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浅析基于GPRS的嵌人式环保数据采集系统
于海
（河南省平项山市卫生学校河南平项山467001）
数字技术与应用
要；远程环境监控系统是数字化环保的一个热门应用，其中环境监测数据的来案与传输是该应用的基助。基于GPRS的丧入又环保数据摘
采案系就是一种基于衰入式系统和技术的环境监测数据来集系统。该系就以丧入式处理器STM32为中心，驱动通信模块DTU，由无线同络GPRS 速接到INTERNET网络，从而实现数据的选程来集和传输。
关键调：丧入又系就中图分类号：TP3
GPRS
文献标识码：A
近年来，随着我国现代工业的飞速发展，环境污染间题也变的越来越严重，环境严重恶化已是不争的事实。环境监测部门作为国家环境保护系统的技术部门，是环境管理工作的重要基础，在现代化的环保系统中，就需要对众多的污染物排放点进行实时监测，监测数据需要及时发送到环保部门的后台监控中心进行处理，做到对污荣源无人职守的实时在线监测，面目前许多环保监测站与各采集点之间的数据通信主要采用手工抄录或PSTN电话线传输。前者需要工作人员亲临现场，操作起来极不方便，数据监测的实时性大打折扣，采用电话线传输数据时，由于每次拨号都需要等待，速度慢，面且费用也较高，然而嵌入式系统技术和GPRS无线通信技术的发展，使得这种工作的进行可以采用小尺寸的账入式数据采集终端来完成，很容易实现低成本，高可靠性、高速，多通道、多点的数据采集方案。
1嵌入式系统技术 1.1嵌入式系统定义
广义的说，一个嵌人式系统就是一个具有特定功能和用途的计算机软硬件集合体。如果要给嵌入式系统一个定义，就是以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁减，适应应用系统对功能、可靠性、成本，体积、功耗严格要求的专用计算机系统。而从获义上讲，嵌入式系统则仅仅指装入另一个设备并且控制该设备的专用计算机系统。
嵌人式系统的最大特点是其目的性和专用性，即每一套嵌入式系统的开发都有其特殊的应用场合与特定功能，这也是嵌入式系统与通用计算机系统的坡主要区别。另外，嵌入式技术与实时性有着天然的联系。由于嵌入式系统是为特定目的面设计的，且常常受时间、成本，存储，带宽等的限制，固此它必须最大限度的在硬件和软件上“量身定做"以提高资源的利用率，达样的结果也导致了实时性的增强。
1.2嵌入式系统组成
嵌入式系统包含硬件和软件两部分硬件构架，硬件部分以嵌入式处理器为中心，配置存储器、I/O设备、通信模块等必要的外部设备，软件部分以软件开发平台为核心，向上提供应用编程接口(API)，向下屏蔽具体硬件特性的板级支持包(BSP)。嵌人式系绕中，软件和硬件累密配合，协调工
万方数据
文章编号：1007-9416（2010)10-0105-01
作，共同完成系统预定的功能。嵌入式系统的功能软件集成于硬件系统之中，系统应用软件与硬件一体化。在嵌入式系统的硬件设备中，嵌人式处理器是整个系统的核心部件，其性能的好坏直接决定整个系统的运行效果，面RTOS(RealTimeOperating System)，是嵌入式系统的软件开发平台，R TOS的引人，解决了嵌入式软件开发标准化的难题。
GPRS通信技术 2
GPRS(GeneralPacketRadioService)是通用分组无线业务的简称，是在现有的GSM 系统上发展出来的一种新的分组数据承转业务。GPRS在现有的GSM网络基础上增加一些硬件设备和软件升级，形成一个新的网络逆辑实体。它以分组交换技术为基础，采用IP数据网络协议，提高了现有的GSM 网的数据业务传输速率，最高可达 170kbps，GPRS靶分组交换技术引人现有 GSM系统，使得移动通信和数据网络合二为一，具有“极速传送”、“永远在线”、价格实惠"等特点，GPRS与现有的GSM系统最根本的区别是，GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一种分组交换系统，因此，GPRS 特别适用于间断的、突发性的或频紧的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输，这一特点正适合环境监测领域频发、少量、实时性高的数据传输的应用。
3嵌入式GPRS环境监测数据采集系统
嵌入式GPRS环境监测数据采集系统，是以STM32处理器为核心，通过AD影动采集模块、通用事行口来采集现场监测仪器输出的数据（包括模拟量和数字量），通过驱动GPRS通信模块，经过GPRS无线网络连接到Internet网络实现无线上网，与环保部门监控中心的上位机建立数据传输链路，将采集到的数据实时上传到监控中心，从而实现了各监测点无人职守的远程监控。该系统具有以下技术先进性：
3.1采用STM32作为嵌入式环保数采仪的硬件核心
STM32具有性能强劲、功耗低，实时性能好，代码密度高等特点，它的高速度和内嵌的大容量存储器，使得在进行正常的数据采集和无线数据传输之外，还允许程序上运行更多的任务，进行更复杂的算法运算，它的高度集成性和丰富的外部接口，使
得设计出来的数采仪在硬件上，电路更加简洁、成本更低、功能更强大.STM32的CPU内核采用ARM的CORTEX-M3，支持Thunb-2和Thumb指令，代码密度更高，编写的代码便于优化，效率更高，运行递度更快。
3.2软件上支持分时复用的技术，可以实现单个DTU向多个IP服务中心上传数据
一般的数采仪，若要实现一机向多个IP 服务中心上传数据的功能，硬件上需要多个 DTU支持，一个DTU设定一个IP地址，本项目通过定时器分时复用的方法，每隔30分钟切换一次DTU设定的IP地址，将采集到的数据轮转着发送到各个IP，以便用最小的硬件成本，实现一机向多个IP发送的目的。
3.3数采仪本身具有简单的数据分析和预测的功能
数采仅在记录数据的同时，也通过回归分析的方法对记录的数据进行简单的数据分析，比如作为衡量水质的重要指标 COD（化学需量），它本身就是跟有机物的含量有着重要关系的，如果一个污染企业，排放的废水中主要含有苯甲酸、苯酚、氢苯等物质，在测得的这费物质含量的同时，就可以通过回归分析的方法，得到各物质对COD的影响因子，从而指导企业控制权重最大的排放量。此外，还通过标准卡尔曼预测算法(Kalmanprediction)，能够极据当前和以往采集到的数据，对下一个数据进行预测，如果预测值超标，则提前预警，以便污染源企业能尽早采取应对措施。
该系统基于GSM/GPRS的嵌入式设计，是一个专门用于环保数据采集、传输设备。可通过模拟信号接口，数字信号接口与流量计、 COD、PH仪、氮氧、烟气测量仪等多种仪表连接，使得对仪表监控和记录更加方便、快捷；同时它还具有数据传输的功能，能够利用 GPRS网络，将采集到的数据实时的传送到数据监控中心。必要时，还能利用标准规定的反控机制，将污染过度的设备强制关停，为环境
监控提供了方使快稳的手段。参考文献
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数字技术与应用
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