gprs DTU无线远程数据监控系统

        一、GPRS概述

        GPRS是通用分组无线业务(General Packet RadioService)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、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构，这种新的分组数据信道与当前的电路文换的话音业务信道极其相似。因此，现有的基站子系统(BSS)从一开始就可提供全面的GPRS覆盖。        

        二、系统简介

        1. GPRS特点

        A，永远在线: GPRS DTU一开机就能自动附粉到GPRS网络上，并与您的数据中心建立通信链路，随时收发用户数据设备的数据，具有很高的实时性。

        B，按流量计费: GPRS DTU一直在线，按照接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时不收费用。

        C,高速传输: GPRS网络的传输速度最大可以达160Kbps，速度的商低取决与网络运营商的设置.现在根据中国移动公司的情况，网络的传轴速度可以称定在20-40Kbps.

        D，组网简单:GPRS的无线DDN可以通过INTERNET网络随时随地构建覆盖全国的虚拟移动数据通信专用网络，与数据中心一起提供透明数据传输通道，组成用户专用数据网络，为广大的中小企业提供接入便利，费用低廉的通信方式。

        E，通信链路由专业运营商堆护:由于采用中国移动的GPRS数据业务，因此链路维护也由中国移动负贵，免除通信链路维护的后顺之优。

        F,防雷击:由于采用中国移动的GPRS数据业务，所以在不影响上网的前提下GPRS DTU的发射功率非常小，天线非常短，而且无需高架，克服了有线传输和无线电合传输容易引雷击坏设备的缺点。

        2.传物效率

        A，用户数据传输效率(用户数据占网络层总数据的比例):DTU支持不同组网方式，不同的数据包长度，这时有不同的传输效率。下面假设在DTU当前最长所能支持的最大用户数据包长的情况下，即1024字节包长。

        i.仅支持DTU主动发起到数据中心的数据传轴:最大传输效率(w)=97.3%

        ii.支持双向主动互传。最大传输效率(w)二95.9%

        B，传轴时延(从发送到接收数据之间的时间): 不同的数据包长度，传物的时延不同。根据目前移动的网络状况，一般一个包长为100到200字节之间的数据包可以在1秒内互传完毕。大于200字节的数据包平均在1秒到3秒之间可以互传完毕。

        3.稳定性

        A，有效率:发送成功数据占总发送数据比例根据目前使用的情况，在网络正常的情况下，一般数据包的成功率都在97%以上。

        B,稳定性综合参数:有效率x传输效率网络有效带宽和最大传输单元(MTU)之间存在着极其重要的关系，一般MTU增大到200字节以上不会明显增加带宽，但会增大平均延迟，侧试结果表明MTU的最优大小是200字节左右。        

        三、系统构成

        1.现场采集子站构成

        现场采集子站由二次仪表通过RS-232通讯口与GPRS DTU传输模块连接，每一个GPRS DTU传输模块装入一个中国移动的数据SIM卡即可。

        2.主控室构成

        主控室构成分为两种方案:

        1)系统拓扑结构见图一

        计算机直接与GPRS MODEM相连，申请固定IP地址，数据通过无线网卡接入。这种方式适合采集点较少(采集点200个左右，每次数据传输量100字节左右，每个子站数据采集间隔不小于1分钟;若系统实时性要求稍低，每个子站数据采集间隔可大于1分钟，采集子站的数目可以较多。

        2)系统拓扑结构见图二

        计算机与中国移动提供的数据专线相连，数据发送到中国移动的服务器后由专线传送到主控室计算机。这种方式适合采集点很多(大于200 )，或采集点虽然较少，但实时性要求很高的情况。

        3.方案说明

        两种方案均采用相同的GPRS传输模式。

        ★数据采集子站部分采用相同的传输模块、子站的建设费用和运行费用相同

        ★由于均采用移动内部专有的固定IP地址，传输系统的可靠性、实时性和稳定性相同;

        ★两种方式都基于移动遍布全国各地的GPRS网络，子站的分布范围相同。

        两种方案的区别之处只是在中心服务器的接入方式上，与方案2相比，方案1的特点为:

        ★简单易行，费用低;

        ★企业自主建设，方便灵活、建设周期短、见效快;

        ★由于中心采用无线网卡接入，网络规模不宜太大;

        ★通信的数据量受限制。

        如果每个子站采集间隔为5分钟，每次采集数据包为100字节，以中心下行带宽10KBps概算，系统容量为不小于500个采集终端。

        与方案1相比，中心专线接入的特点为:

        ★系统容量大;

        ★采集子站通信速率高，采集间隔小;

        ★每个子站可以传输较大的数据量。

        由于GPRS理论带宽可达71. 2Kbps，实际应用带宽大约在10 - 40Kbps左右，方案2中心采用专线接入，克服了方案1容量小的不足。如果按照移动专线下行1Mbps的带宽，每个子站采集间隔为5分钟，每次采集数据包为100字节，系统容量为不小于3000。个采集终端。

        四、软件系统

        1.软件功能

        数据列表;图表曲线;故障报警;用户数据查询;用户资料维护;实时在线;安全设置;财务报表;用户地图等软件常用功能。

        2.系统组成

        系统由用户采集终端、公司局域网和GPRS传输网络组成。

        1)用户采集终端:由一次表、二次表和 GPRS传输模块组成，实时采集现场的运行参数并上传至调度中心。

        2)数据采集局域网:由路由器、交换机、数据库服务器、通信前置机组成。

        a)路由器:通过光纤专线与移动的数据库服务器连接;

        b)交换机:连接局域网内的数据库服务器和各类终端，实现局域网内的数据共享;

        c)数据库服务器:根据各用户的权限，提供不同的访问权限;依据系统权限，可以访问数据库、修改用户参数、增加用户、删除用户等操作、统计报表、打印等;

        d)通信前置机:接收处理各采集终端的数据;

        e)调度室工作站和管理人员终端:可以访问浏览采集终端的数据，查看网络运行状态;

        f)网络发布服务器:提供对数据的IE浏览。

        3) GRS传输网络:提供用户采集终端的数据上传通道，网络维护由中国移动来完成。

        3.功能的规划

        1)管理模块:用户资料及权限的管理;

        2)服务模块:用于采集数据;

        3)查询模块:提供对各种数据各种条件的查询;

        4)统计模块:根据不同的条件制作相应的报表;

        5)发布模块:用于支持IE浏览;

        6)显示模块:用于和大屏的数据接口。

        五、总结

        数据远程监测系统采用GPRS作为通信手段，利用GPRS移动数据通信网络组成数字数据传输网络，为用户提供各种速率的高质量、透明数据传输的永久或半永久性专用电路，为客户建立自己的专用数据网。