通过GSM短消息传输数据的水情测报系统设计方案
|
摘要
本文针对我国水情自动测报系统的无线通信问题，结合近年来通信领域发展最快的GSM无线网络技术，提出了一种应用GSM短消息传输水情数据的自动测报系统设计方案。
论文在分析短消息业务(SMS)的运行原理的基础上，重点考察了短消息用户终端设计、上下位机通信程序设计、网络时延对数据传输的影响等问题。其中分离器件短消息终端设计方案主要分析用户终端必须完成的GSM底层协议族，及其管理流程；模块化设计方案使用集成GSM引擎模块，通过串口扩展，使之成为能与单片机系统、PC机进行连接的通信终端。通信程序设计主要结合GSM模块支持的AT指令、PDU数据包的封装、拆包过程进行功能分析。
由于GSM网络覆盖范围不断扩大，系统可广泛施用于分散、多点、数据量较小的自动测试系统中。
Aiming to the wireless communication problem of automatic measurement and forecast system, the paper brings forward an scheme that using the SM(Short Message) transmits the collecting data in system, it is one of the services belonging to GSM wireless network which development is fastest in the communication field in latest years.
Basing on the theory analyse of the Short Message Service,the paper provides the device of the SM terminal and the communication programs that run in SCM. System and PC. The terminal scheme using the separate component emphasizes to analyse the family of GSM lower layers protocol; the scheme using integrated chip that have all faculty of transmitting SM, we only need extend a serial port to connect with SCM system or the PC. The function of the communication program is that packing data into PDU format, or reverse.
Along with enlarging the area of the GSM wireless network, the transmitting system will be used widely, especially in disperse, multi-point, a little data to be transmitted automatic measurement and forecast system.
论文在分析短消息业务(SMS)的运行原理的基础上，重点考察了短消息用户终端设计、上下位机通信程序设计、网络时延对数据传输的影响等问题。其中分离器件短消息终端设计方案主要分析用户终端必须完成的GSM底层协议族，及其管理流程；模块化设计方案使用集成GSM引擎模块，通过串口扩展，使之成为能与单片机系统、PC机进行连接的通信终端。通信程序设计主要结合GSM模块支持的AT指令、PDU数据包的封装、拆包过程进行功能分析。
由于GSM网络覆盖范围不断扩大，系统可广泛施用于分散、多点、数据量较小的自动测试系统中。
Aiming to the wireless communication problem of automatic measurement and forecast system, the paper brings forward an scheme that using the SM(Short Message) transmits the collecting data in system, it is one of the services belonging to GSM wireless network which development is fastest in the communication field in latest years.
Basing on the theory analyse of the Short Message Service,the paper provides the device of the SM terminal and the communication programs that run in SCM. System and PC. The terminal scheme using the separate component emphasizes to analyse the family of GSM lower layers protocol; the scheme using integrated chip that have all faculty of transmitting SM, we only need extend a serial port to connect with SCM system or the PC. The function of the communication program is that packing data into PDU format, or reverse.
Along with enlarging the area of the GSM wireless network, the transmitting system will be used widely, especially in disperse, multi-point, a little data to be transmitted automatic measurement and forecast system.
引文
[1] 朱华，水情自动测报系统，水利电力出版社，1993(11)。
[2] 杨彩虹，王芙蓉，贺德华，GSM的数据业务和承载能力，电讯技术，2002年第1期p101-105。
[3] 金政焕，王文明，水位自动测报系统的研究与应用综述，黑龙江水专学报，1997(1-2)。
[4] 水文仪器现状与发展，水利水文自动化，1999(3)，pp4-12。
[5] 徐立中，遥测系统的多媒体通信网路化及相关技术的研究，中国矿业大学博士论文，1997(6)。
[6] 程德荣，林家儒，数字移动通信系统，北京邮电大学出版社，2000(11)。
[7] 孙孺石，丁怀元等，GSM数字移动通信工程，人民邮电出版社。
[8] 张应中，张德民等，数字移动通信工程 人民邮电出版社。
[9] 庄炜，宋文涛，GSM数字蜂窝移动通信标准Um接口的信令分析及软件实现，移动通信，1994年第5期。
[10] Ansgor Berpoann，GSM空中接口的信令部分。
[11] 张静，李成，GSM数据业务，现代通信，2000(6)p20-21。
[12] 张静，数字移动通信系统数据业务及发展，移动通信2000年第3期p14-17。
[13] 赵大为，数字移动通信网的短消息业务，天津通信技术，1998年12月第4期p37-39。
[14] 张云，熊承燕，基于GSM的短消息业务协议分析，无线通信技术，2001年第3期。
[15] ETSI GSM07.05, Digital cellualar telecommunications system (Phase 2+), Use of data terminal equipment-data circluit terminating, Equipmenmt (DTE DCE) interface for short message service (SMS) and cell broadcast service (CBS) [S].
[16] ETSI GSM04. 11, Digital cellualar telecommunications system (Phase 2+), Point to point (PP)short message service (SMS), Support on mobile radio interface [S].
[17] GSM03.40 (Version7. 3.0): European digital cellular telecommunications system (Phase2): Technical realization of the Short Message Service Point to Point[S]. 1999.
[18] 陈霞，苏彦兵，谈振辉，GSM短消息业务：协议和实现，移动通信，2001(3)。
[19] 江红，熊思民，短消息业务SMS，重庆邮电学院学报，2001年6月p43-
46
[20] 朱利泳，GSM手机原理及故障分析，电信技术1999年第6期。
[21] 茹庆明，诺基亚6150型GSM双频手机的原理与维修，电信技术2001年第1期p55-58。
[22] 康厚强，王德刚，魏急波，用于短信息收发的TC35终端的硬件设计与实现，电子技术2002年第8期。
[23] 崔燕，康慧琴，李明远，GSM调制解调器(GM360)及其短消息业务的应用，现代电子技术，2001(7)。
[24] Wavecom. WISM02C Hardware Specification August 2000
[25] Wavecom. AT command interface. March 2000.
[26] Theodora Grlgorova, Ivan Leung, "SIM Cards",《Telecommunication Journal of Austral ia》Vol. 43, No. 2,1993
[27] 刘宗祥，GSM系统中的用户识别模块—SIM卡，移动通信，1996年第6期。
[28] 王东林，李津生，GSM中的IC卡技术，电信科学，1994年9月第10卷第9期，p14-18。
[29] Uwe Mlc' el. Security features In the GSM system。
[30] 费国忠，王洪，GSM MODEM及其在远程监控系统中的应用 电子产品世界，2002(1)。
[31] 王鹏，谭宝成，基于GSM／MODEM无线通信自动抄表系统实现，西安工业学院学报，2002(3)。
[32] 李朝青，PC机与单片机数据通信技术，北京航空航天大学出版社，2000(12)。
[33] 李华等，MCS-51系列单片机实用接口技术，北京航空航天大学出版社，1993(8)。
[34] 何立民，MCS-51系列单片机应用系统设计，北京航空航天大学出版社，2000(2)。
[35] A. Maloberit: Radio Transmission Interface Of The Digital Paneuropean Mobile System IEEE VTC' 89 conference record.
[36] GSM 03.39 (Version6. O. O): European digital cellular tele-communications system (Phase2+);Interface protocols for the connection of Short Message Service Centres (SMSCs) to Short Message Entities(SMEs) [S].
[37] 柴旭东，基于移动电话和GPS的车辆监控调度系统的研制，交通与计算机，2002(3)。
[38] 胡准庆，张欣，夏渊，具有智能的列车监控系统设计及应用，电力系统及其自动化学报，2002(2)
[39] 周二贵，利用GSM短消息业务实现远程监控，科技情报开发与经济，2001
年第11卷第5期。
[40] 周珺，王学华，利用GSM短信传输报警信号，警察技术，2002年第1期。
[41] 陈星，黄杰，GSM短消息业务及其在移动POS系统中的应用，江苏通信技术，2001(4)。
[42] 姚惠海，吕善伟，张其善，基于DGPS／GSM的紧急报警系统，电讯技术，1996年2月第36卷第1期，p23-24
[43] Wavecom. An introduction to the SMS in PDU mode GSM Recommendation phase 2) V1.00 January 2000
[44] 杨颂，邱云超，费敏锐，Windows环境下实现串行通信的3种常用方法及比较，自动化与仪表，2000(4)，即1-4。
[45] 戴红梅，胡仁杰，徐日升，用VC++多线程技术实现PC串口全双工通讯，电测与仪表，2000(11)，pp41-44。
[46] 林琪，VC++下实现Socket编程方法，计算机编程技巧与维护，2000(12)，pp22-24。
[47] 王本年，深入分析串口通讯，计算机编程技巧与维护，2000(12)，pp53-59。
[48] 项举伟，高峰，束洪春，利用Windows API函数构造C++类实现串行通讯，工业控制计算机，2001(2)，pp42-44。
[49] 刘炳云，卢大伟，王庆，万德钧，基于GSM的GPS车辆监控系统及报警状态下的通信实时性分析，测控技术，2001年第20卷第8期。
[50] 张鹏，熊磊，姚冬萆，GSM网络短消息业务传输时延，移动通信，2001(12)。
[51] 王田，曹长修，汪纪锋，短消息服务中心过负荷控制机制研究，电信科学2001年第9期，p12—16。
[52] 王凤梧，分组交换无线数据业务及其发展现状，邮电设计技术2000(1)p9—10。
[53] 刘建业，分组型移动数据业务GPRS，现代电信科技2000年4月第4期p8-15。
[54] 赵轶哲，短消息系统未来网络建设趋势，电子质量信息与通信卷，p76—81。
[2] 杨彩虹，王芙蓉，贺德华，GSM的数据业务和承载能力，电讯技术，2002年第1期p101-105。
[3] 金政焕，王文明，水位自动测报系统的研究与应用综述，黑龙江水专学报，1997(1-2)。
[4] 水文仪器现状与发展，水利水文自动化，1999(3)，pp4-12。
[5] 徐立中，遥测系统的多媒体通信网路化及相关技术的研究，中国矿业大学博士论文，1997(6)。
[6] 程德荣，林家儒，数字移动通信系统，北京邮电大学出版社，2000(11)。
[7] 孙孺石，丁怀元等，GSM数字移动通信工程，人民邮电出版社。
[8] 张应中，张德民等，数字移动通信工程 人民邮电出版社。
[9] 庄炜，宋文涛，GSM数字蜂窝移动通信标准Um接口的信令分析及软件实现，移动通信，1994年第5期。
[10] Ansgor Berpoann，GSM空中接口的信令部分。
[11] 张静，李成，GSM数据业务，现代通信，2000(6)p20-21。
[12] 张静，数字移动通信系统数据业务及发展，移动通信2000年第3期p14-17。
[13] 赵大为，数字移动通信网的短消息业务，天津通信技术，1998年12月第4期p37-39。
[14] 张云，熊承燕，基于GSM的短消息业务协议分析，无线通信技术，2001年第3期。
[15] ETSI GSM07.05, Digital cellualar telecommunications system (Phase 2+), Use of data terminal equipment-data circluit terminating, Equipmenmt (DTE DCE) interface for short message service (SMS) and cell broadcast service (CBS) [S].
[16] ETSI GSM04. 11, Digital cellualar telecommunications system (Phase 2+), Point to point (PP)short message service (SMS), Support on mobile radio interface [S].
[17] GSM03.40 (Version7. 3.0): European digital cellular telecommunications system (Phase2): Technical realization of the Short Message Service Point to Point[S]. 1999.
[18] 陈霞，苏彦兵，谈振辉，GSM短消息业务：协议和实现，移动通信，2001(3)。
[19] 江红，熊思民，短消息业务SMS，重庆邮电学院学报，2001年6月p43-
46
[20] 朱利泳，GSM手机原理及故障分析，电信技术1999年第6期。
[21] 茹庆明，诺基亚6150型GSM双频手机的原理与维修，电信技术2001年第1期p55-58。
[22] 康厚强，王德刚，魏急波，用于短信息收发的TC35终端的硬件设计与实现，电子技术2002年第8期。
[23] 崔燕，康慧琴，李明远，GSM调制解调器(GM360)及其短消息业务的应用，现代电子技术，2001(7)。
[24] Wavecom. WISM02C Hardware Specification August 2000
[25] Wavecom. AT command interface. March 2000.
[26] Theodora Grlgorova, Ivan Leung, "SIM Cards",《Telecommunication Journal of Austral ia》Vol. 43, No. 2,1993
[27] 刘宗祥，GSM系统中的用户识别模块—SIM卡，移动通信，1996年第6期。
[28] 王东林，李津生，GSM中的IC卡技术，电信科学，1994年9月第10卷第9期，p14-18。
[29] Uwe Mlc' el. Security features In the GSM system。
[30] 费国忠，王洪，GSM MODEM及其在远程监控系统中的应用 电子产品世界，2002(1)。
[31] 王鹏，谭宝成，基于GSM／MODEM无线通信自动抄表系统实现，西安工业学院学报，2002(3)。
[32] 李朝青，PC机与单片机数据通信技术，北京航空航天大学出版社，2000(12)。
[33] 李华等，MCS-51系列单片机实用接口技术，北京航空航天大学出版社，1993(8)。
[34] 何立民，MCS-51系列单片机应用系统设计，北京航空航天大学出版社，2000(2)。
[35] A. Maloberit: Radio Transmission Interface Of The Digital Paneuropean Mobile System IEEE VTC' 89 conference record.
[36] GSM 03.39 (Version6. O. O): European digital cellular tele-communications system (Phase2+);Interface protocols for the connection of Short Message Service Centres (SMSCs) to Short Message Entities(SMEs) [S].
[37] 柴旭东，基于移动电话和GPS的车辆监控调度系统的研制，交通与计算机，2002(3)。
[38] 胡准庆，张欣，夏渊，具有智能的列车监控系统设计及应用，电力系统及其自动化学报，2002(2)
[39] 周二贵，利用GSM短消息业务实现远程监控，科技情报开发与经济，2001
年第11卷第5期。
[40] 周珺，王学华，利用GSM短信传输报警信号，警察技术，2002年第1期。
[41] 陈星，黄杰，GSM短消息业务及其在移动POS系统中的应用，江苏通信技术，2001(4)。
[42] 姚惠海，吕善伟，张其善，基于DGPS／GSM的紧急报警系统，电讯技术，1996年2月第36卷第1期，p23-24
[43] Wavecom. An introduction to the SMS in PDU mode GSM Recommendation phase 2) V1.00 January 2000
[44] 杨颂，邱云超，费敏锐，Windows环境下实现串行通信的3种常用方法及比较，自动化与仪表，2000(4)，即1-4。
[45] 戴红梅，胡仁杰，徐日升，用VC++多线程技术实现PC串口全双工通讯，电测与仪表，2000(11)，pp41-44。
[46] 林琪，VC++下实现Socket编程方法，计算机编程技巧与维护，2000(12)，pp22-24。
[47] 王本年，深入分析串口通讯，计算机编程技巧与维护，2000(12)，pp53-59。
[48] 项举伟，高峰，束洪春，利用Windows API函数构造C++类实现串行通讯，工业控制计算机，2001(2)，pp42-44。
[49] 刘炳云，卢大伟，王庆，万德钧，基于GSM的GPS车辆监控系统及报警状态下的通信实时性分析，测控技术，2001年第20卷第8期。
[50] 张鹏，熊磊，姚冬萆，GSM网络短消息业务传输时延，移动通信，2001(12)。
[51] 王田，曹长修，汪纪锋，短消息服务中心过负荷控制机制研究，电信科学2001年第9期，p12—16。
[52] 王凤梧，分组交换无线数据业务及其发展现状，邮电设计技术2000(1)p9—10。
[53] 刘建业，分组型移动数据业务GPRS，现代电信科技2000年4月第4期p8-15。
[54] 赵轶哲，短消息系统未来网络建设趋势，电子质量信息与通信卷，p76—81。