GPRS在远程环境监理信息系统中的应用设计

　　1 引言

　　GPRS(General Packet Radio Service)是一种新的分组数据承载业务, 与现有的 GSM语音系统最根本的区别是, GSM是一种电路交换系统, 而 GPRS 是一种分组交换系统。GPRS 采用两种数据传输协议 TCP 和UDP, 特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输, 也适用于偶尔的大数据量传输。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式, GPRS 是分组交换技术, 具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。

　　2 系统介绍

　　2.1 系统组网方案介绍

　　GPRS 远程监测系统一般由监控中心、GPRS 网络、监测点和共享发布层组成。根据监控中心有无GPRS- DTU (GPRS 数据传输终端, 以下简称DTU),GPRS 组网可分为以下两种方案: 1)监控中心采用公网固定IP, 监测点是APN 专网IP; 2)监控中心采用DTU和移动APN 专网固定IP, 此方案优点在于: 本身具有移动内网固定IP, 减少中间环节, 稳定性强; 数据都在APN 内网传输, 无需经过公网, 安全性强。

　　采取方案一组网时, 因公网IP与APN 专网IP(相当于局域网内网IP)之间NAT 映射问题, 监控中心不能主动寻址监测点, 需监测点主动连接监控中心。若采用TCP 作为数据传输协议, 建立连接后, 双方基于“连接通道”可进行数据的双向传送。当采用UDP 作为数据传输协议时, 监控中心只能接收GPRS 终端发送过来的数据, 无法对GPRS 终端发送数据。所以, 方案一需采用TCP 协议作为数据传输协议。

　　采取方案二组网时, 监控中心和监测点的IP 在同一个APN 网段内, 并且监控中心和监测点之间的数据访问不受IP 的限制。采用TCP 协议时, 可双向主动连接; 采用UDP 协议时, 若监控中心和监测点DTU 在线, 可进行双向数据传输。

　　比较两个方案的优缺点, 本系统采用方案二构建GPRS 网络。

　　2.2 系统组成和功能介绍

　　本系统主要由监测点设备、GPRS 网络、监控中心、共享发布客户端四大部分组成, 如图1 所示。监测点设备包括数据采集模块和DTU, 监控中心由DTU、数据库服务器、管理软件组成, 共享发布层由一系列客户端组成。各个监测点通过数据采集模块采集与污水处理相关的化学、物理参数, 例如PH 值、COD(化学需氧量)、累计流量、瞬时流量等, 经DTU 发送至监控中心DTU, 再经串口将数据送至数据库服务器进行处理和解析。共享发布层的客户端安装管理软件后可通过Internet/Ethernet 对数据库服务器进行访问。

　　3 无线网络中TCP、UDP 协议使用分析

　　3.1 无线网络中TCP、UDP 协议使用局限性分析

　　GPRS 属于一种无线传输系统, 它具有无线传输系统的所有特点。无线通讯环境具有以下特点; 长时间与变异性的延迟效应; 低速的与变异性的频宽; 较差的联机稳定性; 不可预测的连接性。因此无线通讯网路上的传输频宽与资料延迟时间的数值, 都不同于有线网络。