gprs DTU無線遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)

        一、GPRS概述

        GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet RadioService)的英文簡稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS采用與GSM同樣的無線調(diào)制標準、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的TDMA幀結(jié)構(gòu)，這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當前的電路文換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似。因此，現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)從一開始就可提供全面的GPRS覆蓋。        

        二、系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)上，并與您的數(shù)據(jù)中心建立通信鏈路，隨時收發(fā)用戶數(shù)據(jù)設(shè)備的數(shù)據(jù)，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(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時不收費用。

        C,高速傳輸: GPRS網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度最大可以達160Kbps，速度的商低取決與網(wǎng)絡(luò)運營商的設(shè)置.現(xiàn)在根據(jù)中國移動公司的情況，網(wǎng)絡(luò)的傳軸速度可以稱定在20-40Kbps.

        D，組網(wǎng)簡單:GPRS的無線DDN可以通過INTERNET網(wǎng)絡(luò)隨時隨地構(gòu)建覆蓋全國的虛擬移動數(shù)據(jù)通信專用網(wǎng)絡(luò)，與數(shù)據(jù)中心一起提供透明數(shù)據(jù)傳輸通道，組成用戶專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，為廣大的中小企業(yè)提供接入便利，費用低廉的通信方式。

        E，通信鏈路由專業(yè)運營商堆護:由于采用中國移動的GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，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(yōu)。

        F,防雷擊:由于采用中國移動的GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，所以在不影響上網(wǎng)的前提下GPRS DTU的發(fā)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(shè)備的缺點。

        2.傳物效率

        A，用戶數(shù)據(jù)傳輸效率(用戶數(shù)據(jù)占網(wǎng)絡(luò)層總數(shù)據(jù)的比例):DTU支持不同組網(wǎng)方式，不同的數(shù)據(jù)包長度，這時有不同的傳輸效率。下面假設(shè)在DTU當前最長所能支持的最大用戶數(shù)據(jù)包長的情況下，即1024字節(jié)包長。

        i.僅支持DTU主動發(fā)起到數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)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(fā)送到接收數(shù)據(jù)之間的時間): 不同的數(shù)據(jù)包長度，傳物的時延不同。根據(jù)目前移動的網(wǎng)絡(luò)狀況，一般一個包長為100到200字節(jié)之間的數(shù)據(jù)包可以在1秒內(nèi)互傳完畢。大于200字節(jié)的數(shù)據(jù)包平均在1秒到3秒之間可以互傳完畢。

        3.穩(wěn)定性

        A，有效率:發(fā)送成功數(shù)據(jù)占總發(fā)送數(shù)據(jù)比例根據(jù)目前使用的情況，在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，一般數(shù)據(jù)包的成功率都在97%以上。

        B,穩(wěn)定性綜合參數(shù):有效率x傳輸效率網(wǎng)絡(luò)有效帶寬和最大傳輸單元(MTU)之間存在著極其重要的關(guān)系，一般MTU增大到200字節(jié)以上不會明顯增加帶寬，但會增大平均延遲，側(cè)試結(jié)果表明MTU的最優(yōu)大小是200字節(jié)左右。        

        三、系統(tǒng)構(gòu)成

        1.現(xiàn)場采集子站構(gòu)成

        現(xiàn)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(shù)據(jù)SIM卡即可。

        2.主控室構(gòu)成

        主控室構(gòu)成分為兩種方案:

        1)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)見圖一

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

        2)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)見圖二

        計算機與中國移動提供的數(shù)據(jù)專線相連，數(shù)據(jù)發(fā)送到中國移動的服務(wù)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(shù)據(jù)采集子站部分采用相同的傳輸模塊、子站的建設(shè)費用和運行費用相同

        ★由于均采用移動內(nèi)部專有的固定IP地址，傳輸系統(tǒng)的可靠性、實時性和穩(wěn)定性相同;

        ★兩種方式都基于移動遍布全國各地的GPRS網(wǎng)絡(luò)，子站的分布范圍相同。

        兩種方案的區(qū)別之處只是在中心服務(wù)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(yè)自主建設(shè)，方便靈活、建設(shè)周期短、見效快;

        ★由于中心采用無線網(wǎng)卡接入，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不宜太大;

        ★通信的數(shù)據(jù)量受限制。

        如果每個子站采集間隔為5分鐘，每次采集數(shù)據(jù)包為100字節(jié)，以中心下行帶寬10KBps概算，系統(tǒng)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(tǒng)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(shù)據(jù)量。

        由于GPRS理論帶寬可達71. 2Kbps，實際應(yīng)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(shù)據(jù)包為100字節(jié)，系統(tǒng)容量為不小于3000。個采集終端。

        四、軟件系統(tǒng)

        1.軟件功能

        數(shù)據(jù)列表;圖表曲線;故障報警;用戶數(shù)據(jù)查詢;用戶資料維護;實時在線;安全設(shè)置;財務(wù)報表;用戶地圖等軟件常用功能。

        2.系統(tǒng)組成

        系統(tǒng)由用戶采集終端、公司局域網(wǎng)和GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)場的運行參數(shù)并上傳至調(diào)度中心。

        2)數(shù)據(jù)采集局域網(wǎng):由路由器、交換機、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、通信前置機組成。

        a)路由器:通過光纖專線與移動的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器連接;

        b)交換機:連接局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和各類終端，實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)共享;

        c)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器:根據(jù)各用戶的權(quán)限，提供不同的訪問權(quán)限;依據(jù)系統(tǒng)權(quán)限，可以訪問數(shù)據(jù)庫、修改用戶參數(shù)、增加用戶、刪除用戶等操作、統(tǒng)計報表、打印等;

        d)通信前置機:接收處理各采集終端的數(shù)據(jù);

        e)調(diào)度室工作站和管理人員終端:可以訪問瀏覽采集終端的數(shù)據(jù)，查看網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài);

        f)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布服務(wù)器:提供對數(shù)據(jù)的IE瀏覽。

        3) GRS傳輸網(wǎng)絡(luò):提供用戶采集終端的數(shù)據(jù)上傳通道，網(wǎng)絡(luò)維護由中國移動來完成。

        3.功能的規(guī)劃

        1)管理模塊:用戶資料及權(quán)限的管理;

        2)服務(wù)模塊:用于采集數(shù)據(jù);

        3)查詢模塊:提供對各種數(shù)據(jù)各種條件的查詢;

        4)統(tǒng)計模塊:根據(jù)不同的條件制作相應(yīng)的報表;

        5)發(fā)布模塊:用于支持IE瀏覽;

        6)顯示模塊:用于和大屏的數(shù)據(jù)接口。

        五、總結(jié)

        數(shù)據(jù)遠程監(jiān)測系統(tǒng)采用GPRS作為通信手段，利用GPRS移動數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)組成數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供各種速率的高質(zhì)量、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠谰没虬胗谰眯詫Ｓ秒娐?，為客戶建立自己的專用?shù)據(jù)網(wǎng)。