无线GPRS水质监测统方案

GPRS无线水质检测系统技术方案书目录1、无线监测的必要性.....................................................................................................................32、系统组成和原理.........................................................................................................................33、GPRS网络简介..........................................................................................................................43、GPRS接入方式..........................................................................................................................53.1、VPN专线接入.................................................................................................................63.2、ADSL拨号连接..............................................................................................................73.3、固定公网IP连接............................................................................................................74、系统方案说明.............................................................................................................................85、系统方案组成...........................................................................................................................105.1水质监控中心..................................................................................................................105.2、GPRS无线传输终端.....................................................................................................115.3、系统功能........................................................................................................................116、系统的优势...............................................................................................................................127、系统安全性...............................................................................................................................138、系统成本...................................................................................................................................149、结论...........................................................................................................................................14GPRS无线水质检测系统技术方案书1、无线监测的必要性水质监测是五水共治工作的重要组成部分，是检验工作成果的基础和技术支持。水环境实时自动监测系统的研制在我国还不普及，欧美一些发达国家在这方面已趋向成熟，例如美国等一些工业发达国家，几乎在重要水质监测点都安装了有关监测仪器，对水处理设施的运行情况以及排水流量、PH值、DO、电导、浊度、温度、余氯等值进行自动监控，在监控中心可以随时知道相关水质情况。我国目前大部分地区的水环境监测主要是以化学化验为主。即人工定期(或不定期)的现场采样、化验、水质分析。这样工作量大且具有随机性，不能准确反映整个水量水质的变化过程，因而不能做到为水环境评价和环境治理的可靠依据。公司在充分调研、考察、征询客户意见等基础上，研制开发了集自动化、即时化、智能化于一体的经济实用的水质量无线监测系统。该系统可以对水体的PH值、DO、温度、溶氧、余氯、电导和排水流量进行实时监控，通过GPRS无线终端将数据传送到监控中心和环境管理部门，工作人员可以在监控中心或办公室进行远程监测，随时得到即时数据报告，实现远端无人值守。2、系统组成和原理系统主要是由一个监测中心，若干个固定监测站和专用GPRS无线终端组成。监测中心对各个监测站进行控制指挥，各监测站收集各种现场参数，两者间的控制信号和监测数据通过GPRS无线终端传送完成。监测中心既是各监测站的指挥中心，又是监测站监测数据的汇集、处理的存储的数据库。各监测站可设置为自动向监测中心发送信息；也可设置为平时处于待机状态，在收到监测中心的指令后才开始启动工作，将信息发送给监控中心。各监测站有数据采集、命令识别、数据发送的功能。监测中心由功能较齐全的计算机外围设备如显示器、打印机、绘图机等组成。各监测站由各种采集参数的探头、分析仪器、PLC可编程自动控制器和GPRS无线终端等组成。3、GPRS网络简介GPRS是在GSM基础上发展起来的一种2.5G的数字通信技术。GPRS在移动用户和数据网络之间提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务，它可以让多个用户共享某些固定的信道资源。如果把空中接口上的TDMA帧中的8个时隙都用来传送数据，数据速率最高可达164kb/s。GPRS的最大优势在于其数据传输速度不是GSM所能比拟的。目前的GSM移动通信网的传输速度为每秒9.6K字节，GPRS理论上目前更是达到了115Kbps(此速度是常用56Kmodem理想速率的两倍)。除了速度上的优势，GPRS还有“永远在线”的特点，即用户随时与网络保持联系。图1GPRS网络构成原理图GPRS系统可提供广域的无线IP连接。在电信公司的GPRS业务平台上构建水质监控系统，实现监控点的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。GPRS无线监控系统具备如下特点：良好的实时响应与处理能力。由于GPRS具有实时在线特性，系统无时延，系统能够同时实时收取、处理多个/所有监测点的各种数据，无需轮巡就可以同步监测点的时钟可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。远程仪器设备控制：由于采用GPRS双向传输系统，监控中心可以反向实现对仪器设备的时间校正、状态报告、开关以及其他监测、控制等功能；建设成本低：可充分利用现有GSM网络，设备安装即接通，不需要考虑现场环境，不需要配备天线铁架等附属设备。安装调试简单，建设周期短：利用现有成熟GSM网络，系统投入运行时基本不需要调试，安装简捷。覆盖范围广。构建水质监控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，能满足城区、乡镇和跨地区的接入需求。数据传输速率高。GPRS网络传送速率理论上可达171.2kbit/s，实际应用时数据传输速率在40Kbps-80Kbps左右。系统的传输容量大。监控中心站要和每一个监控点实现实时连接。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。通信费用低。由于GPRS采用包月计费的方式，运营维护成本低，月通信费用较低。GPRS网络经过几年建设已日臻成熟，地区的覆盖率超过90%，GPRS信号达到了无盲区覆盖。支持点对点、点对多点、双向实时数据传输：GPRS终端可以实现点～点、点～多点、中心～多点的对等数据传输，传输时延一般小于1秒。永远在线：GPRS终端一开机就能自动登录到GPRS网络上，并与您的数据中心建立通信链路，随时收发用户数据设备的数据。按流量计费：GPRS终端一直在线，按照接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时不收费用。3、GPRS接入方式GPRS无线数据监测系统是集计算机技术、通信技术及数据采集技术于一体综合系统，通过GPRS无线终端，获取各现场的水质数据，采用通信接口及传输设备将其传输到数据业务中心，实现对各终端的全面监控。基于GPRS网络的无线系统主要由三大部分组成：数据终端设备：数据采集终端设备和无线数据终端设备；传输网络：GPRS无线网络；数据业务中心：实时数据收发服务器、实时数据库服务器及用户控制操作界面等。一般常用的GPRS组网接入方式有以下三种。3.1、VPN专线接入中国电信提供VPN业务，可为用户组建基于GPRS的虚拟专有数据网络，通过分配一个固定IP地址网段，如IP地址段为172.17.1.0~172.17.1.255，子网掩码为255.255.255.0，表示为用户提供256个GPRS固定IP地址，这些地址只能在该用户的VPN内部之间通信，不能与其他用户的VPN节点通信，也不能与通过Internet接入的用户节点通信。图2数据中心专线接入示意图电信公司可为每一台GPRSDTU的SIM卡分配固定IP地址，数据中心根据每台DTU的ID号或IP地址进行通讯。也可不必为每一台GPRSDTU分配固定IP地址，DTU连接GPRS网络后，在指定网段内动态获得IP地址，这种情况下，数据中心根据每台DTU的ID号进行注册和通讯。用户的数据监控中心经数据专线（或光纤）直接连接至电信公司GGSN服务器。这种接入方法的特点：数据安全性好，在用户VPN网络内部通信，与外界任何环节无关。数据中心数据传输带宽能够保证，使用数据专线方式，带宽可达2M。网络延时小、稳定性高，直接在GPRS网络内部通信，减少了转接的环节，也降低了数据传输延时，能够最可靠地保证数据传输的稳定性，降低丢包概率。接入成本和费用较高，接入的专线或光缆费用较高，另外用户需要支付专线的月使用费。3.2、ADSL拨号连接中国电信GPRS网络与Internet互联网是无缝连接的，数据监控中心可通过ADSL拨号方式登录Internet互联网，获得公网IP地址，与现场采集点GPRSDTU实现数据通信。一般ADSL拨号方式获得的公网IP地址是动态的，可在数据中心申请固定域名，在DTU中设置数据中心的域名，通过域名解析方法，实现数据传输。图3数据中心ADSL拨号接入示意图另外，电信公司也不必为每一