基于LINUX与GPRS网络的无线数据采集与传输

基于LINUX与GPRS网络的无线数据采集与传输 摘要 本文主要研究了嵌入式Linux操作系统、GPRS网络，以及在其基础之上的一种无限数据采集与传输的通用模型，并研究了该模型在数字监控系统中的应用。 当前Linux正在嵌入式操作系统领域稳步发展，任何对Linux技术感兴趣的人都可以从因特网上下载其内核和应用程序，并开始移植或开发；由于Linux可以提供免费的TCP／IP协议栈，使我们开发基于嵌入式设备的网络应用时不必花费十几万元人民币去购买相关的TCP／IP协议栈。与此同时，中国移动于2002年5月正式开通GPRS网络(2．5G移动通信技术)，由于GPRS网络支持TCP／IP协议，这使无线数据的传输变得更加轻松，而且相对价格比SMS(短消息)等要便宣许多。因此，综合嵌入式Linux技术和GPRS网络来实现无线数据的采集与传输具有非常诱人的前景，必将受到越来越多的重视。 关键词：嵌入式Linux；GPRS网络；无线传输；远程数据采集单元；数字监控系统 ### 基于LINUX与GPRS网络的无线数据采集与传输 #### 一、研究背景及意义 ##### 1.1 嵌入式LINUX操作系统广泛应用 随着信息技术的快速发展，Linux 操作系统因其开源特性在全球范围内得到了广泛应用，尤其是在嵌入式系统领域展现出了巨大的潜力。嵌入式 Linux 的优势在于它可以免费提供 TCP/IP 协议栈，大大降低了基于嵌入式设备的网络应用开发成本。此外，嵌入式 Linux 系统的灵活性和可定制性也使其成为众多开发者的选择。 - **开源与免费**：Linux 是一款开源的操作系统，任何对 Linux 技术感兴趣的个人或组织都可以免费获取其内核和应用程序源代码。 - **可定制性强**：根据具体应用的需求，开发者可以对 Linux 内核进行裁剪，从而获得符合特定硬件平台和功能需求的操作系统。 - **社区支持广泛**：庞大的开发者社区为 Linux 提供了大量的技术支持和资源，这对于快速解决开发过程中遇到的问题非常有利。 ##### 1.2 全新的移动数据业务：GPRS GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线服务）是 GSM 系统的一种延伸，它为 GSM 用户提供了基于分组的数据传输服务。相比于传统的电路交换技术，GPRS 支持更高数据速率的传输，最高可达 170 kbit/s，这一特点使得 GPRS 成为了理想的无线数据传输平台。 - **高数据速率**：GPRS 相对于 GSM 提供了更高的数据传输速率，使得数据传输更为高效。 - **按需分配资源**：GPRS 可以根据用户的实际需求动态分配无线资源，提高了网络资源的利用效率。 - **计费方式灵活**：GPRS 计费方式从传统的按时间计费转变为按数据量计费，更加公平合理。 ##### 1.3 无线数据传输业务的迅速增长 近年来，随着物联网技术的发展，无线数据传输业务的需求迅速增长。各种基于无线通信技术的应用不断涌现，例如车辆定位监控系统、机房无线远程监控系统等。然而，市场上的现有产品往往功能单一，无法满足日益复杂的业务需求。 - **现有产品局限性**：大多数无线数据传输产品仅作为无线通信工具，缺乏数据处理能力，导致数据通信量大增。 - **未来发展趋势**：未来的无线数据传输系统需要具备更强大的数据采集、处理和逻辑判断能力，实现真正的智能化管理。 #### 二、嵌入式Linux系统的研究 ##### 2.1 嵌入式Linux系统介绍 嵌入式 Linux 是一款专为嵌入式设备设计的操作系统，具有高度可定制性和灵活性，能够适应各种应用场景下的特殊需求。 - **定义**：嵌入式 Linux 是一种以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪的专用计算机系统。 - **硬件特征**：嵌入式系统通常包括 CPU、存储设备（内存和外存）、输入输出接口等组成部分。这些组件通常根据应用需求进行优化配置，以实现高性能的同时降低能耗。 ##### 2.2 嵌入式Linux操作系统的研究热点 目前，嵌入式 Linux 的研究主要集中在两个方面： 1. **嵌入化**：为了满足嵌入式设备资源有限的特点，许多厂商致力于开发体积小、可裁剪性强的 Linux 内核。 2. **实时化**：对于数据采集、控制、音频/视频等设备，对操作系统的实时性要求较高，因此需要对 Linux 进行改进以提高其实时性能。 #### 三、GPRS网络的行业前景 GPRS 作为一种高效的无线数据传输技术，其行业前景十分广阔。随着移动互联网和物联网技术的发展，GPRS 在各个领域的应用将会越来越广泛。 - **优点**：GPRS 支持更高的数据传输速率，可根据用户需求动态分配资源，实现了按数据量计费的方式。 - **应用场景**：GPRS 可用于城市配电网络自动化、自来水和煤气管道自动化、商业 POS 机、互联网接入等多种场景。 #### 四、结论 基于 Linux 和 GPRS 网络的无线数据采集与传输技术具有广阔的应用前景和发展空间。随着技术的不断进步，未来的无线数据采集与传输系统将更加智能、高效，为各行各业提供更强大的支持和服务。