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李紅衛(wèi) 許懷文

1  引言

    隨著社會(huì)的發(fā)展，各種管網(wǎng)（熱、水、電、油、煤氣等）越來越多，管網(wǎng)測點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集和及時(shí)傳輸是管網(wǎng)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的保證，要求計(jì)算機(jī)管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)必須能夠在節(jié)省費(fèi)用的前提下提供及時(shí)、準(zhǔn)確的信息。然而，在使用的過程中，傳統(tǒng)有線、無線的管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的不足之處逐漸凸現(xiàn)出來。采用電話線傳輸數(shù)據(jù)，不能保證實(shí)時(shí)性；采用無線電臺(tái)，解決誤碼率和波特率的矛盾（尤其是抗干擾）是一個(gè)令人頭疼的問題；采用專線電路，不可能對(duì)所有大面積分散的數(shù)據(jù)采集子站進(jìn)行專線鋪設(shè)，而且需承擔(dān)高昂的運(yùn)行費(fèi)用。

    針對(duì)這些問題，河北久信電子科技有限公司開發(fā)出了JX2003(GPRS)管網(wǎng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用先進(jìn)成熟的GPRS DTU模塊為遠(yuǎn)程數(shù)傳模塊，依托穩(wěn)定、可靠的中國移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性強(qiáng)。該系統(tǒng)是原JX2000（有線）管網(wǎng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)、JX2001（無線）管網(wǎng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的升級(jí)版本。它有效解決了其他通信方式存在的各種問題，在保證數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)、準(zhǔn)確的前提下，將系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用降低到了最低。同時(shí)，通信鏈路由專業(yè)的運(yùn)營商來維護(hù)，避免了用戶在使用監(jiān)測系統(tǒng)的同時(shí)，還需要耗費(fèi)很大精力去維護(hù)通信線路等問題。該系統(tǒng)節(jié)約了用戶的初期建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

2  系統(tǒng)簡介

    JX2003管網(wǎng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)采用GPRS作為通信手段，利用GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)組成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供各種速率的高質(zhì)量、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠谰没虬胗谰眯詫Ｓ秒娐罚瑸榭蛻艚⒆约旱膶Ｓ脭?shù)據(jù)網(wǎng)。具有以下特點(diǎn)：

    (1)  永遠(yuǎn)在線：GPRS DTU一開機(jī)就能自動(dòng)附著到GPRS網(wǎng)絡(luò)上，并與客戶的數(shù)據(jù)中心建立通信鏈路，隨時(shí)收發(fā)用戶數(shù)據(jù)設(shè)備的數(shù)據(jù)，具有很高的實(shí)時(shí)性；

    (2)  按流量計(jì)費(fèi)：GPRS DTU一直在線，按照接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費(fèi)用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時(shí)不收費(fèi)用；

    (3)  高速傳輸：GPRS網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度最快將達(dá)到160Kbps，速率的高低取決于移動(dòng)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，根據(jù)中國移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)情況，目前可提供20~40Kbps的穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸；

    (4)  組網(wǎng)簡單、迅速、靈活：GPRS無線DDN系統(tǒng)可以通過Internet網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地的構(gòu)建覆蓋全中國的虛擬移動(dòng)數(shù)據(jù)通信專用網(wǎng)絡(luò)，為廣大中小用戶接入提供便利，節(jié)省接入投資；

    (5)  通信鏈路由專業(yè)運(yùn)營商維護(hù)：由于采用中國移動(dòng)的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此鏈路維護(hù)也由中國移動(dòng)負(fù)責(zé)，免除通信鏈路維護(hù)的后顧之憂；

    (6)  防雷擊：由于采用中國移動(dòng)的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，所以在不影響上網(wǎng)的前提下，GPRS DTU的發(fā)射功率非常小，天線非常短，而且無需高架，克服了有線傳輸和無線電臺(tái)傳輸容易引雷擊而損壞設(shè)備的缺點(diǎn)。

3  GPRS系統(tǒng)簡介

    GPRS 是通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS采用與GSM同樣的無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、頻帶、突發(fā)結(jié)構(gòu)、跳頻規(guī)則以及TDMA幀結(jié)構(gòu)，這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當(dāng)前的電路交換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似。因此，現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)從一開始就可提供全面的GPRS覆蓋。GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。GPRS 理論帶寬可達(dá)171.2Kb/s，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在10Kbps~70Kbps，在此信道上提供TCP/IP 連接，可以用于Internet連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用。

    GPRS是一種新的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，在移動(dòng)用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接，給移動(dòng)用戶提供高速無線IP。GPRS采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無線信道，同一無線信道又可以由多個(gè)用戶共享，資源被有效的利用，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)160Kbps。使用GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收，用戶永遠(yuǎn)在線且按流量計(jì)費(fèi)，迅速降低了服務(wù)成本。GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有很大的應(yīng)用范圍，幾乎所有中低速率的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)都可以應(yīng)用，如城市配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化、自來水、商業(yè)POS機(jī)、Internet接入、個(gè)人信息、股票信息、金融、交通、公安等，尤為適合管網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。

圖1  主控室直接與無線設(shè)備相連

圖2  主控室使用無線數(shù)據(jù)專線

4  系統(tǒng)構(gòu)成