gprs DTU無線遠程數據監控系統

        一、GPRS概述

        GPRS是通用分組無線業務(General Packet RadioService)的英文簡稱，是在現有GSM系統上發展出來的一種新的承載業務，目的是為GSM用戶提供分組形式的數據業務。GPRS采用與GSM同樣的無線調制標準、同樣的頻帶、同樣的突發結構、同樣的跳頻規則以及同樣的TDMA幀結構，這種新的分組數據信道與當前的電路文換的話音業務信道極其相似。因此，現有的基站子系統(BSS)從一開始就可提供全面的GPRS覆蓋。        

        二、系統簡介

        1. GPRS特點

        A，永遠在線: GPRS DTU一開機就能自動附粉到GPRS網絡上，并與您的數據中心建立通信鏈路，隨時收發用戶數據設備的數據，具有很高的實時性。

        B，按流量計費: GPRS DTU一直在線，按照接收和發送數據包的數量來收取費用，沒有數據流量的傳遞時不收費用。

        C,高速傳輸: GPRS網絡的傳輸速度最大可以達160Kbps，速度的商低取決與網絡運營商的設置.現在根據中國移動公司的情況，網絡的傳軸速度可以稱定在20-40Kbps.

        D，組網簡單:GPRS的無線DDN可以通過INTERNET網絡隨時隨地構建覆蓋全國的虛擬移動數據通信專用網絡，與數據中心一起提供透明數據傳輸通道，組成用戶專用數據網絡，為廣大的中小企業提供接入便利，費用低廉的通信方式。

        E，通信鏈路由專業運營商堆護:由于采用中國移動的GPRS數據業務，因此鏈路維護也由中國移動負貴，免除通信鏈路維護的后順之優。

        F,防雷擊:由于采用中國移動的GPRS數據業務，所以在不影響上網的前提下GPRS DTU的發射功率非常小，天線非常短，而且無需高架，克服了有線傳輸和無線電合傳輸容易引雷擊壞設備的缺點。

        2.傳物效率

        A，用戶數據傳輸效率(用戶數據占網絡層總數據的比例):DTU支持不同組網方式，不同的數據包長度，這時有不同的傳輸效率。下面假設在DTU當前最長所能支持的最大用戶數據包長的情況下，即1024字節包長。

        i.僅支持DTU主動發起到數據中心的數據傳軸:最大傳輸效率(w)=97.3%

        ii.支持雙向主動互傳。最大傳輸效率(w)二95.9%

        B，傳軸時延(從發送到接收數據之間的時間): 不同的數據包長度，傳物的時延不同。根據目前移動的網絡狀況，一般一個包長為100到200字節之間的數據包可以在1秒內互傳完畢。大于200字節的數據包平均在1秒到3秒之間可以互傳完畢。

        3.穩定性

        A，有效率:發送成功數據占總發送數據比例根據目前使用的情況，在網絡正常的情況下，一般數據包的成功率都在97%以上。

        B,穩定性綜合參數:有效率x傳輸效率網絡有效帶寬和最大傳輸單元(MTU)之間存在著極其重要的關系，一般MTU增大到200字節以上不會明顯增加帶寬，但會增大平均延遲，側試結果表明MTU的最優大小是200字節左右。        

        三、系統構成

        1.現場采集子站構成

        現場采集子站由二次儀表通過RS-232通訊口與GPRS DTU傳輸模塊連接，每一個GPRS DTU傳輸模塊裝入一個中國移動的數據SIM卡即可。

        2.主控室構成

        主控室構成分為兩種方案:

        1)系統拓撲結構見圖一

        計算機直接與GPRS MODEM相連，申請固定IP地址，數據通過無線網卡接入。這種方式適合采集點較少(采集點200個左右，每次數據傳輸量100字節左右，每個子站數據采集間隔不小于1分鐘;若系統實時性要求稍低，每個子站數據采集間隔可大于1分鐘，采集子站的數目可以較多。

        2)系統拓撲結構見圖二

        計算機與中國移動提供的數據專線相連，數據發送到中國移動的服務器后由專線傳送到主控室計算機。這種方式適合采集點很多(大于200 )，或采集點雖然較少，但實時性要求很高的情況。

        3.方案說明

        兩種方案均采用相同的GPRS傳輸模式。

        ★數據采集子站部分采用相同的傳輸模塊、子站的建設費用和運行費用相同

        ★由于均采用移動內部專有的固定IP地址，傳輸系統的可靠性、實時性和穩定性相同;

        ★兩種方式都基于移動遍布全國各地的GPRS網絡，子站的分布范圍相同。

        兩種方案的區別之處只是在中心服務器的接入方式上，與方案2相比，方案1的特點為:

        ★簡單易行，費用低;

        ★企業自主建設，方便靈活、建設周期短、見效快;

        ★由于中心采用無線網卡接入，網絡規模不宜太大;

        ★通信的數據量受限制。

        如果每個子站采集間隔為5分鐘，每次采集數據包為100字節，以中心下行帶寬10KBps概算，系統容量為不小于500個采集終端。

        與方案1相比，中心專線接入的特點為:

        ★系統容量大;

        ★采集子站通信速率高，采集間隔小;

        ★每個子站可以傳輸較大的數據量。

        由于GPRS理論帶寬可達71. 2Kbps，實際應用帶寬大約在10 - 40Kbps左右，方案2中心采用專線接入，克服了方案1容量小的不足。如果按照移動專線下行1Mbps的帶寬，每個子站采集間隔為5分鐘，每次采集數據包為100字節，系統容量為不小于3000。個采集終端。

        四、軟件系統

        1.軟件功能

        數據列表;圖表曲線;故障報警;用戶數據查詢;用戶資料維護;實時在線;安全設置;財務報表;用戶地圖等軟件常用功能。

        2.系統組成

        系統由用戶采集終端、公司局域網和GPRS傳輸網絡組成。

        1)用戶采集終端:由一次表、二次表和 GPRS傳輸模塊組成，實時采集現場的運行參數并上傳至調度中心。

        2)數據采集局域網:由路由器、交換機、數據庫服務器、通信前置機組成。

        a)路由器:通過光纖專線與移動的數據庫服務器連接;

        b)交換機:連接局域網內的數據庫服務器和各類終端，實現局域網內的數據共享;

        c)數據庫服務器:根據各用戶的權限，提供不同的訪問權限;依據系統權限，可以訪問數據庫、修改用戶參數、增加用戶、刪除用戶等操作、統計報表、打印等;

        d)通信前置機:接收處理各采集終端的數據;

        e)調度室工作站和管理人員終端:可以訪問瀏覽采集終端的數據，查看網絡運行狀態;

        f)網絡發布服務器:提供對數據的IE瀏覽。

        3) GRS傳輸網絡:提供用戶采集終端的數據上傳通道，網絡維護由中國移動來完成。

        3.功能的規劃

        1)管理模塊:用戶資料及權限的管理;

        2)服務模塊:用于采集數據;

        3)查詢模塊:提供對各種數據各種條件的查詢;

        4)統計模塊:根據不同的條件制作相應的報表;

        5)發布模塊:用于支持IE瀏覽;

        6)顯示模塊:用于和大屏的數據接口。

        五、總結

        數據遠程監測系統采用GPRS作為通信手段，利用GPRS移動數據通信網絡組成數字數據傳輸網絡，為用戶提供各種速率的高質量、透明數據傳輸的永久或半永久性專用電路，為客戶建立自己的專用數據網。