永城职业学院
毕 业 设 计（论 文）
题目 | 无线网络管理系统的设计与实现 |
系别 | 电子信息工程系 |
专业 | 电子信息工程技术 |
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姓名 | |
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指导教师 | |
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目 录
摘要 3
前言 4
第一章 GPRS通信 5
1.1 GPRS通讯技术优势 5
1.2 GPRS通信模块的TCP/IP协议及AT指令 6
第二章自动售货机接口 6
2.1 MDB协议的实现 6
2.2主要功能的实现 8
第三章系统组成和实现方式 9
3.1 硬件部分 9
3.2 软件部分 9
第四章控制中心部分部分设计 10
4.1 系统运行环境 10
4.2 系统运行设计上的限制 10
4.3 系统外部接口要求 10
4.4 系统实现功能 11
第五章故障管理 11
5.1信息查询 11
5.2固件升级管理 11
第六章用户管理 12
致谢 13
参考文献 14
摘要
本设计利用通讯领域的前沿技术GPRS网络，采用能够实现远程测控的GPRS模块，以实现自动售货机的远程管理。GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的简称，是在GSM系统基础上发展起来的分组数据承载和传输业务。GPRS与GSM系统最根本的区别是，GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一种分组交换系统，具有"高速"和"永远在线"的优点。与GSM比较，GPRS在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势，更有效的利用无线网络信道资源，特别适用于间歇、非周期数据传输、少量的数据传输，较大容量数据不频繁传输等。在自动售货机无线管理系统实现的前期，大部分都是采用GSM（Global System for Mobile Communications）通信技术来实现的，GSM是一种电路交换系统，通常使用短信形式传送数据：用户发出的短消息首先被发送到短信息中心的服务器中，然后短信中心的服务器对所收到的短消息进行排队处理，按顺序再发送给相应的接收用户终端，很容易发生短消息拥塞，造成短消息丢失，同时短消息在短消息中心服务器中保留的时间也有一
定的期限，无法做到“实时在线”、“按量计费”，另外每GPRS的技术优势资源利用率高，接入时间短，支持IP协议和X.25协议，收费合理等。
GPRS网络是在现有GSM网络中增加 GGSN和SGSN 来实现的，使得用户能够在端到端分组方式下发送和接收数据且以其应用为目的，以生产第一线正在使用和近期有可能推广使用的技术所需的基础理论为主，突出原理分析为应用服务，还非常适应新技术的需要。
无线网络管理系统以模拟通信系统为主线来连贯各功能电路，加强了全系统的完整性，这样很有利于它在各个应用电路之间的内在联系以及在整个系统中的作用和地位，同时又使得各基本电路的讨论不是孤立的、分割的。
关键词：自动售货机、MDB、GPRS、SIM300C
前言
自动售货是20世纪70年代在日本、欧美发展起来的一种全新的消费方式，自动售货机又被称为24小时营业的微型自助超市，它的售货领域非常广泛，是发达国家商品零售的一种主要
方式。近几年，自动售货机在国内迅速普及，逐渐被越来越多的消费者所接受。但由于售货机分布零散、范围广阔的特点，自动售货机在为消费者带来方便的同时，也为经营者在监控、管理、维护等方面带来很大的不便。在自动售货机无线管理系统实现的前期，大部分都是采用GSM（Global System for Mobile Communications）通信技术来实现的，GSM是一种电路交换系统，通常使用短信形式传送数据：用户发出的短消息首先被发送到短信息中心的服务器中，然后短信中心的服务器对所收到的短消息进行排队处理，按顺序再发送给相应的接收用户终端，很容易发生短消息拥塞，造成短消息丢失，同时短消息在短消息中心服务器中保留的时间也有一定的期限，无法做到“实时在线”、“按量计费”，另外每目前售货机运行的各种情况都需要由人工判断，包括缺货、缺零钱、币箱已满、售货机机械故障等，经营者普遍采用人工定时巡回视察的管理办法，既费时费力，又无法及时准确获取自动售货机状态报告。
给经营者增加了管理成本和难度，也有可能给消费者的正常消费造成不便。本系统的设计和实现可以使自动售货机的经营者可以根据网络统计的销售状况进行商品销售状况分析，预测商品的销售走势，确定合理的采购和配送策略，以期获得最高的投资回报率。同时售货机的一些故障信息和警报信息可以实时的传送到相应运营人员，从而可以在第一时间内发现并解
决问题。
第一章 GPRS通信
1.1 GPRS通讯技术优势
在自动售货机无线管理系统实现的前期，大部分都是采用GSM（Global System for Mobile Communications）通信技术来实现的，GSM是一种电路交换系统，通常使用短信形式传送数据：用户发出的短消息首先被发送到短信息中心的服务器中，然后短信中心的服务器对所收到的短消息进行排队处理，按顺序再发送给相应的接收用户终端，很容易发生短消息拥塞，造成短消息丢失，同时短消息在短消息中心服务器中保留的时间也有一定的期限，无法做到“实时在线”、“按量计费”，另外每一条短消息只能传送140个字节，大大限制了使用的灵活性和应用范围，增加了通信成本。
GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的简称，是在GSM系统基础上发展起来的分组数据承载和传输业务。GPRS与GSM系统最根本的区别是，GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一种分组交换系统，具有"高速"和"永远在线"的优点。与GSM比较，GP
RS在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势，更有效的利用无线网络信道资源，特别适用于间歇、非周期数据传输、少量的数据传输，较大容量数据不频繁传输等。GPRS的技术优势资源利用率高，接入时间短，支持IP协议和X.25协议，收费合理等。
GPRS网络是在现有GSM网络中增加 GGSN和SGSN 来实现的，使得用户能够在端到端分组方式下发送和接收数据。其系统结构如图1所示。
1.2 GPRS通信模块的TCP/IP协议及AT指令
目前市场上的主流通信模块大都内嵌TCP/IP协议，只要通过几条AT指令就可连接到INTERNET，实现数据发送，如果使用APN网还可以维持终端的IP地址和端口，实现实时的双向通信，现将笔者采用的SIMCOM公司的SIM300模块中常用的AT指令列表如下：
如果数据中心有数据发送到通信模块，数据将自动的接收，通过串口发送到单片机系统，如果需要还可以通过上述的AT+CIPHEAD指令来设置数据的祯头信息。
第二章自动售货机接口
2.1 MDB协议的实现
售货机是通过MDB协议协调主控制器（VMC）与多个外设之间通信，本系统也是通过MDB协议同售货机通信的，以下介绍一下MDB协议。
MDB接口实际上是工作于9600波特率的主从型串行总线接口，所外围设备（例如硬币机、读钞机、读卡器等）均为主控制器（传统上称售货机控制器——VMC）的从机。所有外围设备与VMC之间的通信方式都一致。
MDB协议的串行位格式为：1个起始位，8个数据位，1个方式位与1个停止位，共11位。位传递的顺序如图2所示。其中方式位根据传递的方式不同置0或置1。在MDB总线上，VMC通过广播方式向外发送命令。第一字节为地址字节（实际上只有高5位寻址信息，低3位为对外设的指令），该字节被所有的外设读取，但只有符合地址字节所指定的外设才处理其后的数据字节，并做出反应。在VMC到外设的数据中，地址字节的方式位被置1，数据字节的方式位被置0，外设通过检验接收到的方式位确认是地址命令还是数据。当数据从外设发送到主机时，最后送出的字节方式位被置1，标志着数据发送完毕。
VMC向外设传送的指令由一个地址字节、一些可选的数据字节与一个校验和（CHK）字节构成。发送指令后，外设应答VMC的通信块可以由一个数据块和一个CHK字节组成，或者一个应答字节（ACK），或者一个无应答字节（NAK）。如果外设应答数据块的话，VMC将通过一个应答字节（ACK）、无应答字节（NAK）或得发字节 （RET）应答外设传回的数据。
图3至图6为几个典型的会话例子，其中“*”表示传送时方式位置1，“ADD”表示地址字节，“CHK”表示传送数据的校验和 。
2.2主要功能的实现
管理员设置模式检测：当维护员进行维护时，要先将主板上的拨码开关拨至维护模式；维护完成后再拨回销售模式。否则主板会检测到模式错误并及时通知控制中心。
故障信息和检测：若售货机终端的主要机械部分出现故障而不能及时发送特定的信号给控制中心，就说明该部分设备处于不工作或不正常的工作状态。如当纸币机、硬币机出现故障时，主板CPU会接收到相应的错误信息，并对错误信息解析后发给控制中心。
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