GPRS管网数据远程监测系统1

1、利用GPRS网络组建管网数据远程监测系统目录前言01系统简介12GPRS系统简介23系统构成23.1现场采集子站构成23.2主控室构成24GPRSDTU传输模块34.1基本特点：34.2增强功能34.3传输效率34.4配置方便性44.5结构44.6环境参数45中心监测软件5附图GPRS通信系统结构图71、主控室直接和无线设备相连72、主控室使用无线数据专线7附表几种数据采集常用通信方式比较8刖言随着社会的发展，各种管网（热、水、电、油、煤气等）越来越多，管网测点数据的采集和及时传输是管网稳定、可靠运行的保证，要求计算机管网监测系统必须能够在较低费用的前提下提供及时、准确的信息。然而，在使用的过

2、程中，采用电话拨号、无线电台等方式的管网监测系统的不足之处逐渐凸现出来。采用电话线传输数据，拨号过程冗长，而且线路建设有一定困难；采用无线电台，解决误码率、抗干扰是一个令人头疼的问题，而且受无委会频率管制的影响，在频率使用、传输距离上受一定限制；采用专线电路，不可能对所有大面积分散的数据采集子站进行专线铺设，更不能承担高昂的运行费用。针对这些问题，采用先进成熟的GPRSDTU模块为远程数传模块，依托稳定、可靠的中国移动GPRS网络，在保证数据传输的及时、准确的前提下，将系统运行费用也降低到了最低；通信链路由专业的运营商来维护，避免了用户在使用监测系统的同时，还需要耗费很大精力去维护通信线路等问

3、题；节约了用户的初期建设投资和运行维护费用。1 系统简介基于GPRSDTU模块的管网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。具有以下特点：a. 永远在线：GPRSDTU一开机就能自动附着到GPRS网络上，并和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；按流量计费：GPRSDTU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；b. 高速传输：GPRS网络的传输速度最快将达到160Kbps，速率的

4、高低取决于移动运营商的网络设置，根据中国移动的网络情况，目前可提供2040Kbps的稳定数据传输；组网简单、迅速、灵活：GPRS无线DDN系统可以通过Internet网络随时随地的构建覆盖全中国的虚拟移动数据通信专用网络，为广大中小用户提供接入便利，节省接入投资；c. 通信链路由专业运营商维护：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责，免除通信链路维护的后顾之忧；d. 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，GPRSDTU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台传输容易引雷击坏设备的缺点。2 GPRS系统简介GP

5、RS是通用分组无线业务(GeneralPacketRadioService)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采用和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和当前的电路交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。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

6、，也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS理论带宽可达171.2Kb/s，实际使用带宽大约在10-70Kb/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等使用。GPRS是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP。GPRS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，资源被有效的利用，数据传输速率高达160Kbps。使用GPRS技术实现数据分组发送和接收，用户永远在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。GPRS移动数据传输系统有很大的使用范围，几乎所有中低速率的数据传输业务都可以使用，

7、如城市配电网络自动化、自来水、商业POS机'INTERNET接入、个人信息、股票信息、金融、交通、公安等，尤为适合管网远程监测系统。3 系统构成现场采集子站构成现场采集子站由PLC通过RS-232通讯口和GPRSDTU传输模块连接，每一个GPRSDTU传输模块装入一个中国移动的数据SIM卡即可。3.1 主控室构成主控室构成分为两种方案:方案一：系统拓扑结构见附图一。计算机直接和GPRSMODEM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

8、隔可大于1分钟，采集子站的数目可以较多。方案二：系统拓扑结构见附图二。计算机和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。子站上电后自动向主控室申请入网，主控室计算机接到请求后将子站列入网上设备表，开始进行数据通信。4 GPRSDTU传输模块4.1基本特点：使用方便、灵活、可靠支持双频GSM/GPRS符合ETSIGSMPhase2+标准数据终端永远在线实时时钟支持A5/1&A5/5加密算法增强功能透明数据传输和协议转换支持虚拟数据专用网短消息数据备用通道（选项）STK卡

9、特殊功能配置支持TTL/RS-232/485或以太网接口支持音频接口，方便维护操作系统配置和维护接口通过Xmodem协议进行软件升级支持空中软件升级和远程维护（选项）自诊断和告警输出抗干扰设计，适合电磁环境恶劣的使用需求防潮设计，适合室外使用4.2 传输效率用户数据传输效率（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。支持DTU主动发起到数据中心的数据传输：最大传输效率(w)=97.3%支持双向主动互传：最大传输效率(w)=95.9%传输时延(从发送到接收数据之间

10、的时间)：不同的数据包长度，传输的时延不同。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。稳定性有效率：发送成功数据占总发送数据比例根据我们的使用的结果来看，在网络正常的情况下，一般数据包均为无漏码错码。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，测试结果表明MTU的最优大小是200字节左右。断线自动连接自动检测网络连接状况设备自诊断、自恢复配置方便性菜单式配置(超级终端，无需专用

11、软件)维护软件配置结构内部连接可靠性：产品尺寸：安装方便：防震：4.6环境参数GPRS模块和PCB、SIM卡之间均为固定连接110x56x15mm外壳螺丝固定温度：相对湿度：-2055C95%（无凝结）接插件少，具良好抗震性能中心监测软件主控室监测软件采用通用编程工具开发，具有灵活性好、针对性强的特点，可以对采集来的现场数据和实时数据进行分析、处理、保存、入库，制作输出报表、绘出各种曲线，从而实现整个系统的远程抄表、实时监测及自动化管理功能。界面友好、操作简单方便，真正实现了高效率和办公自动化。可同时兼容多个二次仪表厂家的通信协议，也可根据用户的要求增加用户自己的通信协议。系统的网络数据库使网

12、络化管理变得简单易行，同时为后期实现数据深层次的加工处理提供了有效的数据依据。直观的用户地图用户管理界面采用数字地图，界面可放大缩小，在此界面上可观察到各个用户的运行情况，通过点击用户即可进入该用户实时曲线界面。强大的报表功能系统可以针对某一用户、某一站点或者整个系统自动做出日报表、月报表、年度报表等汇总报表。日报表统计一天24小时整点的运行参数和累计流量以及用汽量，累计停电时间等情况；月报表统计当月每天的运行数据，列出每天的用汽情况和停电时间等情况；年度报表统计一年12个月每月的用汽情况和停电情况。报表可按照用户要求定制，直接进行预览、打印。实用的图表曲线功能系统可以针对某一站点、某一用户或

13、者整个系统自动做出日用汽量直方图、趋势曲线，月用汽量直方图、趋势曲线，年用汽量直方图、趋势曲线。直观的反映出各个用户的用汽情况。曲线可任意放大、缩小和拖动。故障处理和报警功能主控室对于出现的通信故障和数据超限产生报警，并将产生报警的时间和原因记录入数据库，报警方式为窗口提示、声音报警等。强大的数据库查询功能操作员可通过设置不同的查询条件（包括时间、用户、数据范围等）从数据库中获得各种历史数据，显示这一时刻的瞬时流量、累计流量等参数。也可查询报警记录，获得产生报警的时间和原因。数据库可方便的进行维护，数据库采用SQLSERVER网络数据库，可对各种数据进行分析，并可在权限范围内实现局域网或远程数

14、据共享。完整的设备数据库软件中可录入每个站点现场所用设备、管径等，以及现场联系人的名字和电话，使用起来更方便。右键添加用户功能添加用户时，只需在界面图需要放置的地方单击右键，选择添加用户，即可将用户放置到所在位置，若位置不准确，可单击右键，选择移动用户，然后点击需要移动的用户，将其移动到合适的位置。兼容不同通信协议在监测网络中可有不同厂家的仪表，通过设备选择可设定仪表所用的通信协议，数据接受时自动辨别。并可根据用户要求增加通信协议。实时在线功能系统对所有监测子站能够进行群收群发；根据系统要求，对各采集子站设定不同的采集间隔（可以任意设置），系统安全设置系统设置多级权限，不同权限的功能有所不同。

15、系统管理员可以使用所有的功能，而对于般用户来说，数据库维护，系统维护等一些涉及系统内部安全的设置功能限制使用。附图GPRS通信系统结构图1、主控室直接和无线设备相连子站2GPRS子站N2、主控室使用无线数据专线子站】子站】子站凶专线接入V子站2移动公司现场GPRS；GPPS丽踣数据库'中心机馬数据采黑仪表DTU服务器采策服嚅附表几种数据采集常用通信方式比较专输方式比较内容GPRSDTU有线拨号方式有线专线方式光纤传输模式覆盖范围全国全国区域区域建设费用一般较低较高高施工难度较低一般较高高施工周期较短一般较长长计费方式流里时间+次数租赁租赁运行费用较低较咼高高通信速率较咼一般高高误码率较低高较低低可靠性较咼