无线远程监控系统
无线远程监控系统
无线远程监控系统是一种基于现代无线通信技术和信息处理技术的新型测控系统。该系统通常采用“控制中心—监测站”的架构模式。
架构原理
控制中心
控制中心是整个系统的核心,负责收集来自各监测站的监测信息,并向它们发送操作指令。控制中心可以通过普通的微机、工作站工控机实现,其软件开发可以基于Windows或Unix操作系统。
监测站
监测站位于远离控制中心的各个监测点,负责采集信息和响应控制中心的控制命令。监测站的设计可以根据不同的应用目的和环境条件,采用单片机、DSP或英特尔 X86系列微处理器等多种技术形式。
组网方式
无线远程监控系统的组网方式非常灵活,既可以利用现有的无线通信网络,如GSM/GPRS网络、CDMA移动网络等,也可以单独搭建无线局域网。
技术实现
监测站设计
监测站的设计与实现是无线远程监控系统研发的关键环节,其数据处理能力和精度直接影响系统的总体性能。监测站通常是嵌入式系统,采用单片机、DSP或MCU DSP等技术实现。
单片机实现
单片机因其丰富的外部设备和良好的控制能力,常用于嵌入式系统设计。单片机可用于简单的远程监控系统,其外围设备包括存储器、输入输出设备和传感器等。无线通信接口的实现相对较复杂,可以选择合适的编解码器或使用编程逻辑器件实现。监测站软件可通过C或汇编语言直接实现,也可在实时操作系统上开发应用程序。
DSP实现
DSP以其强大的数字处理能力,适用于数据处理运算量大、实时性要求高的监控系统。DSP不仅可以作为控制器,还可以兼任数据计算和编解码等功能。对于复杂的编解码和压缩解压运算,可以根据系统的负载情况选择是否由DSP完成。
MCU DSP实现
MCU DSP结合了单片机的控制优势和DSP的数据处理能力,适用于复杂系统功能的实现。单片机和DSP之间的信息交互是设计此类监测站时需要特别关注的问题。常见的实现方法是采用双口RAM。
MPU实现
MPU具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高等优点,适用于嵌入式领域的设计。然而,由于MPU需要包含多种外围设备,因此系统的可靠性可能会受到影响。
实时操作系统选择
选择适当的实时操作系统(RTOS)对于无线远程监控系统的成功至关重要。RTOS应支持项目中使用的语言和微处理器,能够与其他开发工具协同工作,并提供必要的服务和支持。此外,还应考虑RTOS的实时性、易用性、技术支持等因素。
软件开发
嵌入式实时软件的开发采用交叉开发方式,即程序代码的实现、编译和链接环境不同于调试和运行环境。调试过程通常在宿主机和目标机之间进行,开发完成后需要进行固化和测试。开发过程需要交叉编译器、交叉调试器等开发工具的支持。
无线通信设计
无线通信的设计相对简单,可以利用现有的通信网络或专用无线收发设备实现。常用的实现方式包括利用现有的通信网络(如GSM、GPRS、CDMA移动网等)和相应的无线通信产品,通过无线收发设备建立无线局域网,或将收发集成芯片集成在监测站中实现电路板级通信。
参考资料
远程无线监控管理系统.中华工控网.2024-11-01
无线远程监控系统.99学术网.2024-11-01
目录
概述
架构原理
控制中心
监测站
组网方式
技术实现
监测站设计
单片机实现
DSP实现
MCU DSP实现
MPU实现
实时操作系统选择
软件开发
无线通信设计
参考资料