网络化远程自动抄表系统的设计及实现

1．2 系统的功能
系统的功能有：查看历史数据，读取实时或整点数据。
查看历史数据：客户端根据自己的需求，要求查看历史上某一段数据的请求，该请求经过Web服务器转送给数据库服务器，数据库服务器将数据经过Web服务器转接以html格式返回给客户端。
读取实时或整点数据：客户端要求读取实时或整点数据请求，Web服务器根据请求来通知通讯服务器，然后由通讯服务器通知GPRS数据采集模块，GPRS数据采集模块通过GPRS网络向通讯服务器发送数据包。当通讯服务器收到数据包时，将数据包解析成流量参数写到数据库服务器中，然后由数据库服务器将数据发送给Web服务器，然后由Web服务器将数据以html格式返回给客户端。

2 GPRS通信模块的设计及其功能
第2．5代通讯技术GPRS(Geneal packet Radio Service，通用分组无线业务)作为第三代通讯技术的前奏，GPRS技术是在现有GSM技术基础上发展而来的一种新的分组交换的数据承载业务，由英国 BTCellent公司在1983年提出。GSM技术主要以提供话音业务为主，而GPRS技术在移动终端与计算机通信网络的路由器之间提供了分组传递业务，这就是GPRS网络与GSM网络的最大区别。
GPRS把分组交换技术引入现有GSM系统，为移动用户和数据网络之间提供语音通信。GPRS采用分组交换技术，主要提供非语音的数据业务，特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，给移动用户提供高速无线IP和x．25服务。GSM网络采用电路交换的方式，也适用于偶尔的大数据量传输。
本系统就是利用GPRS的分组无线业务，通过无线网络连接到现场的自动抄表装置上进行数据测量。
在系统中，关键之一是网络协议的选择。目前有两种协议，即TCP协议和UDP协议。UDP协议与TCP协议相比较，有以下几个优点：适用于小数据量的传输；使用方便，不需要建立连接，是一种无连接的通讯方式；传输数据的效率高，实时性强。
考虑到UDP上述特点以及流量测量系统对实时性的高要求，本系统采用了UDP协议。

3 系统硬件设计
电能流量测量设备有两种工作方式：一是按事先设定好的时间间隔，周期性地采集用户数据，实时地传送到数据库服务器；二是实时地响应来自于通信服务器的控制命令，按照控制命令进行特定的数据采集任务。这就要求作为数据传输模块和终端设备控制模块的GPRS终端能够实时地解析、处理各种控制命令并向数据传输服务提供尽可能大的吞吐率。另外考虑到系统的可扩展性，本系统硬件设计时没有采用传统的低成本但是高开发费用且性能、功能受限制的单片机加GPRS通讯模块的方案，而是使用了以高性能嵌入式CPU芯片为核心的设计方案。GPRS数据传输终端的硬件组成和连接如图2所示。CPU采用了专为网络解决方案设计的 SamsungARM7 4510B。GPRS模块采用目前比较流行的西门子MC35系列模块。


传输终端的软件采用了以嵌入式实时操作系统为平台、自主知识产权的网络组件为核心的体系结构。操作系统选用了μclinux。μclinux最大的特点就是没有MMU，很适合ARM嵌入式微处理器。该μclinux的内核版本是Linux 2．4，它具备完整的嵌入式TCP／IP网络协议栈，操作系统所有代码加起来编译后的镜像文件小于1 MB。
该系统以数字信号处理器DSP为核心，采用交流取样技术，可以连续地检测和统计电量的有关参数。
抄表数据终端起着管理和协调GPRS网络和仪表数据通信的作用。由于无线传输是基于GPRS的，所以抄表数据传输终端也可以称为GPRS终端，要完成硬件和软件的设计。抄表终端的硬件设计一般都会选用世界知名厂商生产的GPRS模块作为抄表终端与GPRS网络连接的中间件，实现同基站空中接口的连接，选用高速微处理器连接仪表和GPRS模块，处理两者间的数据通信问题。

4 系统软件设计
4．1 B／S结构
目前软件结构设计模式主要有两大类：一是传统的Client／Server(客户端／服务器)模式，它采用Intranet技术，适用于局域网环境可连接用户数有限，当用户数量增多时，性能会明显下降，客户端都要安装。一是正在不断发展的Browser／Server(浏览器／服务器)模式，
它采用Internet／Intranet技术，适用于广域网环境，支持更多的客户，可根据访问量动态配置Web服务器、应用服务器，以保证系统性能。客户端只需要标准的Internet浏览器。 linux操作系统文章专题:linux操作系统详解（linux不再难懂）