基于GPRS的加油站管理系統(tǒng)研究

目前，國(guó)內(nèi)的加油站遍及各個(gè)地方，大多數(shù)采用加油機(jī)機(jī)械計(jì)數(shù)、加油量手工統(tǒng)計(jì)的方法，這使汽車服務(wù)公司的各加油站的用油量、各車用油量的統(tǒng)計(jì)、管理工作非常繁瑣、費(fèi)時(shí)，麻煩又易出錯(cuò)。各加油點(diǎn)實(shí)時(shí)情況不利于總公司的隨時(shí)了解，特別是很多偏遠(yuǎn)山區(qū)的加油站，很少和外界保持聯(lián)系，使得加油站的用油量無(wú)法知道，導(dǎo)致經(jīng)常不能正常加油。

現(xiàn)在市面上也有不少的加油站管理系統(tǒng)，但這些都是人工或者半自動(dòng)化的，而且還要通過繁雜的布線才能使系統(tǒng)得以運(yùn)行。本加油站管理系統(tǒng)利用中國(guó)移動(dòng)通信強(qiáng)大的GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，省去了繁雜的布線，實(shí)現(xiàn)了加油站的全自動(dòng)化管理。

本系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性、可靠性和快速性等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹該系統(tǒng)的組成原理，軟件實(shí)現(xiàn)方法。重點(diǎn)分析GPRS模塊如何與加油站采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。

2 系統(tǒng)的組成

加油站管理系統(tǒng)主要由加油點(diǎn)子系統(tǒng)和中心控制子系統(tǒng)組成。加油點(diǎn)子系統(tǒng)由加油機(jī)、液位儀、加油站管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集器和G20(GPRS通信模塊)等組成。中心控制子系統(tǒng)由總公司管理系統(tǒng)和中心管理系統(tǒng)組成，如圖1所示。

由于在加油點(diǎn)子系統(tǒng)中，很多技術(shù)都已經(jīng)成熟，而該系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)就是G20如何將數(shù)據(jù)采集器中所有的數(shù)據(jù)發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)上，監(jiān)控中心如何準(zhǔn)確無(wú)誤的接收和發(fā)送加油指令，下面將分別分析。

2.1 硬件系統(tǒng)

系統(tǒng)利用G20模塊實(shí)現(xiàn)在GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集。G20是Motorola公司推出的GPRS無(wú)線雙頻調(diào)制解調(diào)器，主要為語(yǔ)音傳輸、短消息發(fā)送和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供無(wú)線接口。G20集成了完整的射頻電路和GPRS的基帶處理器，特別適合于開發(fā)一些GPRS的無(wú)線應(yīng)用產(chǎn)品。通常情況下，數(shù)據(jù)采集器輸出的信號(hào)都是模擬信號(hào)，需轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后才可以和G20通信。在單片機(jī)系統(tǒng)上加GPRS模塊構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)通信的硬件原理框圖2所示。

數(shù)據(jù)采集器采集到的模擬信號(hào)，通過ADC0809 A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送到MPC850嵌入式CPU，通過嵌入式CPU的主控程序和GPRS通信模塊(G20模塊)發(fā)送出去。由于MPC850和G20之間的電平不相同，就需要在中間加上RS 232轉(zhuǎn)換電路。本系統(tǒng)是利用短消息方式發(fā)送的，發(fā)送的指令編碼在短消息中，當(dāng)從機(jī)接收到主機(jī)的短消息后，通過對(duì)短消息解碼，提取控制命令，執(zhí)行相應(yīng)的操作，把操作結(jié)果編碼成短消息串并傳回主機(jī)；主機(jī)接收從機(jī)發(fā)回來的短消息經(jīng)過解碼就可以得知系統(tǒng)的各種狀態(tài)信息。主要用到的就是GSM07.07標(biāo)準(zhǔn)中的AT命令，選擇短消息格式指令A(yù)T+CMGF；設(shè)置新消息到達(dá)自動(dòng)提示指令A(yù)T+CNMI；讀取短消息AT+CMGR；發(fā)送短消息AT+CMGS：先選擇短消息格式TEXT、還是PDU命令A(yù)T+CMGS=0891683108200805F011000B813126098000F00000A702C834，描述：用PDU方式發(fā)送信息“Hi”，響應(yīng)+GS：OK描述：發(fā)送成功；刪除短消息AT+CMGD。

2.2 軟件系統(tǒng)

加油點(diǎn)系統(tǒng)使用VB 6.0編寫程序，控制中心使用VC++6.0和數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言ACCSESS 6.0編寫，這2個(gè)系統(tǒng)的研究已經(jīng)成熟，較難實(shí)現(xiàn)的是嵌入式CPU和G20通信以及G20如何將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。由于嵌入式CPU是特殊的單片機(jī)，所以，匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)該過程很方便。該過程主要由主程序、數(shù)據(jù)處理子程序、定時(shí)中斷和發(fā)送子程序組成。數(shù)據(jù)處理子程序負(fù)責(zé)將采集回來的數(shù)據(jù)采用平均濾波的方法處理后，存入發(fā)送緩沖區(qū)；采用定時(shí)中斷來控制發(fā)送數(shù)據(jù)的間隔時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)子程序負(fù)責(zé)首先將發(fā)送緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行ASCII碼變換，再將成其轉(zhuǎn)換為發(fā)送短消息時(shí)所需要的7位GSM碼，最后由發(fā)送程序?qū)?shù)發(fā)送出去。發(fā)送流程如圖3所示。其主要代碼如下：

3 數(shù)據(jù)延時(shí)分析

GPRS以較高的速度傳輸數(shù)據(jù)，最高速度理論可以達(dá)到171.2 b／s。傳輸數(shù)據(jù)時(shí)是朝各個(gè)方向傳輸?shù)?，在空中?huì)遇到各種各樣的障礙物、干擾和破壞，就會(huì)影響傳輸?shù)目炻?，?dǎo)致延時(shí)。在這里，假設(shè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包為1 000 b，分析每隔5 s或者10 s傳輸?shù)难訒r(shí)，所得的結(jié)果如圖4和圈5所示。

從圖4，5可以看出，延時(shí)與傳輸?shù)拈g隔時(shí)間緊密相關(guān)，所以，在設(shè)置間隔時(shí)間時(shí)不要人為的設(shè)置過小，要避免延時(shí)過長(zhǎng)。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，盡量使數(shù)據(jù)包不要過大，最好采取壓縮的方法，而且要盡量減小發(fā)送的頻率。

4 結(jié) 語(yǔ)

基于GPRS加油站系統(tǒng)為汽車服務(wù)公司建立一個(gè)方便、快捷的管理方案，該系統(tǒng)既省去了繁瑣的人工工作，又大大提高了工作效率。該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性、可靠性和快速性等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)該系統(tǒng)在一個(gè)小型加油站安裝、調(diào)試后能良好的運(yùn)行，基本能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)微的改變后能應(yīng)用到工礦、水利等行業(yè)，具有較高的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。