CN105281869A - 基于gprs的无线数据传输方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于GPRS的无线数据传输方法及其装置，涉及无线通信技术领域。该发明包括以下步骤：客户端将数据采集器中采集到的数据，通过RS232串口发送到GPRS数据传输终端；GPRS数据传输终端将数据转换成TCP/IP包发送到GPRS网络上，再经过服务转换进入到Internet网络；服务器端从Internet网络上获取采集数据的TCP/IP包后，通过程序将采集数据的TCP/IP包还原成采集数据。本发明不但具有覆盖范围广、数据传输速度快、通信质量高、永远在线和按流量计费等优点，还可以无需转接直接与Internet网互通，并且性价比高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线通信技术领域，特别是涉及一种基于GPRS的无线数据传输方法及其装置。
背景技术
GPRS通用无线分组业务(GeneralPacketRadioService)是利用包交换的概念发展的一套无线传输方式。GPRS网络是基于现有的GSM(全球移动通信***)网络实现的。在现有的GSM网络中需要增加一些节点，如GGSN(GPRS网关支持节点)和SGSN(GPRS服务支持节点)。SGSN的主要作用是记录移动终端的当前位置信息，并且在移动终端与GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。GGSN主要起网关作用，可以与多种不同的数据网络连接，如ISDN(综合业务数字网)、PSPDN(包交换公用数据网)和LAN(局域网)等。GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络。
GPRS网不但具有覆盖范围广、数据传输速度快、通信质量高、永远在线和按流量计费等优点，而且其本身就是一个分组型数据网，支持TCP/IP协议，无需经过PSTN(公用电话交换网)等网络的转接，可直接与Internet网互通，因此GPRS业务在无线上网、环境监测、交通监控、移动办公等行业中具有无可比拟的性价比优势。
发明内容
针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种基于GPRS的无线数据传输方法及其装置，使其不但具有覆盖范围广、数据传输速度快、通信质量高、永远在线和按流量计费等优点，还可以无需转接直接与Internet网互通，并且性价比高的优点。
为了解决上述问题，本发明提供一种基于GPRS的无线数据传输方法，其中，包括以下步骤：
S10、客户端将数据采集器中采集到的数据，通过RS232串口发送到GPRS数据传输终端；
S20、GPRS数据传输终端将数据转换成TCP/IP包发送到GPRS网络上，再经过服务转换进入到Internet网络；
S30、服务器端从Internet网络上获取采集数据的TCP/IP包后，通过程序将采集数据的TCP/IP包还原成采集数据。
优选的，在所述步骤S30中，所述服务器端的工作流程如下：
A10、服务器端启动监听线程，监听TCP端口，接收到数据包后对获取的数据包进行分析，对数据包进行拆包、读取操作；
A20、对数据包进行判定，判断数据包是否读取完毕，若数据包读取完成，则对数据包进行处理，并将处理后的数据存储到数据库中；若数据包读取未完成，则对数据包进行返回操作，继续对数据包进行拆包、读取操作；
A30、服务器端将数据存储到数据库中后，发送数据包接收应答信号，服务器端关闭监听端口。
优选的，在所述步骤S30中，所述服务器端的工作流程如下：
B10、服务器端打开RS232串口，从串口接收数据后对获取的数据进行分析，对数据进行读取操作；
B20、对数据进行判定，判断数据是否读取完毕，若数据读取完成，则对数据进行处理，并将处理后的数据存储到数据库中；若数据包读取未完成，则对数据包进行返回操作，继续对数据进行读取操作；
B30、服务器端将数据存储到数据库中后，发送数据接收应答信号，服务器端工作结束。
本发明提供一种实施所述的基于GPRS的无线数据传输方法的装置，其中，包括客户端装置、GPRS数据传输终端装置、服务器端装置，所述客户端装置通过RS232串口对所述GPRS数据传输终端装置进行收发控制，将采集的数据发送到GPRS网络，再经过所述GPRS网络进入到Internet网络，所述服务器端装置接收通过所述GPRS网络上传的数据，进行处理并存储到数据库；所述服务器端装置采用Web页面方式。
客户端装置：将采集数据通过串口发送到GPRS数据传输终端；
GPRS数据传输终端装置：采用标准的RS232接口，通过单片机，使用相应的AT命令对GPRS模块进行控制，并连接到GPRS网络；
GPRS网络：支持TCP/IP协议，直接与Internet网络互通；
服务器端装置：服务器端装置采用普通Internet网络上的主机方式；作为TCP服务器端具有静态公网IP，开放了侦听端口，能从外部访问，其上运行TCP端口监听程序，接收来自GPRS数据传输终端装置的TCP数据包，并向GPRS数据传输终端装置发送回应数据。
本发明提供一种实施所述的基于GPRS的无线数据传输方法的装置，其中，包括客户端装置、GPRS数据传输终端装置、GPRS数据接收终端装置、服务器端装置，所述客户端装置通过RS232串口对所述GPRS数据传输终端装置进行收发控制，将采集数据发送到GPRS网络，再经过服务转换进入到Internet网络传输到所述GPRS数据接收终端装置，所述服务器端装置从所述GPRS数据接收终端装置读取数据并进行处理和存储到数据库；
客户端装置：将采集数据通过串口发送到GPRS数据传输终端装置；
GPRS数据传输终端装置：采用标准的RS232接口，通过单片机使用相应的AT命令对GPRS模块进行控制，并连接到GPRS网络；
GPRS网络：支持TCP/IP协议，直接与Internet网络互通；
GPRS数据接收终端装置：GPRS数据接收终端装置和GPRS数据传输终端装置相对应，当采集数据由GPRS数据传输终端装置上传后，在另一端便是由GPRS数据接收终端装置来接收GPRS数据传输终端装置上传的数据；
服务器端装置：服务器端装置采用C/S方式；通过串口接收来自GPRS数据接收终端装置的数据。
优选的，所述GPRS数据传输终端装置包括控制模块和发送接收模块，所述控制模块与所述发送接收模块相连接。
优选的，所述控制模块采用PIC18f6720单片机，所述PIC18f6720单片机具有两个通用异步串行接口，分别为通用异步串行接口A和通用异步串行接口B，所述通用异步串行接口A与所述发送接收模块相连，进行数据和AT命令的传输；所述通用异步串行接口B与所述客户端装置的串口相连，与所述客户端装置进行通信。
优选的，所述发送接收模块为GPRS通信模块GR47，所述GPRS通信模块GR47外部安装天线。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明不但具有覆盖范围广、数据传输速度快、通信质量高、永远在线和按流量计费等优点，而且其本身就是一个分组型数据网，支持TCP/IP协议，无需经过PSTN网络转接，可直接与Internet网互通，在无线上网、环境监测、交通监控、移动办公等行业中具有较高的性价比优势。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
图2是本发明的实施例装置部分结构示意图；
图3是本发明的又一实施例装置部分结构示意图；
图4是本发明的GPRS数据传输终端装置结构示意图。
主要元件符号说明：
1-客户端装置2-GPRS数据传输终端装置3-Internet网络
4-服务器端装置5-GPRS数据接收终端装置6-串行端口
7-控制模块8-发送接收模块
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图与实例对本发明作进一步详细说明，但所举实例不作为对本发明的限定。
如图1至图4所示，本发明的实施例包括以下步骤：
S10、客户端将数据采集器中采集到的数据，通过RS232串口发送到GPRS数据传输终端；
S20、GPRS数据传输终端将数据转换成TCP/IP包发送到GPRS网络上，再经过服务转换进入到Internet网络；
S30、服务器端从Internet网络上获取采集数据的TCP/IP包后，通过程序将采集数据的TCP/IP包还原成采集数据。
进一步的，在所述步骤S30中，所述服务器端的工作流程如下：
A10、服务器端启动监听线程，监听TCP端口，接收到数据包后对获取的数据包进行分析，对数据包进行拆包、读取操作；
A20、对数据包进行判定，判断数据包是否读取完毕，若数据包读取完成，则对数据包进行处理，并将处理后的数据存储到数据库中；若数据包读取未完成，则对数据包进行返回操作，继续对数据包进行拆包、读取操作；
A30、服务器端将数据存储到数据库中后，发送数据包接收应答信号，服务器端关闭监听端口。
进一步的，在所述步骤S30中，所述服务器端的工作流程如下：
B10、服务器端打开RS232串口，从串口接收数据后对获取的数据进行分析，对数据进行读取操作；
B20、对数据进行判定，判断数据是否读取完毕，若数据读取完成，则对数据进行处理，并将处理后的数据存储到数据库中；若数据包读取未完成，则对数据包进行返回操作，继续对数据进行读取操作；
B30、服务器端将数据存储到数据库中后，发送数据接收应答信号，服务器端工作结束。
本发明提供一种实施所述的基于GPRS的无线数据传输方法的装置，其中，包括客户端装置1、GPRS数据传输终端装置2、服务器端装置4，所述客户端装置1通过RS232串口对所述GPRS数据传输终端装置2进行收发控制，将采集的数据发送到GPRS网络，再经过GPRS网络进入到Internet网络3，所述服务器端装置1接收通过所述GPRS网络上传的数据，进行处理并存储到数据库；所述服务器端装置4采用Web页面方式。
客户端装置1：将采集数据通过串口发送到GPRS数据传输终端装置2：
GPRS数据传输终端装置2：采用标准的RS232接口，通过单片机，使用相应的AT命令对GPRS模块进行控制，并连接到GPRS网络；
GPRS网络：支持TCP/IP协议，直接与Internet网络3互通；
服务器端装置4：服务器端装置4采用普通Internet网络3上的主机方式；作为TCP服务器端具有静态公网IP，开放了侦听端口，能从外部访问，其上运行TCP端口监听程序，接收来自GPRS数据传输终端装置2的TCP数据包，并向GPRS数据传输终端装置2发送回应数据。
本发明提供一种实施所述的基于GPRS的无线数据传输方法的装置，其中，包括客户端装置1、GPRS数据传输终端装置2、GPRS数据接收终端装置5、服务器端装置4，所述客户端装置1通过RS232串口对所述GPRS数据传输终端装置2进行收发控制，将采集数据发送到GPRS网络，再经过服务转换进入到Internet网络3传输到所述GPRS数据接收终端装置5，所述服务器端装置4从所述GPRS数据接收终端装置5读取数据并进行处理和存储到数据库；
客户端装置1：将采集数据通过串口发送到GPRS数据传输终端装置2；
GPRS数据传输终端装置2：采用标准的RS232接口，通过单片机使用相应的AT命令对GPRS模块进行控制，并连接到GPRS网络；
GPRS网络：支持TCP/IP协议，直接与Internet网络3互通；
GPRS数据接收终端装置5：GPRS数据接收终端装置5和GPRS数据传输终端装置2相对应，当采集数据由GPRS数据传输终端装置2上传后，在另一端便是由GPRS数据接收终端装置5来接收GPRS数据传输终端装置2上传的数据；
服务器端装置4：服务器端装置4采用C/S方式；通过串口接收来自GPRS数据接收终端装置5的数据。
进一步的，所述GPRS数据传输终端装置2包括控制模块7和发送接收模块8，所述控制模块7与所述发送接收模块8相连接。
进一步的，所述控制模块7采用PIC18f6720单片机，所述PIC18f6720单片机具有两个通用异步串行接口，分别为通用异步串行接口A和通用异步串行接口B，所述通用异步串行接口A与所述发送接收模块8相连，进行数据和AT命令的传输；所述通用异步串行接口B与所述客户端装置1的串口相连，与所述客户端装置1进行通信。
进一步的，所述发送接收模块8为GPRS通信模块GR47，所述GPRS通信模块GR47外部安装天线。
本实施例中采用的PIC18F6720是Microchip公司生产的单片机。采用3.3V供电，其大部分指令均为单周期指令，几乎所有的相关硬件配置都映射成特殊寄存器，大大提高了运行速度；具有A，B，C，D，E，F，G这7个可编程的I/O口；内部除了3840B的RAM外，还有1024B的EEPROM和128kB的Flash存储器；拥有4个定时器和多个中断源及2个中断优先级，有2个USART，功能十分强大，是一款性价比很高的芯片。
本实施例中采用的GPRS通信模块GR47是SonyEricsson公司生产的一款双频段GSM900/GSM＝1800的通信模块。在此模块基础上，能进行GPRS数据传输，具有支持短消息服务等功能。采用3.6V电压供电；对外可提供多种接口，如天线接口、模拟音频接口、异步串行接口、SIM卡接口等，也支持I2C通信；内部集成了TCP/IP协议栈，因此采用此芯片会大大降低微控制器编程工作的难度。
本实施例中用到的GPRS通信模块GR47的端口并不多，对几个重点的连接点作如下说明：
(1)串行口TD：接单片机的RX2，RD接单片机的TX2。
(2)DSR引脚：即DataSetReady，说明模块准备好接收数据，此引脚经过三极管开关电路与单片机的RBO相连；DSR为高表示处在数据模式，为低表示处在命令模式。
(3)DTR引脚：即DataTerminalReady，说明终端设备准备好接收数据，可以通过控制此引脚电平的高低时间来进行GPRS通信模块GR47的数据态和命令态的切换，此引脚经过三极管开关电路与单片机的RF2相连。
本实施例中的***软件采用C语言编写，在MPLAB环境下编译。程序的主体是如何控制GPRS通信模块GR47的AT命令对GPRS通信模块GR47进行初始设置和对信息数据的处理。程序总体上可以分为以下几个块：CPRS连接的初始设置、短消息的判断处理、无数据传输时的心跳处理、数据判断转发等。主程序是把这些程序块有机结合到一起，相互控制，无限循环。
GPRS模块连接到Internet和GPRS网络的实现过程如下：
(1)单片机软件控制GPRS通信模块GR47开机，等待此模块正常启动。
(2)通过单片机和GPRS通信模块GR47连接的串口，向GPRS通信模块GR47写入相应的AT设置命令，进行初始化，使模块成功粘附在GPRS网络上，获得网络运行商分配的动态IP地址，与目的终端建立连接。
基本设置如下：
(1)GPRSISP码：
AT+IISP1＝*99***1#//全国通用
(2)登录用户名：
AT+IUSRN＝WAP//GPRS网络登录名
(3)登录密码：
AT+IPWD＝WAP//GPRS网络登录密码
(4)MODEM类型：
AT+IMTYP＝2//定义GPRSMODEM
(5)初始化命令：
AT+IMIS＝“AT+CGDCONT＝1，ip，CMNET”
(6)域名服务器：
AT+IDNSI＝211.136.18.171//DNS服务器地址，全国通用
(7)扩展码(XRC)：
AT+IXRC＝0
SOCKET设置如下：
(1)建立一个TCP通信：
AT+ISTCP：218.66.16.173，1024<CR>
建立SOCKET连接，218.66.16.173为应用服务中心计算机端IP地址(实际地址由实际情况决定)，1024为端口号(端口号由中心SOCKET端口监听程序设置决定)。如果连接成功，LT8030返回I/xxx，xxx为LT8030中本次SOCKET连接的句柄号，中心监听程序会显示连接的终端IP地址；如果连接失败，LT8030返回I/ERROR(xxx)，xxx为错误代码。
(2)发送数据：
AT+ISSND％：xxx，<stringLength>：<string>
发送数据，xxx为句柄，<stringLength>为要发送的字符长度，<string>为要发送的数据。发送成功后，在中心端可看到终端发送的数据。最多一次能够发送5K以下的数据。
(3)查询SOCKET状态：
AT+ISST：xxx<CR>
查询SOCKET状态，xxx为句柄，LT8030返回I/<SOCKETstat>。如果<SOCKETstat>＝000，表示该端口连接正常；如果<SOCKETstat>≥1，LT8030通过该端口从中心接收存在Buffer里的字节数；如果<SOCKETstat><0，则SOCKET错误。
(4)接收数据：
AT+ISRCV：xxx<CR>
xxx为句柄，该指令会读取LT8030通过该句柄从中心接收到的，存在Buffer里的数据Buffer最大可存储30K的数据。
(5)关闭SOCKET通道：
AT+ISCLS：xxx
关闭SOCKET通道，xxx为句柄。
数据的处理内容如下：
数据包在数据中心服务器和GPRS服务器中的传输是基于IP数据包的，但明文传送IP包不可取，因此大多选用PPP(点对点协议)进行传输，实现通过GPRS模块的数据和Internet网络的透明传输。GPRS通信模块GR47内部集成了TCP/IP协议栈，所以用户对IP协议相关的程序就不必编写，可以直接通过GPRS通信模块GR47传递数据。
(1)模块与Internet上PC机的数据传输：要求PC机具有公网的IP地址和开放的端口以及监视传输报文的运行软件。这样，模块与Internet传输数据时，报文就会显示。在模块成功联入网络后，单片机只要将要发送的数据通过串口发给GPRS通信模块GR47，GPRS通信模块GR47就会把数据转发给相应的IP地址的PC机。
(2)短消息数据的处理：GPRS通信模块GR47具有GSM的功能，可以与手机发送和接收短消息。短消息采用PDU格式，在程序中需要判断短消息的到来和读取短信内容，并根据内容执行相应的功能，最后把结果构造成PDU格式返回给相应的发送者。
(3)GPRS通信心跳信息：网络连接建立后，在设定周期内无数据通信时，GPRS模块向数据服务中心发送心跳信息，数据服务中心收到心跳信息后，回应应答信号。
(4)重要数据的存储：程序中把一些重要的常用和易变的数据如计算机服务器的IP地址、端口号、终端地址、SIM***等存入单片机的EEPROM中。需要时从EEPROM中读出或向EEPROM重新写入数据进行设置。
主程序流程如下：
主程序流程大致如下：首先进行单片机设置变量的初始化，一般均为0；进行单片机相应配置单元的初始化，比如设定端口方向、设置中断优先级、定时器初始化等；然后由单片机控制GR47的电源，以决定是否开机；待开机成功后，查询网络是否注册成功；成功后即可建立模块与PC机服务器的连接，并进行数据传输和短消息处理；根据需要发送一定格式的心跳信息。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种基于GPRS的无线数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10、客户端将数据采集器中采集到的数据，通过RS232串口发送到GPRS数据传输终端；
S20、GPRS数据传输终端将数据转换成TCP/IP包发送到GPRS网络上，再经过服务转换进入到Internet网络；
S30、服务器端从Internet网络上获取采集数据的TCP/IP包后，通过程序将采集数据的TCP/IP包还原成采集数据。
2.如权利要求1所述的基于GPRS的无线数据传输方法，其特征在于，在所述步骤S30中，所述服务器端的工作流程如下：
A10、服务器端启动监听线程，监听TCP端口，接收到数据包后对获取的数据包进行分析，对数据包进行拆包、读取操作；
A20、对数据包进行判定，判断数据包是否读取完毕，若数据包读取完成，则对数据包进行处理，并将处理后的数据存储到数据库中；若数据包读取未完成，则对数据包进行返回操作，继续对数据包进行拆包、读取操作；
A30、服务器端将数据存储到数据库中后，发送数据包接收应答信号，服务器端关闭监听端口。
3.如权利要求1所述的基于GPRS的无线数据传输方法，其特征在于，在所述步骤S30中，所述服务器端的工作流程如下：
B10、服务器端打开RS232串口，从串口接收数据后对获取的数据进行分析，对数据进行读取操作；
B20、对数据进行判定，判断数据是否读取完毕，若数据读取完成，则对数据进行处理，并将处理后的数据存储到数据库中；若数据包读取未完成，则对数据包进行返回操作，继续对数据进行读取操作；
B30、服务器端将数据存储到数据库中后，发送数据接收应答信号，服务器端工作结束。
4.一种实施权利要求1所述的基于GPRS的无线数据传输方法的装置，其特征在于，包括客户端装置、GPRS数据传输终端装置、服务器端装置，所述客户端装置通过RS232串口对所述GPRS数据传输终端装置进行收发控制，将采集的数据发送到GPRS网络，再经过服务转换进入到Internet网络，所述服务器端装置接收通过所述GPRS网络上传的数据，进行处理并存储到数据库；所述服务器端装置采用Web页面方式。
客户端装置：将采集数据通过串口发送到GPRS数据传输终端装置；
GPRS数据传输终端装置：采用标准的RS232接口，通过单片机，使用相应的AT命令对GPRS模块进行控制，并连接到GPRS网络；
GPRS网络：支持TCP/IP协议，直接与Internet网络互通；
服务器端装置：服务器端装置采用普通Internet网络上的主机方式；作为TCP服务器端具有静态公网IP，开放了侦听端口，能从外部访问，其上运行TCP端口监听程序，接收来自GPRS数据传输终端装置的TCP数据包，并向GPRS数据传输终端装置发送回应数据。
5.一种实施权利要求1所述的基于GPRS的无线数据传输方法的装置，其特征在于，包括客户端装置、GPRS数据传输终端装置、GPRS数据接收终端装置、服务器端装置，所述客户端装置通过RS232串口对所述GPRS数据传输终端装置进行收发控制，将采集数据发送到GPRS网络，再经过所述GPRS网络进入到Internet网络传输到所述GPRS数据接收终端装置，所述服务器端装置从所述GPRS数据接收终端装置读取数据并进行处理和存储到数据库；
客户端装置：将采集数据通过串口发送到GPRS数据传输终端装置；
GPRS数据传输终端装置：采用标准的RS232接口，通过单片机使用相应的AT命令对GPRS模块进行控制，并连接到GPRS网络；
GPRS网络：支持TCP/IP协议，直接与Internet网络互通；
GPRS数据接收终端装置：GPRS数据接收终端装置和GPRS数据传输终端装置相对应，当采集数据由GPRS数据传输终端装置上传后，在另一端便是由GPRS数据接收终端装置来接收GPRS数据传输终端装置上传的数据；
服务器端装置：服务器端装置采用C/S方式；通过串口接收来自GPRS数据接收终端装置的数据。
6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述GPRS数据传输终端装置包括控制模块和发送接收模块，所述控制模块与所述发送接收模块相连接。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块采用PIC18f6720单片机，所述PIC18f6720单片机具有两个通用异步串行接口，分别为通用异步串行接口A和通用异步串行接口B，所述通用异步串行接口A与所述发送接收模块相连，进行数据和AT命令的传输；所述通用异步串行接口B与所述客户端装置的串口相连，与所述客户端装置进行通信。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述发送接收模块为GPRS通信模块GR47，所述GPRS通信模块GR47外部安装天线。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160127 |