基于GPRS的生产过程监测系统方案.doc

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创业计划竞赛作品申报书

序号：
编码：

河北省大学生创业计划竞赛

作品申报书

作品名称： 基于GPRS的生产过程检测系统

学校全称： 河北工程大学

团队名称： 徐海涛 张 帅

河北省大学生创业计划竞赛组委会制
2010年3月

一、摘要
本计划书对基于GPRS平台的远程监测系统进行了整体规划，分为监测终端采集，网络协议，监控中心，以及移动手机监测终端软件的实现四个方面。
首先应设计监测终端数据采集系统，为了降低后期技术难度和提高系统稳定性，采用带TCP/IP的GPRS DTU。微处理器通过串口与无线模块进行通讯，实现系统的网络功能。
其次，设计监测终端数据采集系统和监控中心的传输协议。通过RFID对进入监控范围的带电子标签的物品和人员进行跟踪识别和检测，并进行数据处理，实现公司物联网。
然后设计检测中心的软件。通过对系统的需求分析，最终决定采用C/S、B/S架构，通过C#语言的数据库访问、网络通讯、串口通讯等技术实现对工业现场进行监测和控制。
最后对手机终端上的软件进行设计。本软件基于JAVA技术构建，采用Sokect技术实现随时随地监控的功能。

图1：系统总体结构

图2：工作流程图

系统工作流程：控制中心通过GPRS网络向监测终端数据采集系统发送求情，监测终端数据采集系统接收到请求后，将要发送的数据按事先约定好的格式封装、加密，通过串口发送给GPRS DTU，GPRS DTU打包后将其发送到基站，根据内部的SIM卡号和接入的APN名称，由SGSN向移动DNS服务器发出查询请求，找到与监控中心连接的GGSN，并将数据包封装送给GGSN，然后通过系统专用的APN接入路由器，经专线光纤接入企业路由器，由监控中心的应用软件将数据解包，并按照一定的格式存入数据库中，这样授权用户就可以通过访问数据库来对信息进行查询、修改和删除等操作。反之，监控中心发送的控制命令可以传给监测终端数据采集系统进行远程控制。

二、系统组成
1、监测终端数据采集系统

图3：监测终端数据采集系统框图
物联网（The Internet of things）是通过信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
监测终端数据采集系统通过分布式的读卡器发回的数据进行汇总和计算，读取跟踪目标的详细信息并对目标进行识别和跟踪，最终将跟踪物品的信息发送到监控中心，实现公司的物联网功能。
监测终端数据采集系统将监控中心请求的数据发送到GPRS网络上，由监控中心接收、解包、保存和处理。同时，它会接收由监控中心发过来的命令，监测终端数据采集系统对数据解包后根据命令给生产过程服务器发送相应命令。监测终端数据采集系统除了有无线传输的功能，还具有控制、画面监控、故障诊断、语音报警、数据存储、统计、查核等功能，这些功能很好的满足了系统的要求。采用触摸功能的人机交换界面，不需专门的培训，比手机还容易操作。本系统采用低功耗ARM7作为主控制器和高性能的DSP作为协处理器，不但可以进行高级加密算法，还可以处理音频和远程画面监视及压缩，由于采用嵌入式体系结构，为系统升级提供了可能。
2、GPRS网络
监测终端数据采集系统的数据通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输，最终传送到监控中心IP地址。由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络，所以该系统的监控中心由移动分配固定的IP地址，各个监测终端数据采集系统使用动态的IP地址通过GPRS与监控中心进行通信。
3、监控中心
监控中心申请配置固定IP地址，通过移动公司的专线光纤与GPRS网络相连。采用专线接入可提供较高的带宽，当监测终端数据采集系统的数量增加或者数据量增加时，监控中心不用提高带宽也可满足需求。监控中心的软件采用C/S与B/S结构，可接收和保存各种数据，并对这些数据进行校验、查询、计算、分析、管理、提供报表等，必要时可以自动产生控制命令。信息按级公开，权限控制严格，层级明确，实现“向上负责”。通过查询报警数据和状态数据，来实时的监控生产线运行情况。同时通过GPRS网络将各种需要公开的数据显示在大电子屏上，提高企业管理的透明化，便于协调各部门的工作进度。
监控中心的另一个作用是为移动手机终端提供服务，通过接手手机终端发过来的命令，生成相应的数据提供相应服务，以此实现随时随地的监控手段。
4、移动手机监测终端软件
采用J2ME的软件设计，只要手机支持JAVA和WAP网络功能即可运行，软件通过身份验证登录后对比服务器菜单是否需要更新，更新完成后，即可查询相应服务。这样设计好处是，当服务器升级后，不必对客户端进行从新设计，只需升级客户端的菜单即可完成。
三、总结
本系统将会提高企业的监控能力，使高级管理层真正实现无时无地对工业生产进行监控。监控中心采用分组分角色的管理策略实现对不同权限的访问控制。在网络传输过程中采取DES数据加密算法进一步提高系统的安全性。
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