GSM&GPRS在無線抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用與比較
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因此，利用GSM/GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表，將用戶用水量發(fā)送到自來水公司，不但可以解決普通用戶水表抄表問題，還可以對(duì)用水大戶進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止偷水和管道泄漏的發(fā)生。目前，無線傳輸方式主要有2種：利用GSM網(wǎng)絡(luò)和利用GPRS網(wǎng)絡(luò)。但是這2種方式都有優(yōu)缺點(diǎn)，因此，針對(duì)不同的使用場合，選用不同的傳輸方式將對(duì)系統(tǒng)的性價(jià)比產(chǎn)生很大的影響。
針對(duì)上述問題，設(shè)計(jì)了基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，從不同角度介紹了GSM短信業(yè)務(wù)和GPRS分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，指出了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，給出了適合本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方案，為今后無線抄表系統(tǒng)的應(yīng)用與普及提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。
1 無線抄表系統(tǒng)
整個(gè)無線抄表系統(tǒng)包括光電直讀式水表表頭、Meter-Bus總線接口電路、GPRS/GSM模塊、微控制器和自來水公司計(jì)算機(jī)監(jiān)控終端5大部分，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。為了降低功耗，本設(shè)計(jì)中所有的模塊不一直處于工作狀態(tài)，各個(gè)模塊在微控制器的指揮下定時(shí)工作，即抄表系統(tǒng)的所有模塊的工作方式為“長時(shí)間休眠，短時(shí)間工作”。其中，休眠周期（小時(shí)、天、周、月）由管理員用計(jì)算機(jī)終控端通過GPRS模塊發(fā)布。微控制器接收GPRS/GSM模塊收到的指令后，修改抄表周期，同時(shí)根據(jù)設(shè)定的抄表周期通過Meter-Bus接口電路控制光電直讀水表表頭讀取當(dāng)前的水量值，然后再利用GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)給計(jì)算機(jī)終端，實(shí)現(xiàn)定時(shí)自動(dòng)抄表。
圖1 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
1）GSM系統(tǒng)GSM即全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（Global System for Mobile Communication），是第二代無線數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。它定義了建設(shè)該網(wǎng)絡(luò)及提供服務(wù)的各種標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ETSI）掌管。通常使用的頻率為900MHz，1800MHz，1900MHz。GSM移動(dòng)通信網(wǎng)具有提供語音業(yè)務(wù)、傳真、短信等通信業(yè)務(wù)的能力，其中短信功能因覆蓋范圍廣、投入成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，適合于設(shè)計(jì)一些無線應(yīng)用系統(tǒng)和產(chǎn)品，能滿足實(shí)時(shí)性要求不是很高的小數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要。
2）GPRS系統(tǒng)GPRS即通用分組無線服務(wù)（General Packet Radio service），是在GSM系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的承載業(yè)務(wù)。它突破了GSM網(wǎng)絡(luò)只能提供電路交換的思維方式，通過增加相應(yīng)的功能實(shí)體和對(duì)現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進(jìn)行部分改造來實(shí)現(xiàn)分組交換。正是因?yàn)镚PRS使用現(xiàn)有的GSM無線網(wǎng)絡(luò)，只是在其基礎(chǔ)上增加了一些硬件設(shè)備和軟件升級(jí)，因此，GPRS覆蓋范圍非常廣。這種增加硬件設(shè)備和軟件升級(jí)的方法，投入相對(duì)較小，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當(dāng)可觀，可提供9.05～171.2kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。由于采用了分組交換技術(shù)，所以不需占用專有信道，提高了無線網(wǎng)絡(luò)的利用率，具有按流量計(jì)費(fèi)、長期在線、傳輸速度快、入網(wǎng)快等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它支持TCP/IP協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)與高速發(fā)展的Internet無縫連接，方便間歇的爆發(fā)式數(shù)據(jù)和偶爾大量數(shù)據(jù)的傳輸。
3 GSM和GPRS的比較和選擇
3.1 技術(shù)復(fù)雜性的比較
利用GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無線抄表比較簡單，它由光電直讀表頭、數(shù)據(jù)采集器、GSM模塊和監(jiān)控中心組成。數(shù)據(jù)采集器與監(jiān)控中心通過GSM模塊連上GSM網(wǎng)絡(luò)即可，以短信的形式將數(shù)據(jù)通過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)控中心，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示?；贕PRS的抄表系統(tǒng)由光電直讀表頭、數(shù)據(jù)采集器、GPRS模塊、Internet網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖3。數(shù)據(jù)采集器和GPRS模塊通過串口進(jìn)行通信，將采集的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，然后再接入Internet網(wǎng)絡(luò)，最后傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表。其中，在通信剛開始時(shí)，GPRS模塊首先發(fā)起連接監(jiān)控中心，監(jiān)控中心從收到的數(shù)據(jù)包中獲得必要的信息后，兩者才能建立通信。監(jiān)控中心通過Internet接入GPRS網(wǎng)絡(luò)，需要采用動(dòng)態(tài)域名，地址映射等技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)無縫連接。綜上所述，GPRS的安裝、配置和技術(shù)要求比GSM復(fù)雜得多，一般需要參考相關(guān)手冊(cè)才能設(shè)置。
圖2 基于GSM的遠(yuǎn)程抄表結(jié)構(gòu)圖
圖3 基于GPRS的遠(yuǎn)程抄表結(jié)構(gòu)圖
GSM的SMS（ShortageMessageService）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短信業(yè)務(wù)是GSMPhasel標(biāo)準(zhǔn)定義的業(yè)務(wù)，它通過專有控制信令信道傳送，短消息通過短消息中心（SMSC）來存儲(chǔ)，并在可以傳遞時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)（開機(jī)，處于服務(wù)區(qū)內(nèi)等），且傳輸采用專有信道，可靠性很高，不過傳輸速率有所限制。對(duì)其控制可以使用Block模式、Text模式和PDU模式，不管哪種方式，其發(fā)送數(shù)據(jù)的長度受到了限制，因此SMS適合小數(shù)據(jù)量的傳輸。 藍(lán)牙技術(shù)相關(guān)文章:藍(lán)牙技術(shù)原理
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