基于GPRS網絡的遠程數據采集系統(tǒng)及應用

　　0 引言

　　GPRS是在GSM基礎上發(fā)展而來的數據傳輸網絡，與無線集群方式相比，GPRS的數據傳輸 充分利用了公共移動通信網絡和互聯網，不需要為監(jiān)測設備而專門改造已有的運行環(huán)境，省去 了建設無線專網的成本。其按流量計費的方式也更為經濟，更適合頻繁突發(fā)的小流量數據傳輸。

　　同時，GPRS網絡具有覆蓋范圍廣、數據傳輸快、實時性好、通信質量高、持續(xù)在線和費用低等 優(yōu)點，并可直接與Internet互通，能很好地滿足工業(yè)控制的需要。目前，基于GPRS網絡的數據傳 輸在許多領域得到了較好的應用，特別是在工作環(huán)境惡劣、地理位置偏僻、無人值守場所等領 域。 本文實現的系統(tǒng)以GPRS網絡為基本數據通道，在每個需要數據采集的分散業(yè)務單元安裝遠 程測控終端。同時在控制中心通過配有GPRS無線通訊模塊管理的計算機，進行各種設備的遠程 數據采集，采集的數據自動進人控制中心實現遠程控制，方便快捷。

　　1 GPRS網絡及其數據傳輸

　　GPRS作為一種高效、經濟的無線系統(tǒng)，已經應用到許多需要無線數據傳輸的領域，為遠程 數據采集傳輸及監(jiān)控提供了一種新的數據通信方式。GPRS（General Packet Radio Service）技術 建立在GSM（Global System for Mobile Communication）網絡之上，它將無線通信與Internet緊密 結合起來。GPRS作為一種先進的、全新的無線網絡承載手段，具有其獨特的優(yōu)勢：

　　⑴ 雖然在GSM網絡中，每條GSM信道提供的傳輸速率只達到9.6kbps或14.4kbps，但GPRS 可提供高達171.2kbps的傳輸速率；

　?、?按量計費，節(jié)省資源；“永遠在線”，用戶隨時與網絡保持聯系，保證數據傳輸的實時 性；

　?、?GPRS支持Internet上最廣泛使用的IP協議和X.25協議，提供了一個完備的基于TCP/IP協 議的通信解決方案，能夠提供Internet和其它網絡的全球性無線接入。

　　數據傳輸時，GPRS網絡是在原有GSM網絡的基礎上，引入了PCU（分組控制單元）、GGSN（Gateway GPRS Supporting Node，GPRS網關支持節(jié)點）和SGSN（Serving GSN，GPRS服務支 持節(jié)點）等新部件構成的無線數據傳輸系統(tǒng)，其用戶能夠在端到端分組方式下發(fā)送和接收數據， 將IP信息包從移動用戶點傳送至外部網絡。GPRS無線模塊作為控制系統(tǒng)的無線收發(fā)模塊，用于 實現與GPRS網絡的連接。分組數據經SGSN封裝后，SGSN通過GPRS骨干網與網關支持接點 GGSN進行通信。GGSN對分組數據進行相應的處理，再發(fā)送到目的網絡，如Internet或X.25網絡。 通信過程如圖1所示。

　　2 基于GPRS網絡的遠程數據采集系統(tǒng)的設計與實現

　　2.1 系統(tǒng)組成

　　本文研究的遠程數據采集系統(tǒng)由監(jiān)測終端、遠程數據采集與傳輸系統(tǒng)、數據監(jiān)測/處理中心與GPRS移動數據傳輸網絡等組成。GPRS 遠程數據采集系統(tǒng)的硬件組成如圖2所示。

　?、?數據采集與傳輸系統(tǒng)

　　數據采集以數字信號處理器DSP為核心，采用交流取樣技術，集數據采集、無功補償等功能于一體，可監(jiān)測現場的各項指標。采集的數據通過RS-232接口與GPRS透明數據傳輸終端相連，通過GPRS透明數據傳輸終端內置嵌入式處理器對數據進行處理、協議封裝后發(fā)送到GSM網絡。同時，可對遠端數據監(jiān)測終端發(fā)出指令，進行參數設置、實時監(jiān)測數據或實現遠程控制等。

　　⑵ 數據監(jiān)測/處理中心

　　數據監(jiān)測/處理中心負責對數據進行匯總、整理和綜合分析，完成終端原始數據的分類存儲。

　　⑶ GPRS網絡

　　監(jiān)測終端采集的數據經GSM網絡接口功能模塊對數據進行解碼處理，轉換成在公網數據傳送的格式，通過GPRS網絡進行傳輸，最終傳送到監(jiān)測中心。