基于唤醒模式的GPRS仪表数据采集系统低成本通讯控制策略

　　0　引言

　　GPRS(GeneralPacketRadio Service———通用分组无线业务),通过在原有的GSM系统中引入分组数据单元来提供无线系统上的数据业务[1],可以无缝接入Interne,t具有“永远在线”,按流量计费,覆盖范围广,无需铺线等优点;充分考虑了在工业中的应用,因此在导航定位系统,水资源检测,配电自动化,自动化抄表[2]等许多大型工程项目中都得到了广泛应用。在工业仪表的数据采集中,基于GPRS组建的无线通讯系统较其他传统的各种数据采集方式在实时性、现场布线等方面具有很大的优势。但要确保系统的稳定、可靠,尤其是最大限度的降低通讯费用方面,仍然需要针对其通讯方式进行控制策略研究。

　　1　“永远在线”的缺陷

　　基于GPRS的仪表数据采集系统一般由数据中心和GPRS终端组成,如图1所示。数据中心只需电脑配上专用的仪表数据采集系统软件即可,它通过专线或互联网同GPRS网络连接,实现把采集/接收的数据进行解包处理并存入数据库进行管理的功能;GPRS终端则主要完成拨号上网,建立PPP链路的功能,它一般通过RS232/485接口与仪表连接,一台GPRS终端最多可以监控32台仪表。

　　在上述的GPRS业务中,GPRS网相对于Inter2net相当于一个局域网,因此通讯刚开始时, GPRS终端要先发送数据包要求连接数据中心,数据中心从接收到的数据包中获得通讯必需的信息后才能访问GPRS终端。因此,GPRS终端上电后,首先需要主动与数据中心进行通讯,而数据中心接收到必需的通讯信息后,两者之间才能建立起通讯链路。为了保证这一链路的实时畅通,保证GPRS终端的“永远在线”,使得数据中心可以随时进行无线数据采集,GPRS终端必须定时向数据中心发送信息包,一般称之为链路质量检测包。正是这种频繁的保持通讯正常必需的链路质量检测包,导致目前基于GPRS的监控系统较高的通讯费用,目前,一般用户都会采用包月的方式,但显然这将受到当地的移动公司包月业务的限制。因此,如何有效的降低系统运行的通讯成本,也是GPRS数据采集系统需要务实解决的问题之一。

　　2　低通讯成本方案

　　按照“永远在线”监控方式,以0. 03元/KB计算每月需要700~800元的通讯费用,即使采用包月方式,在大部分省市每月也需要将近200元的通讯费用。

　　为了最大限度的降低系统运行成本,设计从以下几个方面进行了改进。

　　2.1　唤醒模式替代“永远在线”

　　在“永远在线”模式下,实时的流量测量数据显示,每次的数据采集流量一般都小于1KB,但是,在每5min进行一次数据采集的情况下,平均1 h的流量为36KB,一天总流量即864K。以0. 03元/K的单价计,则每日的通讯费用为26元,若不包月,每月费用高达780元。并且,降低采集频率,比如10 min采集一次、30 min采集一次,对总流量影响也不大,即降低采集频率并不能相应地降低通讯费用。可见,为保证GPRS终端“永远在线”的链路质量检测