第一部分 GPRS網(wǎng)絡簡介(現(xiàn)已經(jīng)全部升級為4G網(wǎng)絡）
GPRS是目前解決移動通信信息服務的一種較完美的業(yè)務，它是以數(shù)據(jù)流量計費、或大數(shù)據(jù)的包月包年計費。覆蓋范圍廣泛、數(shù)據(jù)傳輸速度更快。GPRS的推出，為行業(yè)和企業(yè)用戶開展無線數(shù)據(jù)傳輸提供了基礎設施平臺，為推動移動辦公的應用和發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。與有線網(wǎng)絡相比，GPRS網(wǎng)絡具有租用費用低、移動辦公，不受地域制約等優(yōu)點。GPRS的出現(xiàn)為企業(yè)和行業(yè)用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。
GPRS通信方式更適合于監(jiān)控數(shù)據(jù)采集業(yè)務，目前監(jiān)控中心與各數(shù)據(jù)采集點大部分采用有線交互傳輸，甚至有些偏遠采集點要有線網(wǎng)絡接入成了不可能。月租費太高，用電話線傳送數(shù)據(jù)按時間計費，帶來諸多不便，費用也不便宜。、
GPRS網(wǎng)絡優(yōu)點
1、覆蓋范圍。構建采集傳輸系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。由于采集點數(shù)量眾多，分布在全省范圍內(nèi)，部分采集點位于偏僻地區(qū)，而且地理位置分散。另外，還必須考慮今后系統(tǒng)擴充的可能，必須具有良好的可擴展性。由于目前GPRS已覆蓋省內(nèi)絕大部分地區(qū)，能夠滿足數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對覆蓋范圍的要求。
2、數(shù)據(jù)傳輸速率高。目前GPRS實際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸速率的需求。
3、系統(tǒng)的傳輸容量大。數(shù)據(jù)控制中心要和每一個采集點實現(xiàn)實時連接。由于采集點數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，?/span>GPRS技術能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。
4、通信費用控制靈活。采用傳統(tǒng)的有線方式建立數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，必須租用專線或電話線進行連接。由于采集點必須與中心隨時保持連線狀態(tài)，而每次數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)量很小，線路資源利用率很低，平均每一個采集點每月的線路費用為800～1200元。而如果采用GPRS通信方式，由于GPRS采用按數(shù)據(jù)流量計費的方式，資源利用率高，月通信費用將在200元之內(nèi)，如果數(shù)據(jù)量很大的情況下也可按包月或包年計費。
5、良好的實時響應與處理能力。與短消息服務比較，由于GPRS具有實時在線特性，系統(tǒng)無時延，可很好的滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。
第二部分 廈門才茂通信科技有限公司介紹
廈門才茂通信2002年開始關注基于GPRS/CDMA的2.5G無線應用技術，并定位終端產(chǎn)品的研發(fā)，生產(chǎn)和銷售，是基于GPRS和CDMA1X等無線通信傳輸終端的專業(yè)科研和生產(chǎn)企業(yè)，總公司設在廈門，先后在福州、深圳、成都、重慶、西安、上海、山東和北京等地設立了辦事機構。廈門才茂通信科技有限公司擁有一批高素質、有朝氣的研發(fā)人員和富有團隊意識、敢于創(chuàng)新和勇于負責的管理隊伍，具備豐富的無線應用終端產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗和雄厚的資金實力，于2003年成為廈門市科技局重點扶植的高新技術企業(yè)。
公司堅持以人為本、內(nèi)誠外毅；技術至上、精益求精的經(jīng)營理念，積極進取、努力實踐、追求卓越、協(xié)作競爭。為 了給市場提供穩(wěn)定可靠、功能完善的工業(yè)產(chǎn)品，公司自主開發(fā)了完整、穩(wěn)定的 TCP/IP 協(xié)議棧，此程序是同行唯一獲得國家著作權保護的軟件技術。公司十分注重深入各行業(yè)實際的應用現(xiàn)場，充分了解我國目前 GPRS/CDMA 2.5G 網(wǎng)絡狀況，并依靠國外通信模塊的強勁技術支持，最終為客戶研發(fā)了具有完美品質的行業(yè)傳輸終端產(chǎn)品。
隨著信息化的發(fā)展，DTU已經(jīng)完全取代了以往的各種有線接入。而以往的有線連接必須依賴于網(wǎng)絡布線、固定電話線路，對于發(fā)展移動性的服務、增設新的服務網(wǎng)點、增設臨時性的窗口常會受到有線連接的困擾。同時布線還需要昂貴的費用和鋪設時間，對已有的網(wǎng)絡也會有影響，所以有線連接已經(jīng)嚴重限制了目前各種信息化應用的主要原因。
才茂 GPRS DTU(本文簡稱DTU)為用戶提供高速、永遠在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶摂M專用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡。主要針對電力系統(tǒng)自動化、工業(yè)監(jiān)控、交通管理、氣象、金融、環(huán)保監(jiān)測、煤礦、油田、證券等行業(yè)的應用，利用GPRS網(wǎng)絡平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的透明傳輸，同時考慮到各應用部門組網(wǎng)方面的需要，在網(wǎng)絡結構上實現(xiàn)虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)。
產(chǎn)品特點
u 采用低功耗高性能的嵌入式處理器，可高速處理協(xié)議和大量數(shù)據(jù)
u 內(nèi)嵌標準的TCP/IP協(xié)議棧，數(shù)據(jù)終端永遠在線
u 支持全透明方式下多中心數(shù)據(jù)傳輸
u 支持根據(jù)域名和IP地址訪問中心
u 多種工作模式選擇，使用方便、靈活
u 軟硬件看門狗設計，保證系統(tǒng)穩(wěn)定
u 采用5V~35V電壓，供電電源適應性更寬
u 抗干擾設計，適合電磁環(huán)境惡劣的應用需求
u 方便的系統(tǒng)配置和維護借口
u 支持串口軟件升級和遠程維護
u 智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，確保設備永遠在線。
u 支持虛擬值守VWM（Virtual Man Watch）功能，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠
u 數(shù)據(jù)包傳輸狀態(tài)報告。
u 標準的AT命令界面
u 同時支持LINUX和WINDOWS操作系統(tǒng)
第三部分 解決方案
1、系統(tǒng)綜合拓撲圖：
2、系統(tǒng)組成
本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由控制中心；監(jiān)控告警設備、和才茂通信 3150P DTU （原公司桑榮）組成。
1) 終端設備
終端器件組成: 3150P DTU、SIM卡、PLC、監(jiān)控告警設備等。
u 首先對DTU進行設置，設置要連接的中心IP和端口及其它必要性的設置，設置好之后PLC或采集設備通過RS232接口和DTU相連，DTU上電之后根據(jù)事先設置好的中心IP和端口進行連接，成功連接到中心軟件后即可雙向傳輸數(shù)據(jù)。
u 監(jiān)控開關量：蓄電池欠壓告警、負載故障（關斷、過載、短路）告警、子陣輸入故障告警、控制器故障告警、組件被盜告警、油機啟動信號、油機故障告警、風力機輸入故障告警；蓄電池過壓告警、蓄電池過溫告警、控制器過溫告警等數(shù)據(jù)通過DTU實時傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
目的：建立監(jiān)控中心與采集點之間的信息網(wǎng)絡，完整、及時、準確采集告警數(shù)據(jù)，實現(xiàn)控制中心對采集點的管理、統(tǒng)計、分析，同時支持采集點基本日常業(yè)務管理，提高管理部門和采集點的工作效率。
2) 監(jiān)控中心部分：寬帶網(wǎng)絡、服務器、PC、組態(tài)軟件或其它中心軟件。
u 首先用某臺能上網(wǎng)的PC機，條件必須能讓外網(wǎng)訪問的到，如運行中心軟件的PC機在局域網(wǎng)里面，那要在局域網(wǎng)路由器做端口映射到本機PC，等這些條件具備之后在本機運行一個中心DEMO或組態(tài)軟件，開放一個端口，運行軟件等待DTU的連接。
u DTU連接中心后，就可按要求進行傳輸數(shù)據(jù)，中心收到數(shù)據(jù)后，通過系統(tǒng)進行解密、過濾、篩選，最終獲得所需要的數(shù)據(jù)進行分析、統(tǒng)計等工作。
目的:主要是監(jiān)控中心對所有采集數(shù)據(jù)的集成。并且通過網(wǎng)絡將各個采集數(shù)據(jù)和中心監(jiān)控部門聯(lián)系起來，及時的反饋數(shù)據(jù)采集點各類信息，提供管理部門制訂計劃。
通道建立成功后，DTU串口實時監(jiān)控采集器的數(shù)據(jù)，只要串口有數(shù)據(jù)過來，DTU將全透明進行實時傳輸。如果數(shù)據(jù)量小，或需要定時傳輸數(shù)據(jù)的，DTU可選數(shù)據(jù)激活、電話呼叫或短信激活等模式，或根據(jù)實際應用也可考慮修改軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?。這樣就可靈活應用不同的數(shù)據(jù)傳輸需求來采取不同的傳輸方式，以減少及節(jié)約不必要的傳輸費用。
3、組網(wǎng)實施
方案一： 中心采用公網(wǎng)固定IP
中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP服務的。
此種方案向先INTERNET運營商申請ADSL等寬帶業(yè)務，中心有公網(wǎng)固定IP的。
監(jiān)控點（無線數(shù)傳終端）直接向設定好的中心固定IP發(fā)起連接。
方案二：公網(wǎng)動態(tài)IP ＋ 域名(DNS)解析
中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)動態(tài)IP+DNS解析服務的。
客戶先與DNS服務商聯(lián)系開通動態(tài)域名，監(jiān)控點(無線數(shù)傳終端)先采用域名尋址方式連接DNS服務器，再由DNS服務器找到中心公網(wǎng)動態(tài)IP，建立連接。也就是說當DTU上線后首先去連接設定好的DNS域名,再通過DNS服務器找到此域名當時在公網(wǎng)的動態(tài)IP,之后DTU再去連接這個IP及端口。
此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務器的穩(wěn)定，所以要尋找可靠的DNS服務商。此種方案適合小規(guī)模應用。
方案三： APN專線
中心采用APN專線， 所有點都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP
u 客戶中心通過一條2M APN專線接入移動公司GPRS網(wǎng)絡，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進行廣域連接，在GGSN與移動公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。
u 為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請該APN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡才能進入專網(wǎng)APN，防止其他非法用戶的進入。
u 用戶在內(nèi)部建立RADIUS服務器，作為內(nèi)部用戶接入的遠程認證服務器（或在APN路由器內(nèi)，啟用路由器本地認證功能）。只有通過認證的用戶才允許接入，用以保證用戶內(nèi)部安全。
u 用戶在內(nèi)部建立DHCP服務器（或在APN路由器內(nèi)，啟用DHCP功能），為通過認證的用戶分配用戶內(nèi)部地址。
u 移動終端和服務器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。
雙方采用防火墻進行隔離，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾。
此種方案無論實時性，安全性和穩(wěn)定性較前一種方案都有大大提高，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點比較多、實時性要求較高的應用環(huán)境。在資金允許的情況下之最佳組網(wǎng)方式。
業(yè)務流程
GPRS專網(wǎng)系統(tǒng)終端上網(wǎng)登錄服務器平臺的流程為（現(xiàn)在已經(jīng)全面升級為4G 網(wǎng)絡）：
1）用戶發(fā)出GPRS登錄請求，請求中包括由移動公司為GPRS專網(wǎng)系統(tǒng)專門分配的專網(wǎng)APN；
2）根據(jù)請求中的APN，SGSN向DNS服務器發(fā)出查詢請求，找到與企業(yè)服務器平臺連接的GGSN，并將用戶請求通過GTP隧道封裝送給GGSN；
3）GGSN將用戶認證信息（包括手機號碼、用戶賬號、密碼等）通過專線送至Radius進行認證；
4）Radius認證服務器看到手機號等認證信息，確認是合法用戶發(fā)來的請求，向DHCP服務器請求分配用戶地址；
5）Radius認證通過后，由Radius向GGSN發(fā)送攜帶用戶地址的確認信息；
6）用戶得到了IP地址，就可以攜帶數(shù)據(jù)包，對GPRS專網(wǎng)系統(tǒng)信息查詢和業(yè)務處理平臺進行訪問。
方案四：中心無線路由器接入
此方案在中心無寬帶條件接入的情況下采用，但要有GPRS或CDMA網(wǎng)絡覆蓋。
1.中心采用無線路由器，采用DNS解析方式，穩(wěn)定性較差。
2.中心采用無線路由器，申請固定IP，穩(wěn)定性好，推薦此方式。
3.中心采用無線路由器，申請APN專線，穩(wěn)定性較好，此方式為最佳
備注:如果主站是通過串口接收軟件的，那中心主站就要應用轉發(fā)軟件(本公司提供)，也就是說接收到的數(shù)據(jù)轉發(fā)到某個串口中(虛擬串口)，具體應用到時另與技術部聯(lián)系提供資料。
四．總結
以GPRS為基礎的無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)有很廣泛的應用，GPRS使互聯(lián)網(wǎng)進入無線領域，一直延伸到手掌上。除了支持傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應用，GPRS也可使無線終端支持B2B、B2C的電子商務和電子支付、股票交易、銀行轉帳等應用。GPRS同樣可以應用于公司內(nèi)部網(wǎng)(INTRANET)，基于IP的遠程LAN接入，使無線終端成為LAN的延伸，幾乎所有低速率的數(shù)據(jù)傳輸服務都可以應用，如對電力系統(tǒng)自動化、工業(yè)監(jiān)控、交通管理、氣象、金融、環(huán)保監(jiān)測、煤礦、油田、證券等行業(yè)領域的應用。
