基于嵌入式的灌区用水监测与信息接收系统研究

灌区用水监测与信息接收是优化调配灌区水资源的关键。由于灌区监测点多,且测点布局分散,传统的水利信息采集与监控系统适用性差、传输方法投资大、效率低,已经远不能达到现代灌区水利信息化的要求。现在我国各大灌区用于灌区水利信息监控的设施较落后。由于资金的限制及灌区水利信息数据采集频率不高、季节差异大等原因,不可能使用电话线等专用线路用于灌区水利信息的监控与数据的传输。灌区水利信息监控系统维护难度大、数据传输不稳定、线路建设费用高等,这是目前灌区用水监测系统发展中所面临的主要问题。 GPRS无线通信技术是GSM通信技术的升级。无线分组交换技术是GPRS的特色功能,GPRS通信与传统的GSM通信方式比较有以下优势:数据的传输率更高、支持点对点通信业务、数据传输速率快、接入网络时间缩短等,GPRS通信技术非常适合于灌区水利信息无线数据传输场合。本文根据灌区水利信息监测与接收系统自身的特点,将GPRS通信技术中的SMS短消息功能运用到灌区用水信息的无线监测及数据传输系统中, GPRS模块选用西门子公司的成熟产品MC39i。 灌区用水监测与信息接收系统主要由无线测控单元、通讯单元、GSM网络、数据接收中心等构成。其中下位机无线监测单元由微处理器、传感器模块等组成,主要完成灌区水情数据的采集、处理、数据发送等任务。使用西门子公司的MC39i GRPS模块,完成对SMS短信息的发送、接收工作,下位机ARM微处理器LPC2138驱动通讯模块MC39i实现信息的接收和发送;上位机数据接收中心采用S3C2410A微处理器驱动MC39i模块,通过SMS短消息方式实现灌区水情信息的接收、存储等。 本文介绍了GPRS通讯技术,设计了LPC2138 ARM处理器与MC39i通信模块间的硬件电路、设计了PIC16LF73低功耗控制电源电路接口、编制了下位机数据采集、数据传输程序;设计了嵌入式S3C2410A微处理器与MC39i模块的硬件电路、移植了Windows CE操作系统、采用Visual Stidio 2005编写了上位机数据接收、管理软件。 试验表明:对于测控点分散,单次数据传输量小的灌区,使用GPRS技术的短消息数据传输功能,解决了灌区水利信息监测系统中存在的各种问题,是灌区水利信息监测及数据无线传输的重要手段。