GPRS環(huán)保污染源在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

一、 需求分析
　　在人類(lèi)生存環(huán)境日益惡化的今天，建立完整的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是非常必要的，處理分布在各處的環(huán)境檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題一直是建立環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的難點(diǎn)，建立獨(dú)立的無(wú)線(xiàn)擴(kuò)頻系統(tǒng)和使用專(zhuān)線(xiàn)都有龐大的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用問(wèn)題。

　　GPRS是通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡(jiǎn)稱(chēng)，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展起來(lái)的一種承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶(hù)提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS拋棄了傳統(tǒng)的獨(dú)占電路交換模式，采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶(hù)可同時(shí)占用多個(gè)無(wú)線(xiàn)信道，同一無(wú)線(xiàn)信道又可以由多個(gè)用戶(hù)共享，有效地利用了信道資源，帶寬最高可達(dá)171.2Kb/s。目前中國(guó)移動(dòng)的GPRS覆蓋范圍在中心城市幾乎達(dá)到了100%，在邊遠(yuǎn)地區(qū)也達(dá)到了80%以上，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合像金融交易、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等行業(yè)的通信需求，完全取代過(guò)去傳統(tǒng)的有線(xiàn)MODEM、X.25、數(shù)傳電臺(tái)、短信等通信方式。GPRS通信方式更適合于環(huán)保數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)。GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)有以下優(yōu)勢(shì)：

1） GPRS用戶(hù)可隨意分布和移動(dòng)自己的網(wǎng)點(diǎn)，無(wú)需擔(dān)心線(xiàn)路的維護(hù)或有線(xiàn)在移機(jī)時(shí)導(dǎo)致的通訊中斷。建設(shè)新的監(jiān)測(cè)點(diǎn)無(wú)需進(jìn)行拉線(xiàn)、埋線(xiàn)等工作。較光纖或?qū)＞€(xiàn)系統(tǒng)投資較少，設(shè)備安裝方便。
2） GPRS資費(fèi)便宜，計(jì)費(fèi)合理。GPRS 資費(fèi)包月比有線(xiàn)電話(huà)網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)還便宜。環(huán)保數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)沒(méi)有大數(shù)據(jù)量的信息傳輸，不必要采用資費(fèi)很高的專(zhuān)線(xiàn)（DDN、幀中繼）。GPRS還可根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量和提供的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。在GPRS網(wǎng)中，用戶(hù)只需與網(wǎng)絡(luò)建立一次連接，就可長(zhǎng)時(shí)間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)才占用信道并被計(jì)費(fèi)，保持時(shí)不占用信道不計(jì)費(fèi)。這樣，監(jiān)測(cè)點(diǎn)既不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時(shí)的費(fèi)用。
3） GPRS能最好地支持頻繁的、少量突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠，永不掉線(xiàn)。
4） 覆蓋較好。比較很多無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是最好的。

二、 解決方案
　　在環(huán)保系統(tǒng)中，常常需要對(duì)眾多的污染排放點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，大部分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)發(fā)送到管理中心的后端服務(wù)器進(jìn)行處理。由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在環(huán)境較惡劣的地區(qū)，通過(guò)電話(huà)線(xiàn)傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半。利用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，成為環(huán)保部門(mén)選擇的通信手段亮點(diǎn)之一。污染監(jiān)測(cè)設(shè)備將采集到的污染數(shù)據(jù)和告警信息，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)發(fā)送到環(huán)保監(jiān)察部門(mén)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)排污單位或個(gè)人的及時(shí)管理，大大提高了工作效率，為環(huán)境保護(hù)提供了嶄新方式。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)方案組成
2.2.1 環(huán)保監(jiān)控中心
監(jiān)控中心服務(wù)器申請(qǐng)配置Internet上固定的IP地址，或申請(qǐng)配置專(zhuān)線(xiàn)，通過(guò)光纖、DDN 等數(shù)據(jù)專(zhuān)線(xiàn)直接和移動(dòng)中心機(jī)房的GPRS 網(wǎng)絡(luò)連接。監(jiān)控中心服務(wù)器上安裝相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)軟件。監(jiān)控系統(tǒng)軟件包括通信服務(wù)器、監(jiān)控中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器四個(gè)部分。
· 通信服務(wù)器負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)通信協(xié)議、數(shù)據(jù)代理轉(zhuǎn)發(fā)、通信設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等功能；
· 監(jiān)控中心服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)、反控等功能；
· 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、備份；
· WEB服務(wù)器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理、業(yè)務(wù)管理等功能。
· 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，通信服務(wù)器、監(jiān)控中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、WEB 服務(wù)器可以安裝在一臺(tái)服務(wù)器中，也可以安裝在不同服務(wù)器中。如果行業(yè)客戶(hù)要求對(duì)終端進(jìn)行終端IP綁定，需要安裝RADIUS服務(wù)器，為系統(tǒng)提供AAA 認(rèn)證和IP綁定功能。

2.2.2 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)
利用中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)有的GPRS/GSM 網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心系統(tǒng)的所有交換信息通過(guò)中國(guó)移動(dòng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸.

2.2.3 監(jiān)控終端
監(jiān)控儀器通過(guò)RS232 串口直接與GPRS DTU連接，并由其建立無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)連接。原則上，所有提供RS232/485接口的環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備，如污水流量計(jì)、COD（含氧量）/BOD（生物耗氧量）測(cè)量?jī)x等均能夠用于該系統(tǒng)方案

2.3GPRS方案的安全性分析
· GPRS 的物理鏈路數(shù)據(jù)本身已經(jīng)采用了加密傳送。
· 該方案中如果監(jiān)控中心直接連接到GPRS 網(wǎng)絡(luò)，實(shí)質(zhì)為內(nèi)網(wǎng)方案，所有數(shù)據(jù)均與INTERNET 隔離。大大增強(qiáng)了信息的安全性。
· 可以向移動(dòng)中心申請(qǐng)單獨(dú)的APN（網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)名稱(chēng)），類(lèi)似于VPN 方案，可以限制非法SIM用戶(hù)的登錄。

三、產(chǎn)品具有的優(yōu)勢(shì)
　　目前GPRS DTU處于一個(gè)新興的蓬勃發(fā)展階段。宏信GPRS DTU硬件采用全新的高性能CPU，處理能力及系統(tǒng)資源非常高。為客戶(hù)以后的二次開(kāi)發(fā)，奠定了極其強(qiáng)硬的基礎(chǔ)。