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《华中科技大学》 2004年 硕士论文
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基于GPRS的可靠通信方案的研究与实现

陈虎  
【摘要】:随着分布式系统的广泛应用,如城市智能交通系统ITS (Intelligent Transport System)、数据采集与监控系统SCADA( Supervisory Control And Data Acquisition)等,在这类系统中实现可靠数据通信功能的需求越来越强。 分布式系统的各组成部分的离散性、移动性的特点,使得选择合适的通信方式成为系统设计和实现的重点。在分析比较了几种通信方式以后,我们在下层选择了GPRS(General Packet Radio Service,通用无线分组业务)技术,将客户端接入Internet。中间层使用了TCP/UDP、IP系列协议族。上层则使用了交错海明码等保证可靠传输的编码方式。 在分布式系统的客户端,采用单片机( MCU )加上GSM/GPRS芯片实现无线接入Internet的功能,同时也支持通常的语音和短信业务。单片机对数据进行打包、拆包,采用AT指令操作无线模块,将数据送出。客户端可以使用软件或者硬件的方式实现对数据的UDP/IP/PPP封包。 在整个通信结构的最上面一层也就是应用层,考虑到系统对可靠性的要求,使用了抗干扰的检错和纠错编码技术,并实现了停等、超时重发这类协议。为了应对通信过程中可能出现的突发性持续干扰、提高纠错性能,采用了扩展海明码并进行交错编码,并且成功的用C系列语言实现。 本文介绍了分布式系统客户端的设计,讨论了GSM/GPRS芯片、相关元器件的选择和模块的AT指令,并给出数传终端硬件的模块化设计。从数据流动的角度,详细描述了整个系统通信时各种协议之间转换的细节。着重从编码的角度介绍应用层的抗干扰方法,即交错海明码的原理。给出了整个系统软件的设计方案,尤其在服务器端采用了多线程、完成端口和线程池技术。最后,对文章进行了总结,并指出了若干遗留问题和进一步的研究方向。


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