摘 要

目前，GSM/GPRS网络数据传输方式以其快速、高效、安全、实时等巨大优势迅速进入人们的视线。同时，以Android操作系统为基础的智能手机也已经成为当今世界最受欢迎的手持设备。在此大背景下，人们把视线转移到将GPRS与Android操作系统的结合，从而达到远程监控、远程信息采集的目的。

远程监控系统在现今社会也有极大的需求量，在交通管理系统、工农业现场、家居智能系统等相当多的领域都需要远程监控系统的介入。例如在智慧农田系统中，我国作为农业大国，农田数量多，需求的人力也很多，而且大面积的农田系统十分不利于管理；在许多工业现场，由于环境恶劣等原因导致工作人无法到达作业区域。如果在这些环境中加入远程监控系统，既可以实现工作人员对现场环境信息数据的实时监控，又可以解放大量的人力资源。

因此，本论文设计了一种以Android操作系统和GPRS为基础的远程数据信息采集系统。系统设计以智慧农田为例，实现远程手机设备终端能够远程获取农田实时信息的功能。在具体设计过程中，主要完成了以下几项工作：

（1）全面收集和分析了目前国内外远程数据监控和传输发展状况并确立了一种切实可行的GPRS通讯方式，分析GPRS通信模块原理，并完成软件设计。

（2）根据GPRS相关协议对数据的封装格式，分析数据的封装过程，以及实现对数据的分割。

（3）设计手机端人机接口软件，以Java编程语言为基础，以Eclipse软件为开发平台，设计Android的应用程序。

关键词：信息采集；远程监控；GPRS；Android

Abstract

At present, GSM/GPRS network data transmission mode has rapidly entered the people's line of sight with its fast, efficient, safe, real-time and other great advantages. At the same time, smartphones based on Android operating systems have become the world's most popular handheld devices. In this context, people turn their attention to the combination of GPRS and Android operating system, so as to achieve the purpose of remote monitoring and remote information collection.

Remote monitoring system also has great demand in today's society. In the traffic management system, industrial and agricultural field, home intelligent systems and many other fields, remote monitoring system is required to intervene. For example, in the intelligent farmland system, China has a large number of farmland and needs a large number of manpower as a big agricultural country, as well as a large area of farmland system is very harmful to management; In many industrial sites, people can not reach the work area due to bad environment or other reasons. If the remote monitoring system join in these environments, it can not only realizes the real-time monitoring of the environment information data, but also liberates a large number of human resources.

Therefore, the paper design a remote data information acquisition system based on Android operating system and GPRS. The design of the system takes intelligent farmland as an example, and the remote mobile device terminal can remotely acquire the real-time information of farmland. In the specific design process, mainly completed the following work:

(1) Collecting and analyzing the current situation of remote data monitoring and transmission at home and abroad and establishing a practical GPRS communication method, analyzing the principle of GPRS communication module and completing the software design.

(2) According to the GPRS protocol to the data encapsulation format, analyze the data encapsulation process, and to achieve the data segmentation.

(3) design mobile phone man-machine interface software to the Java programming language as the basis, to Eclipse software for the development platform, the design of Android applications.

Key words: information collection; remote monitoring; GPRS; Android

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 2

1.1 研究背景及意义 2

1.2 GPRS技术简介 2

1.2.1 GPRS的历史 2

1.2.2 GPRS的现状和发展 3

1.3 Android操作系统 4

1.3.1 Android操作系统简介 4

1.3.2 Android操作系统的优势 4

1.3.3 Android操作系统发展现状与前景分析 5

1.4 本文的主要内容 5

第2章 Android平台下GPRS的整体方案设计 7

2.1 智慧农田简介 7

2.1.1 智慧农田的概念 7

2.1.2 智慧农田的技术特点 7

2.1.3 智慧农田的意义 7

2.2 整体方案设计 8

2.2.1 软件实现 8

2.2.2 界面设计及分析 9

2.3 本章小结 10

第3章 GPRS通信模块原理分析及软件设计 11

3.1 GPRS通信协议介绍 11

3.1.1 GPRS的主要特点 11

3.1.2 PPP协议简介 11

3.1.3 UDP协议的简介 11

3.1.4 TCP/IP协议的简介 11

3.2 GPRS通信模块原理分析 12

3.2.1 GPRS通信原理 12

3.2.2 传输层通信协议原理 13

3.3 监控中心通信的软件实现 16

3.4 TCP/IP协议数据格式分析及数据处理模块软件设计 21

3.4.1 以太网帧格式 22

3.4.2 IP数据报文格式 22

3.4.3 TCP传输控制协议报文格式 23

3.4.4 服务器端数据处理模块的软件设计 23

3.5 本章小结 27

第4章 手机端人机接口软件设计 28

4.1 Android开发平台的集成 28

4.1.1 Android的系统架构简介 28

4.1.2 Android的程序结构简介 29

4.1.3 Android开发环境的搭建 29

4.2 Android界面设计 30

4.2.1 初始界面设计 30

4.2.2 登录界面设计 33

4.2.3 功能界面设计 36

4.3 本章小结 37

第5章 总结与展望 38

5.1 总结 38

5.2 展望 38

参考文献 39

致谢 40

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

现今数据传输方面的技术发展迅猛，远程监控系统也越来越多的被用在工农业生产、家居、公共设备等环境中。远程监控就是对设备或环境的实时监测与控制，依靠无线网络，将设备或环境中所采集的实时数据以文本或图像的形式发送到远程终端。相较于人力监测，远程监控的优势在于不仅能够大量解放人力物力资源，还可以实时的获取现场数据，及时发现故障并及时排除故障。

数据传输包括有线和无线。有线传输最常见的方式就是电话线传输，这种传输方式受线路的限制，只能在小范围内使用，因为线路过多，维护难度加大，其传输质量有极大的不稳定性，并且有线传输在通讯部门稳定运行程控交换机方面也存在很大的影响，虽然可以采用专线传输的方式，但布线成本太高。相较于有线传输，无线传输则越来越被人们所青睐，无线传输最常见的传输方式包括集群通讯、GSM、短消息通讯以及电台等。集群通讯依赖于专用移动通信网络，资金和时间耗费过大，且不利于后期维护；GSM采用的是半双工通讯，这导致其数据的的发送和接收不能同时进行，所以传输的延时较高，不具备实时性；电台传输方式的劣势在于其传输距离大多在几百公里，不能实现长距离的数据传输，并且此种方式受外界因素的干扰较大，会影响数据的稳定性。

通过对上述有线数据传输以及部分无线数据传输方式的分析，我们找到一种能够弥补上述方式不足的数据传输技术。GPRS集成了移动通信技术和IP技术，具备超强实时性、稳定性和经济性等特点，是一种非连续的数据传输方式。从实际的角度出发，目前很多大领域，包括安保系统、交通系统、资环系统、电力系统、电子商务等在内，在数据传输方面都具备间断性、信息量少的特性，这一点上与GPRS的特点是相契合的。因此，在远程监控系统中注入GPRS无线传输技术在理论和实践上都具备可行性。