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開關磁阻電機控制器遠程控制系統中的GPRS技術研討

開關磁阻電機控制器遠程控制系統中的GPRS技術研討

發布日期:2014-12-10 16:17 來源: 點擊:

  GPRS技术是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务,其最大优势在于它的数据传输速度大大提高,目前已达到了115Kbps。其次GPRS是按GSM标准定义的封包交换协议,可快速接入数据网络。它在移动终端和网络之间实现了 “永远在线”的连接,网络容量只有在实际进行传输时才被占用。基于这些优势,GPRS技术适合进行数据传输,同时由于其可靠性,可以进行远程控制的设计。本文以油田抽油机为实际应用背景,介绍基于GPRS技术的開關磁阻電機調速系統遠程控制的架構和具體實現。

  系統整體結構

  本系統是通過上位機操作系統,利用無線網絡遠程控制應用于油田抽油機的開關磁阻電機,控制開關磁阻電機的启动、停止、复位以及转速设定等参数,并对电机的运行状态进行采集,如电流参数、温度参数、转速信息、故障信息等,并将其返回到上位机操作系统进行分析,判断电机工作情况和下一步的控制情况,实现远程控 制的目的。

  上位機操作系統

  上位機操作系統是人机对话的平台。本文采用VB语言编写的可视化界面,编写了一个TCP/IP超级终端,实现了TCP/IP服务器端的功能,这是 Socket的一个简单应用。由于每次GPRS拨号,系统端获的的IP男人的天堂都不一样,而PC端的IP男人的天堂应该是固定的,因此选择PC端作为服务器端。服务器端创建后开始侦听来自网络的数据,循环等待客户端的连接,如果有客户端连接,接收到的数据会保存在缓冲器中,然后服务器端会判断是否是系统发来的数据, 如果正确则显示该客户端发来的数据,同时服务器端会重新启动一个线程等待新的客户连接。

  系統硬件設計

  遠程控制系統內部結構可分爲系統電源、複位電路、信號采集、控制給定以及其他控制部分。這裏著重介紹信號采集、GPRS遠程控制等部分。本设计需要采集開關磁阻電機的运行状态,包括电流信号、电压信号等,需要进行ADC变换。

  TLC0834是八位逐次逼近模数转换器,具有输入可配置的多通道多路器和串行输入方式,采用串行输入结构,其供电电压为5V,输入与输出与 TTL,CMOS电平兼容。为了节省I/O资源,采用LPC2134的一个I/O口连接到TLC0834的DO端和DI端,DI端只在多路器寻址时被检 测,而此时DO端仍为高阻状态,经过一个时钟周期后,DO端才开始在时钟上升沿时读出数据。

  GPRS遠程控制系統

  GPRS遠程控制系統是系统的核心部分,传输控制信息以及采集运行状态,是负责上位机控制系统和底层电机的联系纽带。核心部分由ARM7处理器 LPC2134和GPRS无线通信模块MC35i构成。LPC2134与GPRS通信模块MC35i的通信是通过串口通信来实现的,如图3所示,通信模块 MC35i的16~23引脚数据输入/输出端标准串口的8个引脚分别为DSR0、RING0、RXD0、TXD0、CTS0、RTS0、DTR0和 DCD0。它有固定的参数:8位数据位和1位停止位,无校验位,波特率在300bps~115000bps之间。为了和開關磁阻電機调速系统正常地进行通信,这里选择1200bps作为数据传输的波特率,硬件握手信号用RTS/CTS,模块串口支持标准的AT命令集。

  系統軟件設計

  本设计采用国际化标准组织所定义的开放系统互连模型,OSI/RM参考模型包括七个协议层来定义数据通讯的协议功能。图4所示为本设计互联参考模型结构图 及所涉及的协议。

  PPP的設計與實現

  本设计环节需要支持GPRS功能的GSM模块,使移动终端通过串口和GPRS模块相连,然后通过AT命令先设置好模块,定义PDP上下文和网络服务质量; 发出进行申请GPRS服务的拨号命令, GPRS模块的PPP协议服务器端程序进行协商通信。收到拨号命令后,GPRS模块会进行网络的附着,网络分配无线链路资源,这时GPRS模块中的PPP 协议服务器端进入NETWORK状态,得到网络分配的IP男人的天堂并通过IPCP协议分配给移动终端,这样,移动终端就在串口和GPRS之间用PPP协议建立 了一条透明的传输通道,并取得了自己的IP男人的天堂,可以和数据中心通信了。


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