基于GPRS的拖拉機遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與應用

摘要：GPRS系統(tǒng)實現(xiàn)了對拖拉機發(fā)動機運行參數(shù)的遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測，采用的是具有較高可靠性的GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，在農(nóng)機化管理過程中具有很大的發(fā)展前景。文章首先介紹了GPRS的特點與優(yōu)勢，然后詳細介紹系統(tǒng)設(shè)計所需設(shè)備以及實施過程，最后總結(jié)其在農(nóng)業(yè)方面的應用前景。

關(guān)鍵詞：GPRS；拖拉機；遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測

中圖分類號： TP274 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.13.020

信息化技術(shù)的發(fā)展促使監(jiān)測技術(shù)向著自動化及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，以實現(xiàn)檢測和控制上的自動化，故該系統(tǒng)在設(shè)計及數(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：永遠在線，接入速度快，并且是采用數(shù)據(jù)流量的方式計費。其具有可靠性高、穩(wěn)定性強、信號覆蓋廣、費用低廉等特點，非常適合在涉及地域廣，設(shè)備布局分散的情況下應用。而拖拉機等農(nóng)用機械所工作的環(huán)境一般都是在寬闊的室外農(nóng)田，因此選取GPRS進行數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊的設(shè)計。系統(tǒng)監(jiān)測獲得的拖拉機數(shù)據(jù)主要是發(fā)動機的水溫信息，通過此項數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測從而實現(xiàn)對拖拉機遠程故障診斷方面的應用，這對實現(xiàn)同時對多臺拖拉機的網(wǎng)絡(luò)化管理具有重大意義。

1系統(tǒng)設(shè)備組成

實驗設(shè)備主要由置于發(fā)動機水箱的溫度傳感器，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上的GPRS采集器來完成。數(shù)據(jù)傳輸通過無線網(wǎng)絡(luò)模塊實現(xiàn)，顯示終端由采集器軟件平臺接受信息后顯示。

數(shù)據(jù)采集的基本原理是基于一個由電源（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)部程序會將采集來的電壓信號轉(zhuǎn)化為溫度，從而通過無線網(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)的遠程監(jiān)測。

2系統(tǒng)設(shè)計實施

首先將用戶端電腦聯(lián)網(wǎng)，并打開與采集器相匹配的采集器查詢網(wǎng)站。進入時預先進行服務器的設(shè)置，采用“網(wǎng)絡(luò)模式”。之后進行系統(tǒng)設(shè)置，輸入正確的遠程地址IP，遠程端口序號，以及設(shè)備ID。最后進行采集器的設(shè)置，主要是對接入的端口進行選擇勾選。系統(tǒng)實施過程中使用了6個AI端口以及一個溫度輸入端口進行數(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。起動拖拉機進行作業(yè)，調(diào)試儀器，并同時關(guān)注終端顯示，記錄顯示情況。

系統(tǒng)實施過程中需對整個運行過程進行不斷調(diào)試，以達到最穩(wěn)定的傳輸狀態(tài)。經(jīng)過多次試驗，最終可得到穩(wěn)定的監(jiān)測數(shù)據(jù)，終端顯示數(shù)據(jù)實時顯示了拖拉機發(fā)動機水溫變化，并通過負溫度系數(shù)的溫度傳感器獲得了實時變化的電壓信號。在調(diào)試儀器過程中進行預實驗，結(jié)果顯示，對于電源電壓，以及環(huán)境溫度的測量具有很準確的結(jié)果，從而也反映出系統(tǒng)設(shè)計實施結(jié)果的可靠性。

3系統(tǒng)功能應用

對于遠程數(shù)據(jù)采集監(jiān)測等技術(shù)的應用已經(jīng)十分廣泛，之前例如在氣象方面基于GPRS的遠程自動氣象站數(shù)據(jù)實時采集和傳輸系統(tǒng)的技術(shù)方案，實現(xiàn)野外自動氣象站觀測數(shù)據(jù)的實時采集，傳輸和對觀測設(shè)備運行的監(jiān)控，此系統(tǒng)也已得到成功應用。本文通過搭建的基于GPRS傳輸?shù)耐侠瓩C遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，可在每個需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆稚⑥r(nóng)用機械上安裝遠程數(shù)據(jù)采集終端，同時在監(jiān)控中心通過配有GPRS無線通訊模塊管理的計算機，進行實時監(jiān)控。及時監(jiān)測拖拉機的工作信息，對于其田間作業(yè)時故障的檢測及實時維護都具有重要意義，并可拓展為拖拉機遠程輔助診斷的技術(shù)之一。同時此系統(tǒng)可以擴展到多臺采集器同時采集傳輸，對于未來實現(xiàn)對多臺農(nóng)用機械的農(nóng)機化網(wǎng)絡(luò)管理具有重要的指導意義。

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作者簡介：房素素，南京農(nóng)業(yè)大學工學院，本科在讀，研究方向：農(nóng)業(yè)機械。

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