GPRS技術(shù)在衛(wèi)星發(fā)射機(jī)監(jiān)控中的應(yīng)用

分類：解決方案日期：2010-07-16 10:34:13

一．背景
某從事衛(wèi)星通訊服務(wù)的公司要通過(guò)組態(tài)軟件組建一個(gè)以一（主站）對(duì)多（從站）模式的遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，用于監(jiān)控各衛(wèi)星發(fā)射機(jī)工作情況。各發(fā)射機(jī)信號(hào)通過(guò)康拓板卡采集，使用工控機(jī)作為從站，軟件采用MCGS通用版（嵌入版），一臺(tái)有固定IP的服務(wù)器作為主站，軟件采用MCGS網(wǎng)絡(luò)版。從站用上海正偉無(wú)線GPRS Modem撥號(hào)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)和連接在Internet上的主站通訊并傳輸數(shù)據(jù)。
從站可以隨時(shí)通過(guò)MCGS和正偉ZWMDM-GP無(wú)線GPRS Modem撥號(hào)上網(wǎng)與主站建立起用于傳輸數(shù)據(jù)的TCP/IP鏈接，將自己檢測(cè)到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)傳送到主站，主站也可以通過(guò)此TCP/IP鏈接發(fā)送命令修改從站上MCGS變量的值，以達(dá)到對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單控制的作用。
對(duì)于GPRS網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、TCP/IP鏈接在數(shù)據(jù)通訊過(guò)程中出現(xiàn)的TCP/IP鏈接中斷，通訊超時(shí)，網(wǎng)絡(luò)連接中斷等異常情況MCGS軟件中的驅(qū)動(dòng)程序都進(jìn)行了相應(yīng)的處理，使被異常中斷的數(shù)據(jù)通訊能自動(dòng)恢復(fù)到正常通訊狀況。
二．GPRS簡(jiǎn)介
GPRS 是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡(jiǎn)稱，是在現(xiàn)有GSM 系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)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(wú)線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的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(kāi)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(wú)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10~70Kb/s，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(wú)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(wú)線信道，同一無(wú)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(lái)水、煤氣管道自動(dòng)化、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。
三．方案選擇
經(jīng)過(guò)比較分析，選擇中國(guó)移動(dòng)的GPRS系統(tǒng)作為衛(wèi)星發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信平臺(tái)。目前，GSM網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)電信部門的多年建設(shè)，覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，已成為成熟、穩(wěn)定、可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，特別是中國(guó)移動(dòng)新推出的GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GSM/GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無(wú)線IP連接。在移動(dòng)通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺(tái)上構(gòu)建衛(wèi)星發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點(diǎn)，而且設(shè)備安裝方便、維護(hù)簡(jiǎn)單。
GPRS無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)具備如下特點(diǎn)：
1、良好的實(shí)時(shí)響應(yīng)與處理能力。與短消息服務(wù)比較，由于GPRS具有實(shí)時(shí)在線特性，系統(tǒng)無(wú)時(shí)延，系統(tǒng)能夠同時(shí)實(shí)時(shí)收取、處理多個(gè)/所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各種數(shù)據(jù)，無(wú)需輪巡就可以同步監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)鐘可很好的滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。
2、遠(yuǎn)程儀器設(shè)備控制：由于采用GPRS雙向傳輸系統(tǒng)，監(jiān)控中心可以反向?qū)崿F(xiàn)對(duì)儀器設(shè)備的時(shí)間校正、狀態(tài)報(bào)告、開(kāi)關(guān)以及其他監(jiān)測(cè)、控制等功能；
3、建設(shè)成本低：可充分利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備安裝即接通，而采用超短波通信時(shí)需要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，還需要配備天線鐵架等附屬設(shè)備。
4、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，建設(shè)周期短：利用現(xiàn)有成熟GSM網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)基本不需要調(diào)試，安裝簡(jiǎn)捷。采用超短波通信時(shí)安裝調(diào)試工作量大，要先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)測(cè)試，天線鐵架架設(shè)，天線方向角度調(diào)試等工作。
四．系統(tǒng)特點(diǎn)
1、覆蓋范圍廣。構(gòu)建衛(wèi)星發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣，擴(kuò)容無(wú)限制，接入地點(diǎn)無(wú)限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。
由于管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量眾多，管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)分布在大范圍位于偏僻地區(qū)，而且地理位置分散。采用超短波通訊方式，覆蓋范圍只有30多公里；而采用GPRS方式，理論上在無(wú)線GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。
2、數(shù)據(jù)傳輸速率高。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達(dá)171.2kbit/s，實(shí)際應(yīng)用時(shí)數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，而目前一般的超短波數(shù)傳電臺(tái)傳送速率多為2.4kbit/s或更低。
3、系統(tǒng)的傳輸容量大。監(jiān)控中心站要和每一個(gè)管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連接。由于管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鳪PRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。
4、通信費(fèi)用低。由于GPRS采用包月計(jì)費(fèi)的方式，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本低，月通信費(fèi)用將在200元之內(nèi)。
五。設(shè)備簡(jiǎn)介
上海正偉ZWMDM-GP無(wú)線GPRS Modem介紹

ZWMDM-GP MMS/GPRS MODEM產(chǎn)品內(nèi)置了彩信協(xié)議，用戶只需通過(guò)簡(jiǎn)單的AT指令便可以實(shí)現(xiàn)彩信的接收和發(fā)送。產(chǎn)品集成了標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口以及SIM卡接口，可以在PC機(jī)上用AT命令通過(guò)串口對(duì)它進(jìn)行設(shè)置。在彩信收發(fā)，遠(yuǎn)程通訊，圖像采集，數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程監(jiān)控等諸多無(wú)線通訊領(lǐng)域ZWMDM-GP將會(huì)給您提供簡(jiǎn)便實(shí)用的無(wú)線通訊解決方案，您能方便快捷的享受到新一代無(wú)線通信帶來(lái)的方便和快捷。　

設(shè)備描述

支持彩信收發(fā)、數(shù)字、語(yǔ)音、短消息和傳真
　　　工業(yè)級(jí)別進(jìn)口模塊，GPRS全國(guó)范圍內(nèi)無(wú)線上網(wǎng)
　　　簡(jiǎn)單可靠，隨時(shí)隨地高速無(wú)線上網(wǎng),Windows自帶全部驅(qū)動(dòng)程序，上電連接串口即可使用
　　　傳輸速率高，永遠(yuǎn)在線，無(wú)流量不收費(fèi)
　　　提供相關(guān)應(yīng)用軟件
　　　提供完整二次開(kāi)發(fā)包，說(shuō)明書(shū) 、源代碼等

　　設(shè)備參數(shù)
　　　天線接口：50Ω/SMA陰頭
　　　SIM卡： 3V/抽屜式卡座
　　　接口電平：TTL、RS-232和RS-485電平
　　　串行數(shù)據(jù)接口波特率：1200bps～19200bps,出廠默認(rèn)設(shè)置為自動(dòng)識(shí)別
　　　通信標(biāo)準(zhǔn)：GSM900/DCS1800雙頻，符合ETSI GSM　phase 2/2+ 標(biāo)準(zhǔn)
　　　GPRS:：GSM/GPRS Classe 10，編碼方案CS1-CS4，符合SMG31bits技術(shù)規(guī)范
　　　發(fā)射功率：Class4（2W）/EGSM，Class1（1W）/DCS1800
　　　待機(jī)電流：300mA（模塊），省電模式下50mA
　　　輸入電壓：DC 5V/1.5A （提供220V電源適配器）
　　　工作環(huán)境溫度：-20℃～+60℃ 相對(duì)濕度：5％～95％
　　　外觀尺寸: 　95×55×25（mm）（2－3種外殼及安裝方式可選）
　　　產(chǎn)品重量:　100克