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GPRS无线通讯技术在远程监控中的应用

作者: 发布时间:2020-01-20 13:50:27 阅读: 35 次

摘要:在现代化的工业生产生活中,一些重要的设备和仪器的安全运转对一个企业的安全起着至关重要的作用,传统的监控方式,对于在恶劣环境下的设备无法进行监控,因此对于设备的远程监控成为现在研究的一个重要课题,本文就GPRS无线通讯技术在远程监控方面的应用进行了简要的介绍。

0.引言

        远程监控系统可以让工作人员原理恶劣的生产环境,并且可以能够方便的根据设备的显示参数判别出设备的当前工作状态,如果生产过程和设备出现了不安全的状态就会发出报警信号给值班人员,从而降低了工作人员的工作强度,同时也提高了监控系统的安全性和可靠性,能够有效的降低工作强度,提高工厂的生产率,增加经济收益。

1GPRS无线通信技术

             通用无线分组技术GPRSGeneral Packet Radio Service)是在现有的GSM技术之上发展起来的一种新的承载业务,这种技术的发展可以有效的解决有线网络的布线问题,是一种完美的结合了移动通信技术和数据通信技术,他可以同时让多个GPRS用户共享一个无线通信信道,也可以让一个单个移动用户同时使用多个信道。

        GPSR网络的特点:

(1)网络接入范围广:承载的已经建好的无线通信网上,无需网络布线,可以方便的位每个使用手机、pad等移动终端的用户提供远程接入网络功能。

(2)传输速率高:GPRS技术的传输速率可以达到57.6Kbit/s,理论上更高可以达到171.2Kbps,是GSM网络中数据交换速度的十多倍,并且传输的效率高。

(3)实时在线:只要用户设备始终处于在线的状态,就可以实时的实现对网络资源的访问。

(4)数据和语音业务实现自动切换。当终端用户在接收和发送网络数据的时候,能够同时在数据业务和语音业务之间进行自由切换。

(5)按流量计费:GPRS可以根据终端用户发送和接收数据包的数据总量进行收费。如果他们之间没有数据传送的时候,即使用户长久的在线,也不会产生资费。

        GPRS技术成功的突破了GSM网络提供的电路交换通信方式,工作在GSM网络中添加网关支持节点和服务支持节点,并对现有的基站系统进行部分改造就可以实现端到端的数据分组交换技术。

        GPRS网络系统的基本功能是用户附着和PDP上下文激活。移动终端在开始进行网络传输的时候,首先需要做的工作就是进行网络附着,也就是确定方位和身份认证,然后通过PDP激活申请网络接入,系统通过相关服务器进行地址分配。在用户进行的过程中,涉及到很多单元如:PCUSGSNHLR等。

        移动终端通过附着过程和GPRS网络进行连接后,就会进行位置区域更新,从而发起数据传送和接收过程。在移动用户申请到IP地址以后,就可以随时的通过GPRS接入到特定的数据网络。随着技术的发展,现在GPRS技术还支持基于WAPTCP/IP协议栈的网络访问,数据传输业务,电子邮件业务,多媒体业务和无线远端监控业务,可以很好的满足多种应用场合的需求。

2.GPRS DTU介绍

        GPRS DTU是可以永远在线、透明数据传输的虚拟专用数据通信网络。主要针对的是电力自动化、工业监控、气象、煤田、油田、环保监测等行业的应用,利用GPRS网络可以实现数据信息的透明传输,从而完成远程监控功能。

        常用的GPRS技术的实现采用低功耗、高性能的嵌入式处理器,内嵌TCP/IP协议,采用透明的数据传输,内嵌看门狗功能,系统自动恢复,具有多种数据接口,

3.GPRS DTU的组网结构

        采用GPRS进行数据传输的时候,系统可以分为中心服务器和终端设备,终端设备和GPRS DTU模块相连接。

        中心服务器常用的有以下三种接入方式:

1)中心采用计算机加固定IP的方式。中心公网固定IP,监控点可以直接向中心发起连接,这种方式运行稳定可靠。

2)中心网络采用计算机加互联网固定域名解析的方式。中心公网动态IP+DNS解析服务,客户先与DNS服务商联系开通动态域名,监控点先采用域名寻址方式连接DNS服务器,再由DNS服务器找到中心公网动态IP,建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用,但稳定性受制于DNA服务器的稳定,所以要寻找可靠的DNS服务商,此种方案适合小规模应用。

 

3)中心采用计算机加移动APN专线,所有点都采用内网固定IP。此种方案客户中心通过一条APN专线接入移动公司GPRS网络,双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接,在GGSN与移动公司互联路由器之间采用GRE隧道。为客户分配专用的APN,普通用户不得申请该APN。用于GPRS专网的SIM卡仅开通该专用APN,限制使用其他APN。得到APN后,给所有监控点及中心分配移动内部固定IP。移动终端和服务器平台之间采用端到端加密,避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。双方采用防火墙进行隔离,并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。此方案在实时性、安全性和稳定性方面较前3种都大大提高,适合于安全性要求较高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境,在资金允许情况卜的更佳组网方式。

 

        GPRS无线通讯是远程监控系统中具有深远前景的技术,随着科技的进步以及通信费用的逐渐降低,使用GPRS技术的远程监控系统在市场上的占有率将逐渐增加。随着无线网络的建设部署,特别是对于第三代通信网络系统的建设成熟,基于GPRS无线通信技术的远程监控系统必将得得更为广泛的应用。

参考文献:

[1]陈海明.基于ARMGPRS远程无线监控系统的设计与实现[A].北京邮电大学硕士  学位论文.2009,3

[2]魏春娟,郑喜凤.基于ARM的嵌入式以太网通讯的实现[[J].微电子学与计算机,    2008,25(8):222-225

[3]张小强,杨放春.一种基于GPRS技术的无线监控系统[[J],中国数据通信,2004,1.