我国地下水资源开采严重过度,地下水机井分布广、跨度大,对地下水资源的远程监控是合理利用地下水资源的必要的、有效的措施。本文以地下水资源监控的信息化为项目背景,以基于GPRS/GSM的地下水资源远程监控系统为研究对象,开展了嵌入式远程监控系统的组成架构、基本功能、工作模式和信息安全性的研究;完成了较完善的终端设计;采用干簧管传感计量,并系统解决了其在可靠性、安全性等方面存在的问题;提出了一种新型基于GPRS/GSM网络的嵌入式设备远程无线升级策略和方法。 针对远程监控终端广域分布的应用环境,开发了嵌入式终端和监控中心之间采用ADSL+SMS的组网方式,上级部门采用BS模式浏览监控中心数据的系统架构。并结合功能、成本、可靠性等多方面因素,给出了终端通讯模块和主控制器的选型以及信号采集、数据处理、通信传送、电源管理等部分设计。 根据终端的组网方式,完成了终端软件的划分以及短消息和在线设置工作参数;进一步指出系统信息安全性隐患,并改进了DES算法的实现策略。这种软件设计方案有利于发挥GPRS通信的优点,提高终端的运算速度,使系统具有良好的扩展性和适应性。 结合地下水资源远程监控的特点,研究了干簧管计量原理模型的构造、性能和实现技术。有效地提高了干簧管的动作速度,分析了数据采集干扰产生的原因,并在硬件上采用信号滤波预处理,软件上讨论了状态转移法和采样法,实现了可靠的开关量脉冲计数的有效方法。 实现了系统终端远程无线升级。探讨了在应用中编程(IAP)的原理、设计思想、方法和实现技术,对IAP软件编程的系统工作状态、特殊功能寄存器(SFR)、通信协议作了较详细的论述。较好地解决了远程监控系统终端分布广、升级困难的问题,并对实现IAP的可靠性作了进一步研究。 经过了实际运行表明,系统采集的数据正常、工作稳定、通信良好,基本达到了地下水资源远程监控所规定的技术指标要求。