GPRS在远程测控系统中的应用厦门灵旗通信有限公司转载目前中国移动主推的GPRS 通讯方式是一种新兴的数据传输技术，将从根本上解决传统传输方式的弊端，更加贴近专业数据传输的需求。远程测控系统中的通讯需求分析远程测控系统数据传输包括各种检测、监视、生产、报警等，行业涉及到油田、环保、地震、水利、电力、气象、燃气、管道、自来水等各个部分。远程测控系统数占有数据量小、定时或非定时及实时发送等特点，一方面需实现数据的上传，另一方面亦需下达各种传输、控输、控制指令，即双向的数据、指令传输，同时须结合自己的测控系统。传统的数据传输主要有数传电台、电话拨号、卫星通讯等方式来解决；这些传输方式存在覆盖范围、实时性、投资及运行用度等题目，同时对工控设备的无人守值守运行存在较大困难。目前中国移动主推的GPRS 通讯方式是一种新兴的数据传输技术，将从根本上解决传统传输方式的弊端，更加贴近专业数据传输的需求。GPRS技术概述GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM 系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM 用户提供分组形式的数据业务。GPRS 采用与GSM 同样的无线调制标准、同样的频带、同样的TDMA 帧结构。这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似，因此现有的基站子系统只要增加一些模块即可提供GPRS 服务。GPRS 答应用户在分组交换模式下发送和接收数据，从而提供了一种高效、低本钱的无线分组数据业务。分组交换的基本过程是把数据先分成若干个小的数据包，可通过不同的路由，以存储转发的接力方式传送到目的端，而组装成完整的数据。分组交换基本上不是实时系统，延时也不固定，但可以使不同的数据传输“共用”传输带宽：有数据时占用带宽，无数据时不占用，从而分享资源。在GSM 无线系统中，无线信道资源非常宝贵。如采用电路交换，通讯需要建立端到真个连接，信道只能被一个用户独占，在本钱效率上显然缺乏可行性。而采用分组交换的GPRS 则可灵活运用无线信道，每一个用户可以有多个无线信道，而同一信道又可以由几个用户共享，从而极大地进步了无线资源的利用率。在理论上，GPRS可以将最多8 个时隙组合在一起，给用户提供高达171.2kb/s 的带宽。由于GPRS 用户的数据通讯费是以数据流量为基础，而不考虑通讯时长，所以GPRS用于IP 业务的接进将更为用户所接受。GPRS用于无线数据接进具有多方面的上风，一是接进范围广，可充分利用全国范围的电信网络，方便、快速、低本钱地为用户数据终端提供远程接进网络的部署；二是传输速率高，数据传输速度可达57.6kbps，最高可达到171kbps，是常用有线56k Modem 理想速率的两倍，下一代GPRS 业务的速度甚至可以达384kbps，完全可以满足用户应用需求；三是接进时间短，GPRS 接进等待时间短，可快速建立连接，均匀耗时为两秒；四是提供实时在线功能，现在用GPRS MODEM上网，用户将始终处于连线和在线状态，这将使访问服务变得非常简单、快速；五是按流量计费，用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，用户可以一直在线，按照用户接收和发送数据包的数目来收取用度，没有数据流量的传递时，用户即使挂在网上也是不收费的。以上上风使GPRS 非常适用于开展行业和企业无线接进应用。GPRS数据传输方式及网络结构无线移动通讯网络的发展，特别是GPRS的出现为产业自动化设备的通讯提供了新的手段，通过GPRS服务，设备可采用互联网Internet的标准方式与在互联网上的服务器交换数据。GPRS的基础是以IP包的形式进行数据的传输，GPRS无线终端接进GPRS 网络的方法与普通有线MODEM 类似， 都采用建立PPP(Point-to-Point Protocol) 连接方式。PPP协议是一种被广泛采用的串行点对点链路上传输数据报的方法，包括LCP、PAP、IPCP、NCP等。GPRS MODEM通过PPP协议获得动态分配的IP地址。连接建立后，在PPP协议的基础上通过数据传输协议，如TCP、UDP等实现与互联网上其它计算机的数据通讯。以下为基于GPRS 技术的测控系统网络典型应用示意图： GPRS传输方式：在远程终端，采集数据通过A/D接口送进GSM/GPRS无线通讯控制终端，GSM/GPRS无线通讯控制终端首先将数据打包成TCP/IP 数据包，再转换成GPRS 数据包，通过无线链路传送到无线数据交换中心（MDEC）。MDEC再剥离GPRS 数据包并通过GGSN网关将TCP/IP 数据包传送到Internet，再由Internet传送到通讯控制计算机，通讯控制计算机通过Socket 套接字接受TCP/IP 数据包，并把它还原成原始数据。当数据由无线数传监控中心到远程终端方向时，情况是类似的。短信传输方式：短信传输方式为点到点的传输方式，将采集到的数据通过短信发送到控制中心，控制中心通过短信收发设备接收短信，并通过计算机串口送进计算机处理。 目前中国移动开通的GPRS 数据服务主要是为手机和计算机用户提供无线上网功能，针对专业数据的传输，必须解决以下几个题目才能实现测控数据的及时、正确、安全地传输。PPP、TCP/IP 协议在终端设备上的实现对于计算机用户来说，实现拨号接进Internet 是件很轻易的事，由于在PC上有非常成熟的软件能够轻松实现PPP 和TCP/IP 协议。但是对于采用嵌进式设备的终端，尤其是对单片机来说，由于硬件资源的制约和协议的复杂繁琐，实现起来还是比较困难的。服务器的接进方式由于GPRS 网络工作方式是以IP 地址寻址为基础的，所以服务器端理论上只需要接进Internet，并具备公网（Internet）分配的IP 地址即可。但是在实际系统应用中，假如服务器是拨号或ADSL 等接进方式，每次接进所获得的IP 地址不是固定的，而GPRS MODEM 也是动态地获得IP 地址，两个动态的IP 地址设备在Internet 上是无法直接通讯的。因此要求服务用具有静态IP 地址或通过其它方式中转。这样，服务器的接进方式就受到一定限制。中国移动开通的GPRS 服务中现阶段只提供点对多点的传输服务。点对多点传输方式是指多个GPRS 无线终端把数据传输到一个固定的数据处理中心。GPRS终端与终端间的点对点传输理论上可行，但技术上还有待更好的支持。移动网和公网（Internet）互联GPRS MODEM 动态地获得的IP 地址为移动骨干网内地址，无法被公网服务器直接解析，在未进进连接状态时，服务器是无法与GPRS MODEM 直接通讯的。必须先由GPRS MODEM 主动向服务器发送数据，进行连接。当连接的路由建立以后，服务器和终端设备才可以双工地进行数据传输。所以通讯必须是由GPRS MODEM首先发起连接，这一点在制定测控系统通讯方式时要考虑进往。终端设备的身份识GPRS MODEM 动态地获得的IP 地址，对于服务器来讲就无法象普通计算机网络那样靠IP 地址或MAC 地址来判定终端设备的身份，无法正确地定位终端设备。另外，从网络安全的角度来说，也存在这个题目。所以必须建立一个ID 识别机制。GPRS MODEM 的长期稳定性测控系统中的终端设备一般都安装在野外环境中，地点偏远、分散，无人职守，设备必须能在特殊的环境下长期、稳定地工作。系统必须具有自动拨号、断线重拨功能,在GPRS 网络状况不稳定时，具有自动恢复通讯能力,保证系统稳定工作,无需人为干预。另外，在电源抗干扰及散热等方面也必须进行特殊设计，才能使终端设备适应恶劣工作环境。(end)