两种通讯方式各自的优势,提高了电梯网络监控的性能。最后在实验室的虚拟实验平台对各项功能进行了验证。该控制系统实现了电梯控制系统和Internet的深入结合,发挥了嵌入式Linux在网络方面的优势,具有一定的实际应用价值。对于其他工控领域的嵌入式控制系统设计具有借鉴意义。

王中海[9]2004年在《基于GPRS数据传输的电梯远程故障诊断系统的研究》文中进行了进一步梳理本文深入研究了基于GPRS数据传输的电梯远程故障诊断系统。研究了电梯远程故障诊断系统的结构,通过合理地系统架构,使远程维修服务中心能够通过Internet实时采集分布在各个小区中的电梯数据,进行相应的分析处理。在深入研究利用GPRS进行远程数据传输的原理后,设计了嵌入式电梯数据采集卡;在此基础上,结合实时嵌入式操作系统μC/OS-II建立了一个嵌入式软件开发平台,并在分析TCP/IP协议的基础上提出了嵌入式TCP/IP协议的概念,论述了嵌入式GPRS协议的实现。论述了如何在此平台的基础上开发应用软件,使数据采集卡能够通过GPRS接入Internet进行电梯数据的实时远程传输;在电梯发生故障时,能够实现拨打电话、发送短信息及语音报警等多种灵活的报警方式。实践证明,在软件开发平台的基础上开发嵌入式系统能够极大地提高开发效率,减少重复劳动,并提高了系统的实时性、可靠性和稳定性。深入研究了模糊Petri网和神经网络用于故障诊断的原理和两者的优缺点,提出了基于神经网络的模糊Petri网模型(NNFPN)。NNFPN综合了神经网络和模糊Petri网的优点,用于故障诊断可使整个诊断系统不再是一个“黑箱”,具备基于知识的故障诊断专家系统的透明特性,推理过程清晰可见,意义明确;同时由于可训练学习的网络规模小,计算速度明显快于复杂的神经网络;并且由于具备了神经网络的学习能力,模型不再是固定不变的,可以不断地学习新的专家经验知识。提出了NNFPN的训练学习算法,并用实例加以验证;论述了如何建立基于NNFPN的电梯故障诊断模型进行诊断推理,并提出针对不同工作状态下的电梯用不同的NNFPN模型进行故障诊断,可以使故障诊断的结果更准确,更符合实际情况。

高显明[10]2009年在《基于T/TCP协议构建无线嵌入式WEB服务器》文中指出随着嵌入式技术的不断发展,嵌入式系统、Web技术和无线技术叁者的结合已经成为嵌入式技术发展的必然趋势。但由于TCP协议在设计之初并没有考虑到无线网络和嵌入式设备的特性,导致TCP协议在无线嵌入式Web应用中的性能表现并不理想。首先,大多数TCP实现都以有线网络为假设条件作了优化,这些假设条件对于无线网络并不成立,忽略无线传输的特性将会导致一个逻辑上正确但是性能奇差的TCP实现。其次,TCP协议固有的叁次握手过程(3WHS)和TIME_WAIT状态等特性使其在嵌入式系统中的应用存在着缺陷和限制。另外,嵌入式Web服务器与客户之间交换的数据一般为小型数据,其连接特点是连接频繁且连接持续时间短,而TCP对小型数据传输效率不高,使用TCP协议会导致系统资源的浪费。因此,本课题提出在嵌入式系统中移植T/TCP协议以弥补TCP协议在无线嵌入式Web应用中的不足,并在T/TCP协议之上构建一个无线嵌入式Web服务器。本文首先详细讨论了T/TCP协议的机制,分析T/TCP协议如何实现跳过叁次握手过程和截断TIME_WAIT状态,并通过与UDP协议和TCP协议作比较,说明其在嵌入式应用中的优势。然后给出T/TCP协议在嵌入式操作系统VxWorks中的实现过程。进一步设计了测试程序以验证T/TCP协议是否移植成功。在T/TCP协议成功移植的基础上,构建一个简易的嵌入式Web服务器。针对嵌入式系统的数据特点,对服务器的响应数据发送行为进行优化,在服务器中加入了数据缓存机制以减少一次事务操作中产生数据报的数量,达到减轻网络负载和嵌入式系统开销的目的。并且,设计了测试程序,进行了本课题的嵌入式Web服务器的数据传输性能的测试。论文最后分析了GPRS无线网络的结构,在ARM9-JX2410M嵌入式实验设备中集成GPRS无线上网模块,并编写驱动程序实现嵌入式设备的无线上网功能。为解决GPRS网络中动态IP分配问题,还提出了一个关于GPRS网络中动态IP感知的系统模型。

参考文献:

[1]. 基于嵌入式Internet与GPRS的农业温室大棚环境参数监测系统研究[D]. 贺龙龙. 安徽农业大学. 2012

[2]. 以太网与移动通信网网络转换接口的研制与应用[D]. 杨光. 吉林大学. 2008

[3]. 基于WIFI/GPRS的嵌入式Internet[J]. 王晓华, 李萍. 计算机系统应用. 2014

[4]. 基于GPRS的嵌入式Internet研究与实现[D]. 张勇. 电子科技大学. 2004

[5]. 手持式WAP上网的研究与实现[D]. 马丰玺. 西南交通大学. 2007

[6]. 基于GPRS远程电能数据采集系统的开发与研究[D]. 卢中南. 河北农业大学. 2007

[7]. 基于GPRS的嵌入式Internet接入平台的设计[J]. 宋凯, 严丽平, 谢昕, 殷爱菡. 微计算机信息. 2006

[8]. 电梯核心控制器网络化关键技术设计与实现[D]. 张建民. 天津大学. 2007

[9]. 基于GPRS数据传输的电梯远程故障诊断系统的研究[D]. 王中海. 天津大学. 2004

[10]. 基于T/TCP协议构建无线嵌入式WEB服务器[D]. 高显明. 湖南大学. 2009

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