基于GPRS技术的中波台远程监控系统设计

随着通信技术的发展，无线通信网络在工业数据传输中的应用日益增多。目前在工业数据传输领域大多采用有线的通信方式进行，虽然经济实用，但在很大程度上限制了应用场合的拓展。GPRS网络具有网络覆盖率高、永远在线等优势，使远距离的数据传输实现更灵活方便，已广泛应用于电力、铁路、石油等行业，这必将成为工业控制及远程监测等领域的发展趋势。本文阐述了GPRS技术在中波台远程监控系统的设计，实现了数据中心与传输终端的数据透明传输。

1 概述

1．1 GPRS概述

GPRS作为移动通信2．5代的技术，是GSM移动电话系统向第三代移动通信迈进的一个重要步骤。GPRS是通用分组无线业务(General Pac-ket Radio Service)的简称，它突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式，通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。

GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。2002年5月17日世界电信日，中国移动正式推出了GPRS的试商用，至今覆盖率已接近GSM网。

1．2 GPRS技术特点

覆盖面广-目前GPRS信号已经基本覆盖所有GSM网络，偏远地区已不再成为数据传输的盲区；

永远在线-不象传统拨号上网那样，断线后需要重新拨号，才能上网冲浪。客户随时都与网络保持联系，即使没有数据传送时，客户仍然在网上与网络之间还保持一种连接；

可靠传输-系统具有纠错、重发机制，保证数据的完整性和正确性；

数据安全-系统在数据传输过程中提供了加密机制，数据可以安全在公网上传输；

快速登录-连接时间很快。GPRS无线终端一开机，就已经与GPRS网络建立了连接，每次登录互联网，只需要一个激活过程，一般仅需1到3秒；

高速传输-由于GPRS网络采取了先进的分组交换技术，数据传输最高理论值可达171．2kb/s；

按量收费-GPRS网络按照客户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，客户即使在线，也不收费；

可移动性-企业对系统所有设备有自主权，无需与运营商交涉，可以自由分配；

自动恢复-系统具有自动拨号、断点续传功能，在GPRS网络状况不稳定时，保证系统稳定工作，无需人为干预；

无人职守-系统实现了双向传输，可以达到远程控制，实现无人职守；

便捷通用-系统可以直接与专业数据采集设备相连，无需二次开发；

数据备份-系统可以在不可抗力下所造成的损坏提供数据存储；

透明传输-系统针对专业数据传输的特殊性设计，适合野外恶劣环境安装。

1．3 GPRS系统结构

由于GPRS是GSM系统中提供分组业务的一种方式，所以它能广泛应用于IP域。其移动终端通过GSM网络提供的寻址方案和运营商的具体网间互通协议实现全球网间通信。

GPRS网络是在现有GSM网络中增加GGSN和SGSN来实现的，使得用户能够在端到端分组方式下发送和接收数据。其系统结构如图l所示。

GPRS在一个发送实体和一个或多个接收实体之间提供数据传送能力。这些实体可以是移动用户或终端设备，后者被连接到一个GPRS网络或一个外部的数据网络。

GPRS是基于现有的GSM网络实现的，需要在现有的GSM网络中增加一些节点：网关GPRS支持节点GGSN,(Gateway GPRS Supporting Node)、服务GPRS支持节点SGSN(serring GPRS Supporting Node)。GGSN在GPRS网络和公用数据网之间起关口站的作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN和LAN等。SGSN记录移动台的当前位置信息，并在移动台和各种数据网络之间完成移动分组数据的发送和接收，为服务区内所有用户提供双向的分组路由。系统共用GSM基站，但基站要进行软件更新，并采用新的GPRS移动台。GPRS要增加新的移动性管理程序，通过路由器实现GPRS骨干网互联。

1．4 GPRS无线数据传输原理

利用GPRS数据传输网络进行现场数据的监测。在工业现场利用各种传感器进行信号采集或对设备已存在的数据或模拟信号进行分析，GPRS Modem可通过标准RS232接口与各种数据采集仪器仪表相连。在正常工作模式下GPRS传输模块将仪器仪表的数据通过移动通信分组网络(GPRS网络)传递给数据管理服务器，数据服务器可通过DDN专线、ADSL、ISDN连接等形式连接到企业内部网络上，在控制中心的服务器上建立一个中央数据库，对收到的数据进行整理贮存，产生相应的报表和指示。并可以在其上开发分析决策模块，判断要监控对象的工作状态(如是否正常工作，有何异常事件