基于3G/4G GPRS DTU数据监控系统方案

操作方法

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  第一部分   网络简介 GPRS通信方式更适合于监控数据采集业务，目前监控中心与各数据采集点大部分采用有线交互传输，甚至有些偏远采集点要有线网络接入成了不可能。月租费太高，用电话线传送数据按时间计费，带来诸多不便，费用也不便宜。、 GPRS网络优点 1、覆盖范围。构建采集传输系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。由于采集点数量众多，分布在全省范围内，部分采集点位于偏僻地区，而且地理位置分散。另外，还必须考虑今后系统扩充的可能，必须具有良好的可扩展性。由于目前GPRS已覆盖省内绝大部分地区，能够满足数据传输系统对覆盖范围的要求。 2、数据传输速率高。目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右，完全能满足监控数据传输速率的需求。 3、系统的传输容量大。数据控制中心要和每一个采集点实现实时连接。由于采集点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。 4、通信费用控制灵活。采用传统的有线方式建立数据传输系统，必须租用专线或电话线进行连接。由于采集点必须与中心随时保持连线状态，而每次数据发送的数据量很小，线路资源利用率很低，平均每一个采集点每月的线路费用为800～1200元。而如果采用GPRS通信方式，由于GPRS采用按数据流量计费的方式，资源利用率高，月通信费用将在200元之内，如果数据量很大的情况下也可按包月或包年计费。 5、良好的实时响应与处理能力。与短消息服务比较，由于GPRS具有实时在线特性，系统无时延，可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。

  

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  第二部分 产品特点介绍 厦门才茂通信科技有限公司2002年开始关注基于GPRS/CDMA的2.5G无线应用技术，并定位终端产品的研发，生产和销售，是GPRS和CDMA1X等无线通信传输终端的专业科研和生产企业，总公司设在厦门，先后在福州、深圳、成都、重庆、西安、上海、山东和北京等地设立了办事机构。公司拥有一批高素质、有朝气的研发人员和富有团队意识、敢于创新和勇于负责的管理队伍，具备丰富的无线应用终端产品研发经验和雄厚的资金实力，于2003年成为厦门市科技局重点扶植的高新技术企业。 CM 系列产品以技术扎实、性能稳定、功能强大、灵活可靠、服务及时等诸多优势深得各行业客户好评，也是国内外同行业中的佼佼者。 基于GPRS网络平台的无线数据技术自2002年在中国正式商用以来，以“实时在线、按流量计费、覆盖率广”等优势在各行业取得广泛应用，随着移动GPRS网络的不断完善，为了更好规范产品终端市场，营造良性的行业产业链，中国移动集团公司于2005年组织了GPRS DTU行业终端产品入围测试工作，并取得了中国移动公司颁发的的产品标准证书。随着信息化的发展，DTU已经完全取代了以往的各种有线接入。而以往的有线连接必须依赖于网络布线、固定电话线路，对于发展移动性的服务、增设新的服务网点、增设临时性的窗口常会受到有线连接的困扰。同时布线还需要昂贵的费用和铺设时间，对已有的网络也会有影响，所以有线连接已经严重限制了目前各种信息化应用的主要原因。

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  第三部分  解决方案 1、系统综合拓扑图：

  

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  2、系统组成 本数据采集系统由控制中心；监控告警设备、和CM3160P DTU组成。 1) 终端设备 终端器件组成: 3160P DTU、SIM卡、PLC、监控告警设备等。 首先对DTU进行设置，设置要连接的中心IP和端口及其它必要性的设置，设置好之后PLC或采集设备通过RS232接口和DTU相连，DTU上电之后根据事先设置好的中心IP和端口进行连接，成功连接到中心软件后即可双向传输数据。 监控开关量：蓄电池欠压告警、负载故障（关断、过载、短路）告警、子阵输入故障告警、控制器故障告警、组件被盗告警、油机启动信号、油机故障告警、风力机输入故障告警；蓄电池过压告警、蓄电池过温告警、控制器过温告警等数据通过DTU实时传输到监控中心。 目的：建立监控中心与采集点之间的信息网络，完整、及时、准确采集告警数据，实现控制中心对采集点的管理、统计、分析，同时支持采集点基本日常业务管理，提高管理部门和采集点的工作效率。 2) 监控中心部分：宽带网络、服务器、PC、组态软件或其它中心软件。 u 首先用某台能上网的PC机，条件必须能让外网访问的到，如运行中心软件的PC机在局域网里面，那要在局域网路由器做端口映射到本机PC，等这些条件具备之后在本机运行一个中心DEMO或组态软件，开放一个端口，运行软件等待DTU的连接。 u DTU连接中心后，就可按要求进行传输数据，中心收到数据后，通过系统进行解密、过滤、筛选，最终获得所需要的数据进行分析、统计等工作。 目的:主要是监控中心对所有采集数据的集成。并且通过网络将各个采集数据和中心监控部门联系起来，及时的反馈数据采集点各类信息，提供管理部门制订计划。 通道建立成功后，DTU串口实时监控采集器的数据，只要串口有数据过来，DTU将全透明进行实时传输。如果数据量小，或需要定时传输数据的，DTU可选数据激活、电话呼叫或短信激活等模式，或根据实际应用也可考虑修改软件来实现数据传输的需要。这样就可灵活应用不同的数据传输需求来采取不同的传输方式，以减少及节约不必要的传输费用。

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  3、组网实施 方案一： 中心采用公网固定IP

  

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  中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网固定IP服务的。 此种方案向先INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务，中心有公网固定IP的。 监控点（无线数传终端）直接向设定好的中心固定IP发起连接。 方案二：公网动态IP ＋ 域名(DNS)解析

  

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  中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网动态IP+DNS解析服务的。 客户先与DNS服务商联系开通动态域名，监控点(无线数传终端)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。也就是说当DTU上线后首先去连接设定好的DNS域名,再通过DNS服务器找到此域名当时在公网的动态IP,之后DTU再去连接这个IP及端口。 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DNS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。 方案三： APN专线

  

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  中心采用APN专线， 所有点都采用内网固定IP u 客户中心通过一条2M 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卡才能进入专网APN，防止其他非法用户的进入。 用户在内部建立RADIUS服务器，作为内部用户接入的远程认证服务器（或在APN路由器内，启用路由器本地认证功能）。只有通过认证的用户才允许接入，用以保证用户内部安全。 用户在内部建立DHCP服务器（或在APN路由器内，启用DHCP功能），为通过认证的用户分配用户内部地址。 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。 此种方案无论实时性，安全性和稳定性较前一种方案都有大大提高，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。在资金允许的情况下之最佳组网方式。 业务流程 GPRS专网系统终端上网登录服务器平台的流程为： 1）用户发出GPRS登录请求，请求中包括由移动公司为GPRS专网系统专门分配的专网APN； 2）根据请求中的APN，SGSN向DNS服务器发出查询请求，找到与企业服务器平台连接的GGSN，并将用户请求通过GTP隧道封装送给GGSN； 3）GGSN将用户认证信息（包括手机号码、用户账号、密码等）通过专线送至Radius进行认证； 4）Radius认证服务器看到手机号等认证信息，确认是合法用户发来的请求，向DHCP服务器请求分配用户地址； 5）Radius认证通过后，由Radius向GGSN发送携带用户地址的确认信息； 6）用户得到了IP地址，就可以携带数据包，对GPRS专网系统信息查询和业务处理平台进行访问。 方案四：中心无线路由器接入

  

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  此方案在中心无宽带条件接入的情况下采用，但要有GPRS或CDMA网络覆盖。 1.中心采用无线路由器，采用DNS解析方式，稳定性较差。 2.中心采用无线路由器，申请固定IP，稳定性好，推荐此方式。 3.中心采用无线路由器，申请APN专线，稳定性较好，此方式为最佳 备注:如果主站是通过串口接收软件的，那中心主站就要应用转发软件(本公司提供)，也就是说接收到的数据转发到某个串口中(虚拟串口)，具体应用到时另与技术部联系提供资料。

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  以GPRS为基础的无线数据系统有很广泛的应用，GPRS使互联网进入无线领域，一直延伸到手掌上。除了支持传统的互联网应用，GPRS也可使无线终端支持B2B、B2C的电子商务和电子支付、股票交易、银行转帐等应用。GPRS同样可以应用于公司内部网(INTRANET)，基于IP的远程LAN接入，使无线终端成为LAN的延伸，几乎所有低速率的数据传输服务都可以应用，如对电力系统自动化、工业监控、交通管理、气象、金融、环保监测、煤矿、油田、证券等行业领域的应用。