刘烨开题报告

刘烨开题报告 南京工程学院 毕业设计开题报告 课 题 名 称:基于GPRS的M2M数传应用系统研究 学 生 姓 名: 刘 烨 学 生 学 号: 208100125 指 导 教 师: 汪力纯 所 在 系 部: 通信工程学院 专 业 名 称: 无线通信 南京工程学院 2014年3月 13日 说 明 1(根据教育部对毕业设计, 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ,的评估 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ～学生必须撰写《毕业设计,论文,开题报告》～由指导教师签署意见、教研室审查～系教学主任批准后实施。 2(开题报告是毕业设计,论文,答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计,论文,工作前期内完成～开题报告不合格者不得参加答辩。 3(毕业设计开题报告各项内容要实事求是～逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨～语言通顺～外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词～须注出全称。 4(本报告中～由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述～应不少于200 0字 个人自传范文3000字为中华之崛起而读书的故事100字新时代好少年事迹1500字绑架的故事5000字个人自传范文2000字 ～没有经过整理归纳～缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5(开题报告检查原则上在第9周完成～各系完成毕业设计开题检查后～应写一份开题情况总结报告。 学士学位毕业设计(论文)开题报告 208100125 学生姓名 刘烨 学 号 专 业 通信工程(无线通信) 指导教师姓汪力纯 职 称 实验师 所在系部 通信工程学院 名 课题来源 自拟课题 课题性质 工程设计 课题名称 基于GPRS的M2M数传应用系统研究 (一)毕业设计的内容: 1( 了解与本课题相关的技术的发展情况及国内外现状。 2( 理解GPRS数传系统系统，分析并掌握工作原理与实现方法。 3( 研究相关资料，学习stm32软件开发系统 (二)毕业设计应完成的技术文件: 1( 3000字以上毕业设计开题报告。 2( 2000字以上英文参考文献的中文译文。 3( 毕业设计论文(15000字以上)。 (三)毕业设计的意义: 自从首次实现文本信息传输以来，无线数据应用已经历了飞跃式的增长，单是看看欧美知名厂商大肆宣传通用分组无线业务(GPRS)的劲头，似乎也能让人感到下一代移动数据应用时代的行将来临。将在99年底或是2000年初开启的通用分组无线业务毕业设计的 GPRS，作为迈向第三代个人多媒体业务的重要里程碑，将使移动通信与数据网络合二内容和意义 为一，使IP业务得以引入广阔的移动市场。尽管移动数据的使用相对较少，但在某些市场中，不同的用户群却正在快速发展，其推动力量主要是在移动领域中采用数据业务的商业市场。不论是爱立信、诺基亚还是阿尔卡特，几乎所有宣传GPRS的厂商都以商业用户市场的快速成长来游说运营商。 许多商业和政府机构也使用GPS设备来跟踪他们的车辆位置这一般需要借助无线通信技术。一些GPRS接收器集成了收音机、无线电话和移动数据终端来适应车队管理的需要。随着带宽的增加，移动办公越来越受到青睐。移动办公使得办公人员可以随时随地与单位的信息系统保持联系，完成办公功能。这包括移动办公、移动警务执法、移动商务等等。极大地提高了办事和执法的效率。 通信网络技术的出现和发展,给社会生活面貌带来了极大的变化。人与人之间可以更加快捷地沟通,信息的交流更顺畅。但是目前仅仅是计算机和其他一些IT类设备具备这种通信和网络能力。众多的普通机器设备几乎不具备联网和通信能力,例如家电、车辆、自动售货机、工厂设备等。 多串口GPRS 终端运用 数据终端 M2M网络 SGSN和GGSN M2M数据处理中心 数据中心 从设计初期的流程图可以看出，本设计是结合GPRS,M2M的一个综合模板。MZM技术的目标就是使所有机器设备都具备连网和通信能力,其核心理念就是网络一切,文献综述 [1][7]具有非常重要的意义,有着广阔的市场和应用前景,推动着社会生产。 STM32是意法半导体(ST) 面向工业应用、楼宇自动化等领域推出的系列嵌入式控制器。它采用ARM Cortex-M32位的RISC内核，最高工作频率72MHz，提供单周期乘法与硬件除法器，内置高达512KB的FLASH与64KB的SARM。同时， 片内集成12位ADC、16位通用定时器、PWM定时器，以及标准I?C、SPI和CAN等接口。STM32控制器的上述特点，使其在电机控制、医疗器械设备等领域得以迅速推广。目前，市场出现了大量基于STM32系列处理器的实验开发系统，特点是通 [2][3]用性强，针对性相对较弱。控制、自动检测、电机控制等领域的技术特点。 M2M是一种新的商务概念,这种概念源于遥感遥测、远程测控技术,M2M用于与远程的机器通过线缆、无线电或者其他方式实现自动测量和数据传输。概括地说,M2M是一种整合了通信、计算、软件、传感器和功率技术,支持物理、化学及生物系统和过程的远程人机交互新技术。它涵盖了所有实现在人、机器、系统之间建立通信连接 。[11]的技术和手段。 M2M技术综合了通信和网络技术，数据终端采集出数据之后，需要发送到M2M网络中上传，由此，对于M2M需要应用娴熟。M2M技术的应用在国外起步较早,目 前已经有许多业务在国外得到广泛应用并且发展迅速,常见应用于交通运输、远 程监测、无线办公、电子交易及移动上网等方面，按功能类别分可以分为定位服务、无线POS、智能测量、资产管理和智能服务5类。分别为:定位服务，无线POS， [2][3][4]。 智能测量，资产管理，智能服务 M2M系统的一个特点是需要支持海量的小数据率终端的资源分配和接入，直接缩小资源分配粒度并增大终端接入数量， 需要对系统的设计做很大改动，而采用分层设计可以只对系统做小幅度修改而取得相似的效果。 这种方法的思想是将终端分成若干组， 每个终端组采用一个终端组ID，一个终端组内部的终端再采用终端ID来进一步区分。这种方式可以用较短的ID来实现，可以节省ID，节省寻址复杂度。 M2M终端和H2H终端不同，其行为不是完全随意的，一组M2M终端(如一组相似类型的传感器)行为相似，就可以将多个总是保持相同状态(接入、附着、释放)的M2M终端分为一组，共享1个终端ID。从资源分配的角度，可以将具有相同的业务流量模型(包括相同的数据率、时延要求等)和资源需求量的多个终端分为一组，文献综述 [3][4]使终端组内所有终端的资源需求之和相当于一个传统H2H终端的资源需求量。 M2M技术与应用,都涉及到5个重要的技术部分:机器、MZM硬件、通信网络、中间件、应用。其中通信网络是M2M技术中的核心环节,目前主要有固定频率的通信方式,集群通信系统,卫星通信系统和移动通信通信系统等。由于移动通信网络目前己经发展成为覆盖面积最广、功能最强、设备最完善的无线通信网络,所以基于移动通信网络实现MZM业务具有网络建设费用和系统运营费用低廉、系统稳定、覆盖区域广等优点。目前基于移动通信网络实现MZM数据传输业务的常用三种通信 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,分 。[11] [12]别为GSM短信通信、GPRS分组数据通信、CDMA数据传输。 数据的搜集是一个大的模块，是通过GPRS在不同环境中的定位来查找的。GPRS是一种基于在GSM网络之上的移动分组数据业务,它是利用“包交换”概念所发展出的一套无线数据传输方式。采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。由于GPRS会话管理完成GPRS移动台和外部数据网间的连接控制管理必须经过两个过程才能完成通信GPRS附着过程和PDP的上下文激活过程，歩骤如下: 1) 移动用户开机后,移动终端(MS)监听无线信道,同 收听系统信息,然后在系统信息给出的控制信道上发送请求; 2) 系统接收到请求后,给移动终端(MS)分配一个无线信道,移动终端(MS)通过系统分配的那个无线信道给SGSN发送一个附着请求,从而启动附着过程; 3) SGSN接收到附;请求以后,向移动终端(MS)发送身份请求(IdentityRequest)信息,请求移动终端(MS)的国际移动用户识别码(IMSI); 4) 移动终端(MS)通过一个身份响应将它的M际移动用户识別码(IMSI)告知SGSN, SGSN 用取得的IMSI向HLR发出认认证求,并对移动终端MS进行鉴权; 5) 移动终端(MS)认证通过后,SGSN向HLR发送位W:更新(Update Location)消息，接着HLR给SGSN发送插入用户数据(Insert Subscriber Data)消息,其包括移动终端(MS)的GPRS签约数据(GPRS Subscriber Data)。若移动终端(MS)的GPRS签约数据允许移动终端(MS)在当前路由区内附着,则SGSN将返回消息位置Si新确认应答(Update Location Ack)给HLR回应位置更新消息; 6) 最后,SGSN发送消息Attach Accept给移动终端(MS),表明移动终端(MS)附着成功[6][7]。 文献综述 实际上,目前基于无线通道的数据传输方案主要分为两种,一种是通过专网进行数据传输,如RF数传电台和无线局域网(WLAN);一种是通过公共无线通信网络,如GS/GPRS,CDMA网络。利用专网的优点是组网方便、使用简单,但缺点是传输距离有限。所以在实现远程无线数据传输时,必须采用基于公网的无线传输方案。设计中选择GS/GPRS网络作为MZM系统的通信基础 通过以上歩骤,M2M与GPRS网络之问的通信通道就建立起来了,但是要想与外部数据网建立连接,还必须对PDP上下文进行激活,建立移动终端与外部数据网的数据通道。 计算机要和其他远程计算机或者通信设备进行通信时,必须首先和调制解调器进行连接。调制解调器一般都有一个串口。根据不同需求,不同厂商制造出的调制解调器的种类有很多,如拨号式调制解调器(Dial一UPModem)、ISDN调制解调器、局域网调制解调器(LanModem)、无线调制解调器(WirelessModem)、有线电视调制解调器(CableModem)等。具体通讯步骤如下:?数据采集模块采集所需的数据，传送到 GPRS 模块;?GPRS 模块负责对数据进行 TCP/IP 协议转换，再以 GPRS 数据包的形式 发送至 GPRS 无线基站;?数据由 GPRS 无线基站发送到 GPRS 服务支持节点 (SGSN);?SGSN与 GPRS 网关支持节点(GGSN)进行通信，GGSN 将数据进行相 应处理后发送到Internet;?采用防火墙在Internet 和数据采集服务器之间进行隔离， 保证数据的安全性。?数据采集服务器接入 Internet，接收传回的数据。数据接收完 [8][9][10] 成之后，发送到数据中心，进行采集归纳，整理，形成完整的流程。 设计内容我主要负责软件方面，在数传终端的设计中,GPRS与M2M的连接是, 是本课题实现的关键,而MC55与AT89C55的有效交互,正是基于特定指令完成的,而且 AT89C55的资源有限,故终端软件对指令的合理调度是程序设计的重点。在设计中考 虑到MC55可能同时多个命令操作任务并行,如查询指令发送反馈状态任务和检测接 收数据是否道来的任务,必然占用共同的串口,为使其不相互冲突,需保证其分时占用方 式，合理运用程序使硬件部分完美连接。 文献综述 为了完成本次课题，我不仅要了解硬件及接口知识，还要要掌握很多stm32，m2m 等方面知识，理解编程规则。设计的重点是分析利用AT指令控制MC55接入网络进 而进行信息交互的过程。虽然，对于本次设计工作，我还有很多不熟悉的地方，但在 之后具体实施过程中，我还会多查阅这方面的书籍，让自己真正在设计中能够消化所 学习到的知识。 参考文献: [1] 方旭，基于STM32处理器的两种USB通信方法的实现.科技信息[J]，2010.第 21期.589~590 [2] 杨发田，葛红宇，张建平.基于STM32处理器的嵌入式实验系统设计与实现[J]. 机械设计与制造工程，2013-3.第42卷 第3期.57~58 [3] 张云霞，田烨.M2M应用浅析[J]. 电信科学，2009第12期.4~8. [4] 沈佳，刘思畅. 面向M2M的移动通信系统优化技术研究[J].电信网技术,2011-9 第9期.39~41 [5] 高同，朱佳佳，罗圣美. M2M功能架构与安全研究[J].计算机技术与发展2012-01 文献综述 第22卷 第1期.251~253 [6] 马志强.基于GPS与GPRS的车载终端的设计[D].国防工业出版社，2006-05. [7] 赵雯娴.基于西门子无线模块MC55的M2M系统的研究与设计[D].华东师范大学， 2007 [8] 张寅. GPRS 网络结构与工作原理[D].燕山大学，2006 [9] 邓荣钦.基于GPRS的无线监控系统的研究[D].武汉理工大学，2007 [10] 赵亮，黎峰. GPRS 无线网络在远程数据采集中的应用[J],2005-9.第26卷 第9期 2552~2557。 [11] 陈锦威.MZM通信解决方案的设计与实现[D].重庆:重庆大学,2007 [12] 秦凯.基于GPRS的M2M数传应用系统研究[D].山东.山东大学，2009 1. 了解与GPRS技术的发展情况及国内外现状 2. 理解GPRS数传系统系统，分析并掌握工作原理与实现方法CAVLC解码过程 的实现 3. 学习stm32软件开发系统,设计出合理的数传系统 研究内容 第一周--第二周 根据任务书要求，搜集、查阅相关资料，完成英文翻 译 第三周--第四周 熟悉资料,修改开题报告 第五周--第六周 熟悉STM32系列处理器和MC55数传模块 第七周--第八周 进行软件功能分块设计,绘制流程图. 第九周--第十周 进行软件各功能模块程序设计 ，系统调试 研究 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 第十一周--第十二周 对各功能模块进行测试，并且对出现的问题进行修 改 第十三周--第十四周 最后整体联测，研究工作总结，撰写毕业论文 第十五周--第十六周 论文评阅、修改，准备答辩，论文答辩 设计目的是制作一个M2M平台,能够有效精确的接收多数场景下的,易于观察 和理解，操作方便。数传终端以西门子公司的MC55模块作为M2M网络通信核心,特色与创新 终端硬件采用模块化设计思想,设计了GPRS通信板。在通用场景下采集，然后基于 GPRS的M2M数传功能,最终由数据中心通过所设计的软件展现出来。 指导教师 意见 指导教师签名: 年 月 日 教研室意见 系部意见 主任签名: 教学主任签名: 年 月 日 年 月 日 附:与课题内容相关的外文资料翻译不少于2000字，参考文献不少于10种。