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1、. . 基于GSM交流电参数采集网络系统PC机软件设计毕业论文目录1.引言12.选题背景22.1 概述22.2 基于GSM交流电参数采集网络系统PC机软件设计的发展与功能33.方案选择43.1 单片机控制方案43.2 上位机PC软件控制方案44.方案论证54.1 GSM无线网络54.2上位机软件85.系统结构及工作原理95.1 TC35模块95.2 RS-232串口通信115.3 AT指令125.4 PDU模式及中文短信的编码136.上位机软件系统设计166.1 编程语言选择166.2 VB上位机软件设计166.3 数据库结构设计196.4 系统功能分析设计207.总结与展望218.参考文献1
2、9.致谢210.附录一3 / 随着科学技术和国民经济的发展,对电的需求量日益增加,同时对电网运行的稳定性要求也越来越高,对电网的实时监控就显得非常重要。随着我国电力行业的迅猛发展,电网供电品质越来越受到电力部门以及用户的关注。在电力监控系统中,为了维护电网运行的稳定和安全,保证用户用电的可靠性,需要电网中各种电参量维持稳定值不变。这就需要实时的采集各种电参量,用来监控以保证电网的稳定。随着GSM移动通信网络的迅速普及和竞争的日益激烈,新技术和新业务的开发和应用已提到十分重要的位置。GSM模块作为一种主要的GSM网络接入设备,已得到越来越多的系统制造商和系统开发商的重视,基于它的各种应用也蓬勃发
3、展起来。GSM 模块是继GSM 手机外又一种非常重要的GSM 移动通信系统的终端设备。它是传统调制解调器与GSM无线移动通信系统相结合的一种数据终端设备,因此也叫无线调制解调器。它的出现给GSM的发展注入了新的活力,改变了传统的以话音为主的通信手段,打开了GSM网络数据通信及其应用的大门。所以在应用上,凡是使用调制解调器的地方大多数可以用GSM模块代替。由于调制解调器必须通过PSTN或者其他专用通讯网进行通信,因而受地域,线路等影响,在应用上有很大的局限性。而GSM模块则无此限制,所以基于这种模块,以GSM网络作为无线传输网络,可以开发出多种前景极其乐观的各类应用,如：GPSGSMSMS移动车
4、辆监控定位系统；移动POS机,移动收费系统；移动性数据和Internet接入。将两者结合起来便是本设计要讨论的内容,通过GSM无线网的便利性将电网,电力系统中的各种参数传送到上位机进行处理,汇总,对数据进行分析来进行调整,便可以稳定电网,电力系统。对数据进行汇总分析还可以不停的改进电网,电力系统提高电能的利用率和电力设备的稳定性。2.选题背景2.1 概述在当今科学技术飞速发展的社会,如何通过最少的劳动力获得最大的劳动成果是各行各业发展的一个方向,采用GSM网络作为交流电采集网络系统的一个数据采集监控平台,能够很大的提高效率,不需要人工实时的去记录各种参数,通过无线网络传输不仅能够够很快的对网络
5、进行分析,而且如果出现问题能够第一时间对底层进行处理,设计上位机软件通过电脑和GSM模块能够远程对个交流网络进行监控是有很大意义的。GSM是我国目前基于时分多址技术的一种覆盖面最广、功能最强、用户最多的移动通讯系统。GSM具有用户不需架设中继站、频带利用率高、没有同频干扰、XX性好、通信速率高、通信质量可靠、能够提供非语音业务、提供短消息业务等优点,因而在国民经济各方面受到广泛的重视。GSM模块是继GSM手机外又一种非常重要的GSM移动通信系统的终端设备,即通常所说的GSM Modem。它以GSM网络作为无线传输网络,不受地域、线路等影响。且运行成本低,所以基于这种模块,可以开发出多种前景极为
6、乐观的各类应用。TC35模块是西门子公司为适应各个领域对无线数据传输业务的需求而开发的GSM模块,它设计小巧、功耗很低,主要由GSM基带处理器、GsM射频部分、电源、闪存4部分组成。GSM基带处理器是整个模块的核心它控制着模块内各种信号的传输、转换、放大等处理过程。GSM射频部分是一个单片收发器它完成对射频信号的接收和发送等处理。GSM模块电源把外部输入的电源电压进行稳压处理后供GSM基带处理器和GSM射频部分使用。FLASH用来存储一些用户配置信息、本和其他信息。TC35的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器,符合RS232接口标准,有固定的参数：8位数据位和l位停止位,无校验位,波
7、特率在300bps115kbps之间可选,硬件握手信号用RTS0CTS0,软件流量控制用XONXOFF、CMOS电平,支持标准AT命令集。通过这一接口可以用AT命令切换操作模式,使它处于语音、数据、短消息或模式。2.2 基于GSM交流电参数采集网络系统PC机软件设计的发展与功能在过去的几十年里,对于电网和工厂里面的一些电气系统,交流电参数和各种设置都是靠现场工作人员进行维护的,对机器实时进行看守,历史的数据进行记载和分析,实时性虽然好,但是突发事故一旦发生如果机器出问题,现场工作人员没有能力进行实时性的数据分析找出问题所在就会影响电网的工作机制甚至导致各种重大的损失,工厂的电气系统一样,会导致
8、停产引发一些列的问题。另一方面,若专门派指定的技术人员做这种统计数据和机器的看管又会浪费掉人力资源,而且一旦系统出现问题的时候而人有没有发现这种情况更是会导致各种损失。随着科技的发展,各种网络已经铺天盖地的出现在人们身边,利用这种网络人们可以方便的做各种事情。GSM手机的发明可以使人们即使天各一方也能进行亲切的交流接触,基于此种GSM网络的发达,现在各种无线控制模块,模板,和无线控制系统如雨后春笋般的发展开来。若由此构想,将GSM无线网络和电网和电气系统进行结合,有下位机的监控,能实时的检测数据,并将数据进行汇总和分类区分,通过GSM网络的便利性讲数据发送到上位机控制系统进行处理和分析。对实时
9、性的数据进行汇总和存储,绘制各种表格曲线。通过GSM网络能够达到远程传输数据的目的,这样不仅能够省略掉架公网的费用,而且由于GSM网络的传输安全性能,不仅能够对传输的数据进行保护而且能够保证数据传送能够最短时间到达。若将电网、电气系统、下位机采集数据系统、GSM数据传送模块、GSM网络系统、上位机控制软件系统结合为一体,那么,在远程我们就能够对系统终端进行实时监控,如果机器工作在比较恶劣的环境那么通过远程控制不仅能够保证工作人员的安全性还能较安逸的管理整个终端。对远程终端发送过来的数据参数,上位机软件进行存储和汇总,通过数据库对这些实时数据进行分析和绘表,工作人员能通过数据库随时调度数据,对信
10、息进行分析,并能得到系统的趋势走向,能够对系统进行优化和改进。3.方案选择3.1 单片机控制方案采用单片机作为TC35模块的控制器,外部添加按键电路完成对AT指令的发送控制,试用液晶显示器12864作为数据的显示平台。单片机完成TC35的控制和数据的处理,硬件较简单,外围设备无需很多费用就可以完成一套控制系统。但是有较大的缺陷,单片机的开发资源较有限,系统要求能够存储历史数据,能够对数据进行分析和汇总。单片机一旦掉电,数据会丢失,不容易进行长时间的数据保存。进行数据分析然后数据送12864进行显示,12864显示趋势走向表,程序太过复杂,占用单片机太多资源,影响单片机与TC35模块通讯,与远程
11、终端进行数据交换。3.2 上位机PC软件控制方案采用Visual Basic作为开发编程,对数据进行处理和数据库建立数据交互的通道,通过TC35模块与上位机串口通讯,采集远程终端的电网,电气系统数据参数进行处理。并对处理的数据和历史实时参数,在数据库中进行存储。此方案能够有较好的效果,能够达到各种要求,并且上位机PC存储数据不用担心掉电之后丢失的问题。因此通过两种方案的比较选择,选择第二种方案,通过上位机软件的编写完成交流电网络参数的采集系统的设计。4.方案论证由于本设计要求采用GSM作为基本传输网络,所以采用西门西公司的TC35模块作为信息的收发媒介,再通过上位机的处理达到本设计的要求。编程
12、采用VB语言进行开发,达到TC35模块与上位机的通讯,并与数据库进行结合,对数据进行统计分析,进行网络系统参数的分析和存储。4.1 GSM无线网络 GSM是Global System for Mobile Communications的缩写,意为全球移动通信系统,是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM是基于窄带TDMA制式,允许在一个射频同时进行8组通话。但GSM系统的容量是有限的,在网络用户过载时,就不得不构建更多的网络设施。值得欣慰的是GSM在其他方面性能优异,它除了提供标准化的列表和信令系统外,还开放了一些比较智能的业务如国际漫游等。GSM手机的方便之处在于它提供了一个智能卡,人们称之为SI
13、M卡,并且机卡可以分离,这样用户更换手机并且定制个人信息这方面都十分便利了。一个完整的数字移动通信网主要由网络交换子系统和基站子系统组成,除此以外还有大量移动台作为用户接入移动通信网的用户设备。网络运行部门为了管理整个移动通信系统还需要专门的操作维护子系统。系统结构如图4.1。图4.1 GSM体系统结构框图移动台是整个移动通信系统中直接由用户使用的设备。其类型可分为车载台、便携台和手机,其中,手机本身小型、轻巧,而且功能也较强,因此手机的用户将占移动用户的绝大多数。其主要功能除了要能通过无线接入进入通信网络,完成各种控制和处理以提供主叫或被叫通信以外,还必须具备与使用者之间的人机接口或与其它终
14、端设备相连接的适配装置,或两者兼有。移动台由两部分组成,移动终端和客户识别卡。移动终端就是机,它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息的发射和接收。SIM卡就是身份卡,它类似于我们现在所用的IC卡,因此也称作智能卡,存有认证客户身份所需的所有信息,并能执行一些与安全XX有关的重要信息,以防止非法客户进入网络。SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据,只有插入SIM后移动终端才能接入进网,是用户进入GSM网络的登记凭证。它由CPU、程序存储器、工作存储器、数据存储器和串行通信单元五部分组成。基站子系统是GSM的基本组成部分。可分为通过无线接口与移动台一侧相连的基站收i和另一侧
15、与交换机相连的基站控制器两部分。从功能上看,它们之间的分工是BTS负责无线传输,执行i与移动用户间的接口功能,提供移动台MS和GSM网络间无线信令和话音、数据信息交换,并处理这些信道数字化发射的全部无线功能,而BSC负责控制和管理,包括无线电资源的管理、无线电网络功能的管理、BSS的操作与维护等。网络交换子系统负责管理GSM系统内部的用户之间以及与其它电信网用户之间的通信。包括移动交换中心,和存储用户数据和移动管理信息的数据库,即访问用户位置寄存器、归属用户位置寄存器,鉴权中心、移动设备识别寄存器和操作维护中心六个功能单元,各功能实体间以及NSS与BSS之间通过符合CCITT信令系统No7协议规范的7号信令网络互相通信。移动交换中心,：MSC是NSS的核心,主要处理和协调GSM系统内部用户的通信连接,完成基本的交换功能。可
