中联科技GPRS环保污染源在线监控系统解决方案_中联科技_GPRS

中联科技GPRS环保污染源在线监控系统解决方案

2011/1/28 10:50:00

一、需求分析

在人类生存环境日益恶化的今天，建立完整的环境监测系统是非常必要的，处理分布在各处的环境检测点的数据传输问题一直是建立环境监测系统的难点，建立独立的无线扩频系统和使用专线都有庞大的建设、运营费用问题。

GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM系统上发展起来的一种承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS抛弃了传统的独占电路交换模式，采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，有效地利用了信道资源，带宽最高可达171.2Kb/s。目前中国移动的GPRS覆盖范围在中心城市几乎达到了100%，在边远地区也达到了80%以上，实际应用带宽大约在20-40Kb/s，特别适合像金融交易、远程监测等行业的通信需求，完全取代过去传统的有线MODEM、X.25、数传电台、短信等通信方式。

GPRS通信方式更适合于环保数据采集业务，目前各省环保监测站与各采集点采用电话线传送数据或手工抄录，实时性差，费用也不便宜。GPRS无线传输数据有以下优势：

1）GPRS用户可随意分布和移动自己的网点，无需担心线路的维护或有线在移机时导致的通讯中断。建设新的监测点无需进行拉线、埋线等工作。较光纤或专线系统投资较少，设备安装方便。

2）终端价格比较低。与DDN相比，较DTU或DDN专线Modem其终端价格便宜很多。

3）GPRS资费便宜，计费合理。GPRS 资费包月比有线电话网络资费还便宜。环保数据采集业务没有大数据量的信息传输，不必要采用资费很高的专线（DDN、帧中继）。GPRS还可根据通信的数据量和提供的服务质量进行计费。在GPRS网中，用户只需与网络建立一次连接，就可长时间的保持这种连接，并只在传输数据时才占用信道并被计费，保持时不占用信道不计费。这样，监测点既不用频繁建立连接，也不必支付传输间隙时的费用。

4）GPRS能最好地支持频繁的、少量突发型数据业务。通信质量稳定可靠，永不掉线。

5）GPRS网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接。由于GPRS网本身就是一个分组型数据网, 支持TCP/IP、X.25协议，因此无需经过PSTN等网络的转接，直接与分组数据网（IP网或X.25网）互通，接入速度仅几秒钟，快于电路型数据业务。采用TCP/IP协议，较以前的无线数据网络（集群，双向传呼，GSM短信息）而言，网络接入更加直接方便。

6）覆盖较好。比较很多无线数据网络（集群，双向传呼，CDPD，CDMA）而言，其网络覆盖是最好的。

二、解决方案

在环保系统中，常常需要对众多的污染排放点进行实时监测，大部分监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。由于监测点分散，分布范围广，而且大多设置在环境较恶劣的地区，通过电话线传送数据往往事倍功半。利用GPRS网络进行无线数据传输，成为环保部门选择的通信手段亮点之一。污染监测设备将采集到的污染数据和告警信息，通过GPRS网络，及时发送到环保监察部门，可以实现对排污单位或个人的及时管理，大大提高了工作效率，为环境保护提供了崭新方式。

2.1 系统结构图

图1 GPRS 环保污染源监控系统

2.2 系统方案组成

2.2.1 环保监控中心

监控中心服务器申请配置Internet上固定的IP地址，或申请配置专线，通过光纤、DDN 等数据专线直接和移动中心机房的GPRS 网络连接。监控中心服务器上安装相关监控系统软件。监控系统软件包括通信服务器、监控中心服务器、数据库服务器、WEB服务器四个部分。

通信服务器负责实现行业数据通信协议、数据代理转发、通信设备状态监控等功能；

监控中心服务器实现数据分析、存储、反控等功能；

数据库服务器进行数据存储、备份；

WEB服务器实现实时监控、数据管理、业务管理等功能。

具体实现时，通信服务器、监控中心服务器、数据库服务器、WEB 服务器可以安装在一台服务器中，也可以安装在不同服务器中。如果行业客户要求对终端进行终端IP绑定，需要安装RADIUS服务器，为系统提供AAA 认证和IP绑定功能。

2.2.2 移动网络

利用中国移动现有的GPRS/GSM 网络，监控点和监控中心系统的所有交换信息通过中国移动的数据通信网关进行数据传输.

2.2.3 GPRS IP Modem

图2 GPRS IP Modem功能示意图

GPRS IP MODEM 是一款集成了GPRS MODEM传输功能和TCP/IP网络、路由功能于一体的新型无线移动通信网络设备。广域网络采用GPRS，内部网络采用标准100BaseT 和串口（包括RS232、RS485 等）连接两种方式。根据不同的应用环境，物理上的这三个接口能够灵活运用，采用不同的连接方式，使该设备具备了三大功能：以太网→GPRS 网络的路由功能；串口→以太网网络转换功能；串口→GPRS 网络转换功能。

以太网→GPRS网络的路由功能

连接内部局域网络（LAN）和GPRS 无线广域网络（WAN），能通过NAT技术，让内部的多台IP 终端设备（如PC）以GPRS无线方式同时共享接入互联网络/企业网络，使用现有的各种Internet 网络服务，如WEB、EMAIL、FTP等及企业各种应用。