TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol. 13, No. 1, Janua ry 201 5, pp. 151 ~  158   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 13i1.689 4          151     Re cei v ed Au gust 23, 20 14 ; Revi sed O c t ober 2 1 , 201 4; Acce pted  No vem ber 2 0 ,  2014   Application of Wireless Sensor Network and GPRS  Technology in Development of Remote Monitoring  System      Mengxing  Chang*, Qiuh ong Wan g   Dep a rtment of Healt h  Mana ge ment, Nan y a n g  M edica l Col l e ge, Hen an N a n y a ng, 47 30 61, Chin a   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : changm en g x i nge du@ 16 3.co     A b st r a ct   T he pap er pre s ents ap plic ati on of w i reless  sens or n e tw ork and GPRS techn o lo g in d e velo p m en t   of remote monitoring system .  The  remote m o nitoring sys tem  harness e s  em bedded technology, wireles s   sensor  netw o r k  and  the G P RS  mob ile   communic a ti o n  techn o lo gy, to solv e the   prob le of d a ta  transmissio n  b e tw een d a ta a c quisiti on syst em  an d co nt rol e qui p m e n t. This system  i s  real-ti m e,  hi g h   relia bi lity. T h is pap er cho o ses  Z i gBee as pr o t ocol  bas ed o n  w i reless sens or netw o rk. W i reless  mo nitori ng   system  us ing GPRS technol ogy enables r eal-ti m e, re liability has been greatly i m pr oved. Finally t h successful a p p licatio n of intel l i gent ho me furn ishi n g  syste m  proves the fe a s ibil ity of this sche m e.      Ke y w ords :  GPRS, w i reless sensor n e tw ork, Z i gBee, remo te mo nitori ng     Copy right  ©  2015 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion  The rapid  d e velopme n t of comp uter  techn o logy,  comm uni cat i on technolo g y and  microele c tro n i cs te chn o log y , make the  system d o m ain al so is unde rgoi ng  a gre a t cha n ge,  netwo rk an informatio n h a be come  t he d e vel opm ent di re ction  of mea s u r em ent an cont rol  system. Integrated  sen s o r  netwo rk te chn o l ogy, embedd ed technolo g y and  industri a l co ntrol   techn o logy, b u ild a remote  measureme n t and  contro system  b a sed  on We b mode can m a ke  the measurement and  control produc ts in real time, se curity, maintainability,  has been greatly   improve d , b u t also  more co ndu cive  to the re al ization of  centrali zed m onitorin g un ified   sched uling a nd man agem ent optimization. In this  p a per, combi n e d  with  wirel e ss sen s or  net work  and GPRS tech nolo g y introdu ced a n  embed ded remote monit o ring  system  based o n  We b   mode.   This pa per a dopts  single - chip mi cro c o m puter  +GP R S+Zi gbe e control sy stem , due to   the re stri ction  of single  chi p  sp eed a nd  overall p e rfo r mance, late reformatio n sy stem subje c to   certai n rest rictions a nd  co nstrai nts [1].  This  pape r m entione d an i ndu strial m o n i toring  wirele ss  sen s o r  net wo rks an d dist ributed net wo rk mod e l ba sed on mo bile  commu nication tech nolo g y the emb edd e d  technol ogy , wirel e ss  se nso r  n e two r k and  mobil e  co mmuni cat i on te chn o lo g y   orga nically. The two le vel netwo rks, thu s   sim p lifying the  physi cal li nk  between  the  instru mentati on equip m ent  conne ction,  not only simp lifies the com p lexity of   the system, but a l so   can  redu ce  the  co st of. T o  solve th e p r oble m   of  dat a tra n smi s sio n  is b e twee n  data  a c qui sit i on  system a nd control eq uipm ent. This sy stem is re al-tim e, high relia bi lity.  In the  remote  co mmuni cati on te chn o log y  all,  GPRS   has ma ny ad vantage s. GP RS i s  in   the  GSM  n e twork ba sed o n   the sup e rp osition of  n e w n e two r k, at the same ti me, increa se   the  numbe of h a rd wa re  devi c e s  in  GSM   netwo rk,   an d  then  thro ug h the  software up grade, t hus  forming  a n e w  n e two r k lo gic  entity, providing  wirel e ss wide are a   en to end, conn ect i on Gene rally  sp eaki ng, GP RS is a  hig h   speed  data   proce s sing  technolo g y, is  kind  of n e GSM  data se rvice,  it uses p a cke t  switchi ng te chn o l ogy, GPRS use r s ca n  use a vari ety of high-spee data se rvice s  in mobile, includi ng the transceive r . It  provide s  a co nne ction bet wee n  the mo bile   use r  an d dat a network, m obile u s e r s to  provide  high -sp eed  wi rele ss  m an d X.2 5  se rvice s Can  also  take m a ny wirele ss  chann el for ea ch  user,  and   the same  wi reless  ch ann e l  may b e   sha r ed   by multiple users, so that  resou r ces  ca n be us ed ef fectively. Usi ng GPRS to reali z e the d a ta   packet to  se nd an d re cei v e, users  will  alway s  onli n e and  billing  according to  the flow, time,  redu ce the  co st of servi c e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 13, No. 1, Janua ry 2015 :  151 –  158   152 Remote  mo ni toring  sy stem  ha s a  very i m porta nt si g n ifican ce  in t he field  of in dustri a control. In ma ny indu strial  appli c ation s esp e ci ally  for the field an it is the ne ed  for re gula r  da ta   acq u isitio n a nd monito rin g . But with the develo p m ent of digital  instrum entat ion and  wirel e ss   comm uni cati on te chn o log y , remote m o nitoring  techn o logy field  de vice  can  co n v eniently re al ize   remote me asuring, a c tuato r  and state m onitorin g , very beneficial to remote devi c e data readi ng,   data man age ment and m a intena nce o f  equipme n t,  greatly redu ces the m a int enan ce  co st for  use r s, mo re  con d u c ive to manufa c turer' s cu stom e r  service q uality, so the rese arch and d e sign  of rem o te mo nitoring  termi nal d e vice  ha s p r a c tical  si gnifica nce. T he p ape r p r e s ent s d e si gn  of   remote  mo nitoring system based  on wireless  sen s or  netwo rk a nd  GPRS tech no logy.      2. Using GP RS Technolog y  to Dev e lo pment of  Re mote Monito ring Sy stem  GPRS comm unication has the followi ng charac teri sti cs: hi gh  resour ce utilization GPRS  introdu ce d th e mode  of tra n smi ssi on of  packet  sw it ch ing, users re source s o c cup i ed only du rin g   the tran smitti ng o r   receiving d a ta, whi c h m ean th at  multiple u s ers ca effi ciently sha r e   the  same  wireless com m uni cation, so as to  improve  the utilization rate  of re sources, while the GS data tran smi ssi on for  ci rcuit swit che d  mode, in the  whol e co nn ection  peri o d ,  rega rdle ss of   wheth e r the t r an sfer of u s er data  will b e  alone o c cu pied wi rele ss chan nel. Ch argin g  for GP RS  use r s i s  acco rding to the d a ta flow of  co mmuni cation  for the ch argi ng stan dard.  This p ape r m a inly to the Internet, broad band  A D SL a pplication s , the network camera to  captu r e i m ag es, a nd di gita l com p ressio n, co nverted   into digital  si gnal s, and  fin a lly throu gh t h e   swit ch o r   rou t er o r  the A D SL vide o transmi ssion  to the Inte rne t  or LA N, re mote u s ers  ca n   dire ctly wat c h hom e thro ugh the  IE browser or  mo bile ph one i n ternet. Th market of g e neral  GPRS module to send and rec e iv e information, us e t he Linux kernel PPP dial-up mode, and  s e t   up the we b server to realize remote mo nitoring p u rpo s e s  in Linux system.  Analog inp u t circuit co mpri se s a sa mpli ng circ uit, lo w pa ss filter,  voltage, drive  isolation  and limiting  p r otectio n . Th e sa mpling  ci rcuit to  ac hie v e the se nso r  of 4  ~ 20  m A  signal  cu rrent  into a voltage  signal; the voltage conversion  circ uit for sam p ling th e voltage adj ustment me et the  microprocessor A / D cha nnel input vol t age req u ir e m ents; low p a ss filter can  eliminate po wer  interferen ce chann el is sim u lated an d the high- f r eq ue ncy interfe r en ce; drive isola t ion impeda n c e   input chan nel  matchi ng; li mit a circuit t o  ma ke  the  A / D input v o ltage in  a specifie d volta g e   rang e, the protection of A / D conve r si on  chan nel.   GP RS  mod u l e  ca n cle a rl y  locat e  t h e  ma lfunctio n i ng of the e quipme n t, the GPRS  module a s  th e wirel e ss tra n sceiver m o d u le ca reali z e the high qu ality data transmissio n failu re  in a wire d net work, the em bedd ed sy ste m  is applie d to remote me asu r em ent an d control syst em  provide s  a very reali s tic  signifi can c e [ 2 ]. As t he bridge is lo cat ed in the middle of the local   serve r , mo nitoring  pa ram e ters of mai n  co ntro uni t receives th e uplo ad, a nd sto r e d  in  a  databa se, q u e ry an d a nalysis of st ate timing  cont ro unit, if it is fo und  wrong, i mmediately n o tify  the user m e ssag e. At the same tim e , the se rver   sho u ld al so be th e data in the  databa se tim e ly   feedba ck to the rem o te m anag er, the  use r  to  the  measurement  and control  equipm ent in  the   first ca se of  monitori ng, a nd reali z e the  operatio n ma nage r of each  control u n it.      12 1 , , 2 1 , , ) ( ) ( ) ( M L jm m j j m s m m L L m s j L t d t c t s                                                                                   (1)    Equation  (1 is  sho w n  that  s(t) i s  th e u s of  "pa c ket  switchi ng"  wi th s(t)=Cs,m(t)+t, by  con c e p t deve l oped  a  wirel e ss transmission  mod e  in  the d s ,m. T he  so-call ed  packet  switch ing   that en cap s ul ates  data i n to  many in dep e ndent  pa cket, then  se nd s t he p a cket  a t r an smitted, the   form is simil a r to mail a package, the pa ckage  ex cha nge is go od o n ly when the r e is a band wi dth   will occupy t he data needs to be transmitted,  and valuation f o r data transmission, thi s  i s   cha r gin g  m o d e  re asona ble  for  use r s, su ch  as data   transmi ssion of this  kind is i d le most of t h e   time ban d. In  addition, i n  G S Mphe2  sta n dard s GP RS  ca n p r ovide  four  differe nt  ways of  codi n g the codi ng m e thod is al so  providin g different  e rro r protection  cap a bilities re sp ectively.  GPRS rem o te comm uni ca tion module  mainly r eali z e s  the re ceivin g and tran smi tting the  remote info rmation. The realization of remote is  ala r m function. And throu gh the GPRS Internet  can remote  monitori ng of  home. Beca use I do not  partici pate directly in the detailed de sig n  of  the modul e, so here do not  explain too  much. Th e WEB server m odule p r ovide s  a re mote web   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Applicatio n of Wirele ss Se nso r  Net w o r k and GPRS T e ch nolo g y in … (Men gxi n g  Chan g)  153 servi c e, the use r  may through the Internet or  GP RS netwo rk  acce ss to the Internet, re mote  monitori ng at home.   Analog sig nal   anal og digita co nversion  module   will  b e  colle cted i n to digital  qua ntity, it is   rega rd ed a s   the sin g le chi p  pro c e s sing  informatio sou r ce, the circuit d e si gne d with AD08 32  chip a s  the  analo g -to - digi tal conve r si o n  chip, the a nalog  sign al into the AD0 832 into digit a values, a nd t hen into  the  T89C55  chi p  for  comp utin g and  processing. T he  display mod u le  is  mainly taken  into a c count  whe n  the  site  admini s trator peramb u lato ry, you  can  e a sily u nde rst and   the  sce ne sit uation real -ti m e,  sy stem use s   spe c i a l intellig ent  manag eme n t of the  keyb oard  and LED di splay control  chip HD72 79A, using  seri al interfa c e bet ween  HD72 79A  and   pro c e s sor, th e interfa c circuit  and th e pe riphe ral  circuit i s   simple, interfa c e lin e qu an tity  occupi ed le ss, only 4, has the high p r ice.      Figure 1. Structure of  Usin g GPRS Te chnolo g y to Developme n t of Remote Mo nitoring  Sys t em      Structu r e of  Usi ng GP RS  Tech nolo g y to Deve l opme n t of Rem o te  Monitori ng S y stem is  sho w n by Fig u re 1. The E5 112 end of th e RS-2 32 c o n necte d to the G18 interfa c e ,  the other en d   is conne cted  with the ho st  comp uter th rough p a rallel  port. E511 2 p r ovide s  tran spare n t ch ann el  and n on tra n s pa rent  cha n nel two  wo rki ng mod e s. In  a tran spa r e n t chan nel mo de, E5112  M CU  data will not be processed directly to send data to  the G18, the received  data i s  transferred  to  the sin g le  chi p  wh olly intact [3]. In this mode,  sho r t messag e an d  voice fun c tio n  by the u s e r  via   the AT com m and to reali z e. In the no n tran spa r ent  chan nel mo de, frame fo rmat and E51 1 2   microcontroll er thro ugh th e seri al co m m unication.   External storage ci rcuit with a non-vol a tile  memory  (power d o wn data retent ion), is  mainly use d  for the sto r ag e of terminal  para m eter  a n d  histori c al d a ta. Memory chip for  sele ction  according  to  the ca pa city and the  up d a te cy cle  d a ta, save  a small amo unt  of data, u s the  E2PROM to  appli c ation u pdate fre que ncy (1 000 0 times in th eo ry era s e ) , and i n  the ap plicatio n   of large  ca pa city and hig h   freque ncy of  update  with  F R AM (fe rro el ectri c  mem o ry erased, the o ry  of 10000 000 0 00 times) more approp riate .   GPRS is through th e ro uting ma nag ement  for a ddre s sing  an d esta blish  a data  con n e c tion, a nd the  ro utin g man age me nt GPRS i s   manifeste d  in  the follo wing  3 a s p e ct s: the   mobile te rmin al tran smit s t he d a ta routi ng; ro uting i n  mobile  termi nal d a ta recei v ing set; and   the   mobile termi nal is in the  establi s hme n t of r oamin g data routin g. In the first case, whe n  the  mobile te rmin al gen erate s   a PDU (p acket data unit ) , the PDU thro ugh the S NDC laye r, call e d   the SNDC da ta unit. Then throug h the LLC layer to L L C frame, to the mobile terminal in a GSM  netwo rk in th e SGSN thro ugh the air in terface,  SGS N  se nd s data  to GGSN. GsN received the   news for p a ckagi ng p r o c e ssi ng, co nversion to b e  transmitted i n  a publi c  data  netwo rk fo rmat  (su c h a s  PSPDN PDU), eventually gave  a public d a ta  network u s e r s.  The sy stem a dopts B/S mo de, in ord e r t o  cont rol the  serve r  o r  con t rol ma chine t h rou gh  the bro w ser d i rectly to the intelligent me asu r em ent an d control unit, the intelligen t measu r eme n Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 13, No. 1, Janua ry 2015 :  151 –  158   154 and  co ntrol  u n it mu st have  the fu nctio n   of We se rve r . In the  em b edde d Li nux  platform, u s in Boa as the  Web se rver  ca n  make  the  sy stem run sta b l y and efficie n tly in the target system, a n d   conve n ient u s e and mai n tenan ce, high  reliab ility. The embed ded  Web  serve r  Boa and comm on  Web  se rver, can  compl e te  the receiving client  re qu ests, requ est  analysi s , in respon se to t he  requ est, retu rn to the client  reque st re sul t s etc.  The  mi cro ke rnel  a r chitectu re co re Linux operat ing  system itself i s   q u ite si mple.  Network  files system  and a mod u l e  on the  top of the micro  kernel. The d r iver and oth e r co mpon en ts at  run tim e  a s   a loa dable  m odule  compil ed into  or ad ded to  the  kernel.  Thi s  p r ovide s  a  hig h ly  modula r  com pone nt method for emb e d ded sy stem cu stomi z ation.  But in a typical case of the  system  shou ld be com b i ned with the  driver  an d appli c ation p r og ram tailo red to provid addition al fun c tionality.  Embedd ed  systems often  requi re u n iversal fun c tio n , in ord e r t o  avoid du pli c ation  of  work, the  re al ization  of the s e fun c tion with ma ny off the shelf p r o g ram  and  the  drive p r o g ra m;  they can be  use d  for publ ic peri phe ral s  and appl i c at ions. Linux runs on m o st  microprocessor   perip he rals o n  a wi de  ran g e  of appli c ati ons, a nd h a alrea d y re ady  libra ry. Linux  is em bed ded  in   the develop ment field of steady deve l opment. Bec ause Linux u s e s  GPL,  so  any of the Linu cu stom PDA  and it is h a ndhel d or  weara b le d e vi ce to a n yon e  wh o is int e re sted that  I can  download  the  ke rnel  an d a pplication s  Rw  =(I-wL ) [w U]by for free  from the internet, (1-W)  as is  sho w n by Eq uation (2 ).      I w wU wL I R w ) 1 ( ) ( 1                                                                                                  (2)    GGSN  and  M odem  com m unication based on PPP pr otocol, negotiation  must first  carry  on the co m m unication li nk an d GG SN Modem  dial, para m e t er co nfigura t ion of vario u s   comm uni cati on link i s  point-to-point, negotiati on  processes follow LC P, PAP, CHAP, IPCP  protoc ol,  whic LCP  is used to  build,  c o ns truc t, test link ,  PAP or  CHAP for t he treatment  of  password ve rification  pa rt; the IPCP  p r otocol  is  u s e d  for setting  the net wo rk  proto c ol,  and  IP  address  allo cation. The  M odem  re ceive s  a  IP sto r ed  in a  data te rminal  config u r ation  add re ss   field, data terminal to  sen d  co nfigu r atio n data  frame  data  cente r , told the dyn a mic IP a ddre ss  and IMSI, data cente r  sto r age info rmati on re ceived,   as the  conta c t informatio n  of transmitti ng   data.  The E5 112  in terface  is the  5V logi c, a n d  G1 8 i s  the   3V logi c, bot h to  con n e c the u s e   must be RS-232 interfa c e  input pin level conve r si on  of G18 (TXD, DTR, RTS)  with a toleran c of 5V, maxim u m voltage  can receive 5. 5V, so th th ree output pi ns of  E511 2 can   be direct ly  con n e c ted to  the  G18  pin.  The  maximu m outp u val ue G 1 8  cann ot achieve  th e E51 12 tol e rant  input, should   the level  con v ersio n , we a dopt the  drai n drive r   chip   74LVC07 i s   o pen to  compl e te   this fun c tion.  It is the ci rcuit  level co nversion  for  a si gn al, 74LV C07  power fo r the  3V, so yo u can  receive 3V i n put; and th output e nd of  the pull - u p  re sisto r  i s   con n e cted  to a  5V , so th e outp u t  is   pulled up to 5V [4].     T u u diag u u H ] [ ) , ( ] [ 2 1 2 1 2 1                                                                                        (3)    The Eq uation  (3 ) i s  a bulut  H=[u1 + u2].  The  software  syste m   con s ists  of the  dri v er an d   the appli c atio n softwa r e b y [u1+u2]T. T e rmin al  moni toring  syste m  softwa r system with d a ta  acq u isitio n, processin g  an d stora ge, re mote  comm u n icatio n and  system ma na gement fun c tions,  and it i s  to  a c hieve  on -sit e processin g  and  re mo te  transmissio of field d a ta.  In additio n , you   can  also u s e   GPRS to  access remote  u pdate  system  appli c ation  system fun c tio n  expan sio n It  inclu d e s  the  followin g  fun c tion mo dule s : data a c qui sition mo dule  (A / D); swi t ch input d a ta  acq u isitio n m odule; o u tput  swit ch m odul e;  databa se   manag eme n t modul e (i ncl uding  data  qu ery  and RTC M a nagem ent); communi catio n  modul e; sy stem mod u le  (extende d functio n , sup p ort  MCU).   GPRS the p a cket exch an ge tran smi ssi on m ode, th e GSM data  transmi ssion  original   circuit  swit chi ng mo de  ha unde rgo ne fu ndame n tal  ch ange s, the  scarce  radi o re sou r ces in  ca se   appe ars pa rti c ula r ly impo rtant. Accordi n g to the  ci rcuit swit che d   mode, the e n tire conn ecti on  perio d, reg a rdless of whet her the tran sfer of  u s er  dat a will o w n th e wirele ss  ch annel. But for a  packet switched mo de, the user o n ly occupi e d  re sou r ces  only  durin g the  transmitting or  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Applicatio n of Wirele ss Se nso r  Net w o r k and GPRS T e ch nolo g y in … (Men gxi n g  Chan g)  155 receiving  dat a, whi c h  mea n s th at multip le u s ers  ca efficiently sha r e the  same  radio  ch annel,  so   as to improve the utilization rate   of resources. Chargi ng  for GP RS users  to com m unication  data  volume as th e main ba sis,  reflect s  the "how mu ch, h o w mu ch" pri n cipl e.  The b a si c p r i n cipl e of GP RS is,  whe n   use r s uplo a d  or  Do wnloa d  Internet d a ta , system  is not used whe n  ca rryin g circuit usi n g the se rvi c e  conn ectio n , but the use  of packet da ta   transmissio n in the netwo rk, can b e  sh ared a m on multiple users of the  cybe r sou r ce, at the  same time, network operat o rs  can also  maximize  the  use of  existi ng GSM  eq ui pment, to  avoid  the inve stme nt GSM  equi pment  wa ste.  In ad diti on,  data tran sfer  usin g GP RS, and  the  spe e ch   transmissio usin g GSM, t o  do wnlo ad i n formatio n an d co mmuni ca tion ca n be  d one at the  sa me   time. Therefo r e, it not only can p r ovide  all  function of GSM mobi le phon e co mmuni cation  for  GPRS u s e r s, is  more p r o m inent fo r G P RS u s er s to  provid e a  m o re  efficient,  more  conveni ent,  c h eaper way  to ac cess  the In ternet, mobile more durable.   Network ne g o tiations  can  transmit data ,  s uppo rts th e TCP/IP pro t ocol GP RS netwo rk,  so by  sendi n g  and  re ceivi ng IP packet s  to tran smit   the data, at the same time , terminal  system  to all contain the IP message  PPP message  sent by the GGS will  be transmitted to the IP  address corresp ondi ng to the Internet netwo rk, to  complete the termin al syste m  to a remote  monitori ng ce nter thro ugh t he Internet d a ta tran smission.      3. Build of Remote Moni toring Sy ste m  based on  ZigBee  WSN  ZigBee  uses t he  CSMA /  CA colli sion  av oidan ce  me chani sm, at th e same  time  set a s id spe c ial time  slot for co mm unication bu siness fi xed band width, to avoid  com pet ition and co nflict  whe n  tran smi tting data: MAc layer ad o p ts fully  confi r med d a ta transfe r me ch anism, ea ch  data   packet sent must wait  fo inform ation   receiv er:  n e t work self-o rgani zing stro ng.  ZigBee self- orga nization f unctio n  with o u t manual i n terventi on, the  netwo rk nod es  can  percei v e the pre s e n c e   of other nod es, and d e te rmine the  co nne ction,  co mpositio n structured net work; ZigBe e  self- healin g functi on. Add or d e lete a nod e, the  node po sition chan ge s, node failu re and so on,  the  netwo rk  can  achi eve self repai r, and the netwo rk  topolo g y are adju s ted accordin gly, without   manual inte rv ention, to ensure that the  e n tire sy stem can  still work  norm a lly.  The  RF mo d u le an d mi cro p ro ce ssor  co nne cted  by RFW1 02 with matchin g   RF W-D10 0 The  pro d u c ts are mai n ly u s ed  for the t r ansmitte r  and  MC U ( m ic ro  pr oc e s s i ng u n i t) p r o v id es  a   comm on interface. It can provide  the syn c hrono us p a rallel interfa c e  and the memory interfa c e is   transpa rent f o r M C U an d  RF W-102,  as  well  as fo oth e r pro pertie s   of pe rformin g  wire less  comm uni cati on p r oto c ol.  At the sam e  t i me, ca n al so  co nverts inp u t data fo r th e 8 bit fiel MAC   operation? In  addition,  RF W-D10 0  al so  has  a sp e c i a l de sign  of energy struct ure a nd  wo rking  mode, an d the po we r co nsum ption i s  very low.  Using th e RF W-D10 0  inte rface  chip, g r eatly  redu ce the dif f iculty of desi gn, sho r ten th e desi gn cy cl e [5].  Query m e thod for large-scale m obil e  sensor net works, this  method uses the  m obility o f   node s to improve the que ry efficiency, and intro d u c e d  the con c ept  of Associ atio n (co n tact s). Its   workin g p r in ci ple i s  to fi rst  establi s h  correlation  betwe en n e igh bori n g no de s, a s  t hey move, th en   adja c ent no d e s a s so ciate d  with ne w,  thus imp r ovi ng the efficie n cy of the q uery. Que r y and  traditional  rou t ing in differe nt ways, the basi c  de sign  goal is not to  optimize  routi ng or respon se  delay, but to  re du ce  syst em ove r he ad  co mmuni cati on, this poi nt is very  im po rtant in  en ergy  con s trai ned   environ ment,  espe cially f o r th e o n e - time q uery  se nso r   numb e r in th e n e twork  (Co mmuni cat i on su rvival time is very sh ort).   Most appli c at ions in wi rel e ss  sen s o r  ne twork is ZigB ee and the RF chip. ZigB ee is a  wirel e ss te ch nology  with  short di stan ce,  low  co mplex i ty, low po we r con s um ptio n, low  data  rate   and lo co st, a complete  proto c ol  sta c k only 3 2   kB, can  be  emb edde d in va ri ous  devices,  and  sup port s  for the geo gra phical lo cati on. The  ab ove ch ara c te ristics  determine the Zi gBee   techn o logy is  very suitable  for appli c atio n in wirel e ss  sen s o r  netwo rks.   In a mobil e   sensor  network mo del, op e r ati on m odel   of static  net work topol ogy  control  algorith m  and  netwo rk  con nectivity cann ot be gua rant eed. In fact, whe n  nod es  move, the valu e   of energy tra n smi ssi on by the m obile topology co ntro l algorithm  ob tained befo r e  operatio n is not   signifi cant, which i s  re qui red for th e stru ctur e of the netwo rk topology is  controlled, a n d   imf(x,y)+rL ( x,y)so  we  ne e d  to ta ke i n to a c c ount th e varia b ility of network to pology  co ntrol in   time. Equation (4) i s  sh own by f(x,y).  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 13, No. 1, Janua ry 2015 :  151 –  158   156 L i L i y x r y x imf y x f 1 ) , ( ) , ( ) , (                                                                                                  (4)    Time divi sion  multiplexing   (TDMA) i s  th e realization  of ch ann el all o catio n  i s   si mple a n d   mature  me ch anism.  TDMA me cha n ism  i s  a dopte d  in  t he  sen s o r   ne twork, i s  di stributed to  eve r node in depe ndently for sendin g  or receiving the da ta  time slots,  and nod es i n  other idle ti me  slots into th e  sle ep  state.  Ch ara c te risti c s of   T D MA mech ani sm are   very suit able  fo r sen s or  netwo rks to  save ene rgy d e mand:  retra n smi ssi on p r oblem T D MA  colli sion m e cha n ism  with out  comp etition mech ani sm; data  tran smi s sion doe not  need to  co ntrol the info rm ation too mu ch;  node duri n g  idle time  sl ot to ente r   a sl eep   stat e. TDMA  m e ch ani sm  re quire s stri ct time   synchro n ization b e twe en  n ode s [6]. Tim e  syn c h r oni zation i s  the  b a si c requi rem ent of the  sen s or  netwo rk.   The re alizatio n of the basi c  paramete r s of  node and  port config uration parame t er are   config uratio module, a nd  the com p letio n  of  the gate w ay nod e an d the se nsor  node  comm a nd.  Data  processing m odule  f o parsin g  a n d  conve r si on  on  the  re cei v ed data,  an d it i s   whe n  t h e   received d a ta from ea ch  sen s o r  no de,  throug the  treatment to  the data di sp lay, provide t h e   data source  q uerie s a nd ot her a ppli c atio ns. To pology   displ a y modu le to com p let e  the di splay  of  the sen s o r  ne twork topolo g y , dynamic display  tran smi ssi on path ch ange of topol ogical stru ctu r of wirel e ss sensor n ode in the network and  wi rele ss data p a cke t s, from the topolo g y grap h,  use r can  al so obtai n e a ch  nod e of  the  curre n t time  submitted  to t he  sen s o r   no des dete c t d a t a   values.   In the ZigBee technol ogy, the physi cal l a yer (P HY) and MAC la yer usi ng IEEE802.15.4  proto c ol sta n dard, amo ng  them, the physical laye r provide s  two types of se rvice s : the physical  layer man a g e ment entity interface (P LME) p r ov id es  servi c e s  to the physi cal layer data  and   physi cal laye r ma nage me nt. The p h ysical laye da ta se rvice s   can  be t r an smitted thro u gh  wirel e ss phy sical chan nel a nd re ceiving  physi cal  layer protocol data  unit  (PPDU) to realize.  The remote  control sy stem will reali z e sma ll equipment up to Internet; can  be timely  monitori ng th e operation of  each d e vice.  The moni tori ng system, n e twork mo nitoring a nd flexible  manne r, syst em con s tructi on and mai n tenan ce  co st  is relatively lo w, the amoun t of data can be   store d   i n   the  large r m o re  data storage  mode, a  hi gh er  deg ree  of  system  integ r ation. Remot e   monitori ng ba sed o n  the ne twork of bre a k  time, geog raphi cal re stri ction s , as lon g  as the net work  exists, u s er  a u thori z ation; i t  can be  un re stri cted  at an y time accord ing to nee d to monito r, plug   and play.       4. Design of  Remote Mon i toring Sy stem based on  Wireless Se nsor Net w o r k and GPRS  Technolo g y   The commu ni cation of the  remote mea s u r eme n t and  control  system  mainly inclu d e s the  wire d network, wireless n e twork, GPRS, G PS and cu stom com m unication p r otocol. Beca use   GPRS ha s m any advantag es, is wi dely use d  in dat comm uni cati on se rvice,  so in the desi g n o f   this sy stem  use s  the  GP RS MC35 m odule to   tra n smit d a ta. The M C 35   module  supp orts  GSM900  an d GSM18 0 0  dual  band  netwo rk, receivin g rate ca n rea c h 86.20K b/s,  the  transmissio n rate can   re ach  21.5Kb/ s, and  e a s ily i n tegrate d , UA RT1 i n terfa c e and  ARM 2 440  pro c e s sor  with TTL23 2 level conve r si on  after con nect i ng.  The u s er  ca n the equipm ent data we re obtaine d throug h two fo rms, the first kind of   passive fo rm,  real -time  acq u isition  eq uip m ent dat a  terminal e quipm ent of Zi gbee , whe n  the  da ta  is beyon d th e scope  of the use r  setting,  send data to the Zigbee  co ordinator, Zig b ee  coo r din a tor t h rou gh GP RS module o n  embed ded  platform dat a  by sendi ng  sho r t inform a t io n   form to the user; second  kinds of active  form,  users  can  send the  sho r t informa t ion form for the   embed ded  system, embe dded  platform for Zig bee  coo r di nator  an inte rru pt  sign al, usi n g  the  Zigbee co ordi nator rea d   ea ch  te rminal e quipme n t of  Zigbee  data  by usin g a q u e ry form, a n d  to   sen d  a sho r t messag e to use r , make the use r  whe never an d whereve r  po ssi ble unde rstan d ing  of industri a l control field co ndition.   Gene ral pa cket radi o se rvice (GPRS )  is the end to end packet transmi ssi on and  swit chin g mo de  set to  se n d  an d receive  data  pr ovid e  high -spee d, l o w-sp eed  dat a an signali n g   a variety of b u sin e ss. In th is pa per, to m eet  the ba sic  need s of  syst em, and fully  con s id erin g the   system  scala b ility, remote  monitori ng  terminal  auto m atic in stru ment anal og  sign als, di g i tal   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Applicatio n of Wirele ss Se nso r  Net w o r k and GPRS T e ch nolo g y in … (Men gxi n g  Chan g)  157 quantity, switch  qua ntity and  acqui sition a nd fa ult  statu s  in dication, timing  acqui sition f i eld   instru mentati on data  an d  variou state and  keep  records.  Co mmuni cation  cont rol, terminal   equipm ent a nd the  rem o te se rver dive rsity, term in al  local  / rem o te real -time  databa se  qu ery,  and it is whi c h save s the cost of comm u n icatio n.  The b a si c a r chite c ture  of  embed ded  re mote  monito ring an d controlling  system  of We as i s   sh own  in Fi gure 2 .  The  rem o te mea s u r em ent  an d con t rol system  i s  com posed   of   Embedd ed M easure m ent  and  control u n it, the local  serve r  a nd re mote man a g e ment of the  host  of the three  p a rts. Th e em bedd ed me asurem ent an control unit i s  locate d in th e bottom of t h e   main di stri but ion at  ea ch  n ode, a  centra l pro c e s so r, sensor,  actuat or, a  net work interfa c e,  G PS  module, GP RS mod u le, the envir onm ent paramete r  for the  acq u is ition  of the scen e, and  the   para m eter i s  compa r e d  with the set value, if  it is beyond the scope of  the provision s , wo uld   make  use of the ala r m, an d let each a c tuator to   wo rk,  to obtain the  norm a l ra nge  of para m eters,   and the test data by a cu stom prot ocol  to transfer to the local se rver, so as  to reach rem o te  manag eme n t displ a y.  T h e   s o ftw ar e s y s t em is   ma in ly co ns id e r ed   the  st arting  proced ure,  va riou drivers,  operating system  and appli c ation pr ogra m . Linux op e r ating  system  with o pen  so urce  cod e , you   can  cut the  kernel, and  has in M o torola, NEC,  A R M an d othe r hardware  p l atform is  sta b le efficient ope ration, has th e advantage s of powerful  netwo rk fun c t i ons an d excellent file syste m   sup port fun c tions. The  ch oice of the L i nux oper atin g system, an d according  to the spe c ific  appli c ation, trimmed a nd cross  com p ile d, forming  a ARM exe c uta b le file, usin g  seri al po rt a nd  netwo rk p o rt  download to  FLASH. The  appli c ation of  measu r em e n t and co ntrol unit includ es   data acqui sition modul e, liquid crystal  displ a y m odu le, keyboa rd  control mod u l e, the netwo rk  servi c e mo du le, commu nication se rvice  module a nd  the co ntrol mo dule, as i s  sh own by figure 2         Figure 2.   Co mpari s o n  re sults of remote  monitorin g  system ba sed  on wirele ss  sensor net wo rk  with GPRS tec h nology       The Figu re 2  of Compa r i s on re sult s of remote m o n i toring  syste m  based on  wirel e ss  s e ns or  ne tw or k   w i th   G P R S  te c h n o l og y is s h o w n  b y  thi s  pi cture. Thi s  p ape r d e scribes the  de si gn  and imple m e n tation of embedd ed re mote co ntrol  platform for sen s o r  net work a nd G P RS  techn o logy,  a universal  remote  co ntrol archite c tu re ba se d o n  We b, de scrib e s th e key  techn o logy  of the syst em  stru ctu r e  and syste m , incl udin g  the embed ded technol ogy,  comm uni cati on technolo g y  and We b server te chn o l ogy, and the  su ccessful a pplication of  an   intelligent ho me furni s hin g  system, va lidates  the fe asibility of scheme. The  system ha s hi gh  s e c u rity, low  c o s t, with intelligent, timely  alarm.       5. Conclusio n   The pap er p r esents d e si gn of remote  monito rin g  system b a se d on wirele ss se nsor  netwo rk a nd  GPRS tech n o logy. The sy stem stru ctu r e of a small n e twork u s e s  50 Zigbe e no des  in the desig n  process. In the Zigbe e module s   ca n b e  line of sigh t, not busy network, network  quality is goo d and the a m ount of dat a sent is  l e ss than 128Bytes, the emb e dded pl atform to   sen d  the user to abn orm a l SMS, SMS receiv in g norm a l user,  but the use r  se nd s a q uery   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 13, No. 1, Janua ry 2015 :  151 –  158   158 messag e to t he em bed de d platform, a u tomatic  re pl y messag with a  short  delay, but  when  many time within a  short  time to the  e m bedd ed  plat form  sen d s t he qu ery SM S, will cau s the   GPRS pa cke t  loss overflo w  or data. T h is is  mainly  becau se of  the SIM500 module  small e r   buffer caused , need app ro priate control netwo rk d a ta flow.      Referen ces   [1]    Yi Lu o, Yu nb o  Shi, C h u n x ue  Sha ng, Ya ng   Qiu.  Res earch  of Hi gh A l titu de Met eoro l o g i c al D e tectio n   Sy stem Based  On GPRS/GP S.  IJACT , 2012 Vol. 4, No. 22, pp. 616 ~  62 4.  [2]    Chu n -Ch e n g  Li n, W en-Pin g  C hen, Sh an- Chi h  Hs i eh, So ng- Sh yon g  Ch en.  Desig n  a nd Im plem entatio n   of Z i gbee W i re l e ss Contro ller  Modu le.  AISS 201 2; 4(18): 10 6 ~  115.  [3]      Yan Lu, Jian ju n Hu. Desig n  o f   T r acker for El ectric Vehicl e Based o n  GPRS and GPS.  JDCTA . 2012 ;   6(7): 85 ~  92.  [4]    Z H ANG Mi- y a.  Rese arch o n  the Monitor i ng S y stem i n  Marin e  Engi ne R o o m  Based o n  Z i gBee.  IJACT 201 2; 4(23): 80 7 ~  813.  [5]    Gang  Li,  Xi Lo n g  Ch e. T he Re mote Mo nitori n g  S y stem B a s ed  on GPRS  for the  He alth  State of C i vi l   Engi neer in g.  JDCTA . 2012; 6 ( 8): 26 ~  33.  [6]    Guo Jia, Guo  W e i, Ma Xin m ing, Z han Guang yu.  Des i gn a nd Ap pli c ation of F i e l d  Environm en t   Remote Mo nito ring S y stem Ba sed on Z i gB ee  Net w ork.  JDCT A . 2013; 7(8): 550 ~  558.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.