基于GPRS的自动售货机网络管理系统接口模块设计与实现.doc

基于GPRS的自动售货机网络管理系统接口模块设计与实现 网络技术 基于GPRS的自动售货机网络管理系统 接口模块设计与实现 北京航空航天大学刘旭张其善 摘要信息技术的高速发展,自动售货机管理向着网络化发展,该文针对自动售货机网络化管理系统.给出了自动 售货机网络化管理系统的整体构成,并重点介绍了自动售货机网络化管理系统的重要组成部分——接口模块,对于模块的工 作原理及软,硬件设计与实现给出了详细的说明. 关键词自动售货机Cysn~GPRSPPP 1前言 随着电气技术的迅速发展,作为机电一体化设 备的自动售货机开始出现,并在国外得到了广泛应 用,据统计,欧洲平均每6o人拥有一台自动售货机, 美国平均每40人拥有一台,而日本平均每23人就 拥有一台,而在我国,自动售货机数量还很少,一般 都放置在商业繁华区,由于室外环境恶劣,人为破坏 等多种原因,机器经常会出现故障,而又由于管理较 为落后,通常采用人工方式管理,存在着故障不能及 时排除,销售情况不能实时了解等多种弊端,大大限 制了其发展和应用.如今,信息技术的高速发展,使 得自动售货机网络化管理成为了可能.本文以自动 售货机网络化管理系统为基础,重点介绍了系统的 重要组成部分——接口模块的设计与实现. 2系统组成及工作原理 自动售货机网络管理系统主要由三部分组成: 接口模块,通信网络(包括GPRS网和Internet网等) 和控制中心,结构框图如图1所示. 控制中心主要由网络服务器,数据库服务器以 及显示终端组成.接口模块安装在自动售货机内 部,主要由单片机和GPRS模块组成,单片机与 GPRS模块之间通过PPP协议(PointtoPointProtocol, 点对点协议)进行通信,而模块通过Molex接口与自 动售货机的主控器相连,之间通信遵循售货机专用 的MDB协议,主控器实时地将售卖信息,故障信息 等按照MDB协议的格式通过数据总线传送给接口 模块,接口模块的单片机对信息数据进行处理后先 存储到FLASH中,然后按照UDP(UserDatagramPro. tocol,用户数据报协议)的格式将信息数据封装成 UDP数据包,加上IP报头封装成IP数据报,继而将 IP数据报按照PPP帧的格式封装成PPP帧,通过串 口传送给GPRS模块,由GPRS模块接入GPRS网,从 而通过GPRS网传送至GPRS网关GGSN(Gateway GPRSSupportNode,网关GPRS支持节点),再经 GGSN接入外部数据网,并以IP报的形式通过Inter. net将这些信息数据发送至控制中心的网络服务器, 进而传送到数据库服务器,在网络数据库MySQL的 支持下对数据进行存储,便于以后进行统计和查询, 授权用户可以通过上网访问服务器来了解售货机的 销售情况,同时通过控制中心的网络服务器,系统管 理人员可以将控制信息通过下行通信链路下达至受 控自动售货机的接口模块,在经模块验证后传送给 售货机主控器,然后由主控器根据控制指令对售货 机实施相应控制,从而达到远程控制的目的. 3接口模块硬件设计 3.1硬件概述 接口模块是自动售货机网络管理系统的重要组 成部分,其硬件大致由以下几个部分组成:单片机部 分,GPRS模块部分,数据存储部分,时钟部分以及电 源部分和接口部分,其中单片机部分是模块的核心, 它负责协调各部分的工作,与各部分的连接如图2 所示,下面将给出各部分的详细设计. 收稿日期:2003年4月14日 网络技术 BTS:基站收发信机BSC:基站控制器SGSN:业务支持节点 GGSN:网关支持节点MSC:移动交换中心VLR:访问位置寄存器 HLR:本地位置寄存器DNS:域名系统DHCP:动态地址配置协议 图1网络管理系统结构框图 厂——————————————————] ..........…..….... 1电潭部分l 接n矗分I!:!:::::::::::::l接蕾分jL—————————————————__J 图2模块硬件构成示意图 3.2硬件选取与设计 ? 单片机部分 单片机是模块的核心,因而其性能会直接影响 到模块的性能.为了满足多串口,内带大容量 FLASH且调试方便等要求,我们选用了美国Cygnal 公司的5l内核的芯片C8051F023. ? GPRS模块部分 GPRS模块部分,是连接接口模块和GPILS网络 的桥梁,它与单片机相连,之间通信遵循PPP协议. 目前GPRS工业模块有多种,如Motorola的G18, WAVECOM的WISM02D等等,我们选取了WAVE COM公司的产品,因为该产品体积小,便于安装,并 且操作较为简单.. ? 数据存储部分 数据存储部分,用来对信息数据进行存储,保证 在GPRS网络出现故障或突然断电的情况下数据不 被丢失,我们选用了64k×8