基于GPRS的拖拉機(jī)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘要：GPRS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，采用的是具有較高可靠性的GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，在農(nóng)機(jī)化管理過(guò)程中具有很大的發(fā)展前景。文章首先介紹了GPRS的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，然后詳細(xì)介紹系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需設(shè)備以及實(shí)施過(guò)程，最后總結(jié)其在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：GPRS；拖拉機(jī)；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)： TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.13.020

信息化技術(shù)的發(fā)展促使監(jiān)測(cè)技術(shù)向著自動(dòng)化及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和控制上的自動(dòng)化，故該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)采集傳輸方式的選擇上都緊密結(jié)合信息化發(fā)展方向，GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式是基于此種傳輸方式具有以下特點(diǎn)：永遠(yuǎn)在線，接入速度快，并且是采用數(shù)據(jù)流量的方式計(jì)費(fèi)。其具有可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、信號(hào)覆蓋廣、費(fèi)用低廉等特點(diǎn)，非常適合在涉及地域廣，設(shè)備布局分散的情況下應(yīng)用。而拖拉機(jī)等農(nóng)用機(jī)械所工作的環(huán)境一般都是在寬闊的室外農(nóng)田，因此選取GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)獲得的拖拉機(jī)數(shù)據(jù)主要是發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫信息，通過(guò)此項(xiàng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)拖拉機(jī)遠(yuǎn)程故障診斷方面的應(yīng)用，這對(duì)實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多臺(tái)拖拉機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化管理具有重大意義。

1系統(tǒng)設(shè)備組成

實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要由置于發(fā)動(dòng)機(jī)水箱的溫度傳感器，連接傳感器及電源的GPRS采集器（本系統(tǒng)使用W5100N-G 無(wú)線采集器），終端顯示電腦組成，其中信息數(shù)據(jù)的接收、發(fā)射、處理都由安裝于拖拉機(jī)上的GPRS采集器來(lái)完成。數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊實(shí)現(xiàn)，顯示終端由采集器軟件平臺(tái)接受信息后顯示。

數(shù)據(jù)采集的基本原理是基于一個(gè)由電源（12V）、普通電阻（360Ω）、采集器電阻為（2700Ω）構(gòu)成的基本串聯(lián)電阻電路。其中溫度傳感器為負(fù)溫度系數(shù)，因此隨著溫度降低電壓升高，采集器內(nèi)部程序會(huì)將采集來(lái)的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為溫度，從而通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸之后在已設(shè)置好參數(shù)的用戶終端電腦上顯示，從而完成數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施

首先將用戶端電腦聯(lián)網(wǎng)，并打開(kāi)與采集器相匹配的采集器查詢網(wǎng)站。進(jìn)入時(shí)預(yù)先進(jìn)行服務(wù)器的設(shè)置，采用“網(wǎng)絡(luò)模式”。之后進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，輸入正確的遠(yuǎn)程地址IP，遠(yuǎn)程端口序號(hào)，以及設(shè)備ID。最后進(jìn)行采集器的設(shè)置，主要是對(duì)接入的端口進(jìn)行選擇勾選。系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中使用了6個(gè)AI端口以及一個(gè)溫度輸入端口進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。終端設(shè)置完成之后將GPRS/GSM采集器與連接拖拉機(jī)電源以及傳感器、串聯(lián)電阻固定之后檢查電路是否接通。起動(dòng)拖拉機(jī)進(jìn)行作業(yè)，調(diào)試儀器，并同時(shí)關(guān)注終端顯示，記錄顯示情況。

系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中需對(duì)整個(gè)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行不斷調(diào)試，以達(dá)到最穩(wěn)定的傳輸狀態(tài)。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，最終可得到穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，終端顯示數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示了拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫變化，并通過(guò)負(fù)溫度系數(shù)的溫度傳感器獲得了實(shí)時(shí)變化的電壓信號(hào)。在調(diào)試儀器過(guò)程中進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，對(duì)于電源電壓，以及環(huán)境溫度的測(cè)量具有很準(zhǔn)確的結(jié)果，從而也反映出系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施結(jié)果的可靠性。

3系統(tǒng)功能應(yīng)用

對(duì)于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)等技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，之前例如在氣象方面基于GPRS的遠(yuǎn)程自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和傳輸系統(tǒng)的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)野外自動(dòng)氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，傳輸和對(duì)觀測(cè)設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)控，此系統(tǒng)也已得到成功應(yīng)用。本文通過(guò)搭建的基于GPRS傳輸?shù)耐侠瓩C(jī)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可在每個(gè)需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆稚⑥r(nóng)用機(jī)械上安裝遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端，同時(shí)在監(jiān)控中心通過(guò)配有GPRS無(wú)線通訊模塊管理的計(jì)算機(jī)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。及時(shí)監(jiān)測(cè)拖拉機(jī)的工作信息，對(duì)于其田間作業(yè)時(shí)故障的檢測(cè)及實(shí)時(shí)維護(hù)都具有重要意義，并可拓展為拖拉機(jī)遠(yuǎn)程輔助診斷的技術(shù)之一。同時(shí)此系統(tǒng)可以擴(kuò)展到多臺(tái)采集器同時(shí)采集傳輸，對(duì)于未來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)農(nóng)用機(jī)械的農(nóng)機(jī)化網(wǎng)絡(luò)管理具有重要的指導(dǎo)意義。

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作者簡(jiǎn)介：房素素，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，本科在讀，研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械。

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