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一 概述 GPRS的英文全稱為General Packet Radio Service,即通用分組無線業務,這種無線業務是在現有GSM網絡上開通的一種新型的分組數據傳輸業務,它是利用而"分封交換"(Packet-Switched)的概念所發展出的一套無線傳輸方式。GPRS采用分組交換技術,它可以讓多個用戶共享某些固定的信道資源。GPRS特別適用於間斷的、突發性的或頻繁的、少量的數據傳輸,也適用於偶爾的大數據量傳輸,具有“實時在線”、“按量計費”、“快捷登錄”、“高速傳輸”、“自如切換”的優點。目前GPRS應用的行業包括: l、工業遙信、遙測、遙控 2、電信行業無人值守站機房監控和遠程維護(如移動基站、微如移動基站、微波、光纖中繼站等) 3、城市配電網自動化係統與抄表數據傳輸 4、高壓電力設備監測、自來水、煤氣管道、閘門、泵站與水廠監控 5、城市熱網係統實時監控和維護 6、環境保護係統數據采集 7、三防與水文監測 8、人民防空警報設備監測 9、氣象數據采集 10、其他無人值守(如倉庫、辦公樓等如倉庫、辦公樓等)監控 11、金融、零售行業 12、移動車輛監控調度係統 13、油罐及輸油管線監控 14、城市路燈監控 15、移動辦公以及醫療監護 GPRS的應用非常廣泛,每種行業的實際需求和複雜的應用環境都大不相同,所以每種行業都會有自己獨特的功能要求和組網方式。
二 工業現場應用 現在很多企業都利用GPRS 數據傳輸網絡進行現場數據的監測。在工業現場利用各種傳感器進行信號采集或對設備已存在的數據或模擬信號進行分析,GPRS Modem可通過標準接口與各種數據采集儀器儀表相連,一般現場儀器儀表的通信接口為RS232/RS485及以太網,GPRS Modem 的通信接口為RS232及以太網。 在正常工作模式下GPRS 傳輸模塊將儀器儀表的數據通過移動通信分組網絡(GPRS 網絡)傳遞給數據管理服務器,數據服務器可通過DDN 專線、ADSL、ISDN 連(lian)接(jie)等(deng)形(xing)式(shi)連(lian)接(jie)到(dao)企(qi)業(ye)內(nei)部(bu)網(wang)絡(luo)上(shang),在(zai)控(kong)製(zhi)中(zhong)心(xin)的(de)服(fu)務(wu)器(qi)上(shang)建(jian)立(li)一(yi)個(ge)中(zhong)央(yang)數(shu)據(ju)庫(ku),對(dui)收(shou)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)整(zheng)理(li)貯(zhu)存(cun),產(chan)生(sheng)相(xiang)應(ying)的(de)報(bao)表(biao)和(he)指(zhi)示(shi)。並(bing)可(ke)以(yi)在(zai)其(qi)上(shang)開(kai)發(fa)分(fen)析(xi)決(jue)策(ce)模(mo)塊(kuai),判(pan)斷(duan)要(yao)監(jian)控(kong)對(dui)象(xiang)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)(如是否正常工作,有何異常事件),並bing對dui該gai情qing況kuang作zuo出chu相xiang應ying指zhi令ling,傳chuan回hui數shu據ju終zhong端duan側ce執zhi行xing,或huo通tong過guo短duan信xin發fa送song給gei管guan理li和he維wei護hu人ren員yuan。從cong而er實shi現xian了le對dui現xian場chang設she備bei運yun行xing狀zhuang態tai的de實shi時shi監jian控kong,實shi現xian了le數shu據ju在zai人ren員yuan、控製中心和設備間的互通互傳,使技術人員和管理人員無論在任何地方都可以得到每個監控點的數據,並可以進行及時響應。
三 低壓配電監控應用 隨著電網改造的逐步深入,電力配網技術的高速發展,科學、經濟、有效的控製電網運行,必須逐步實現、提高配網自動化水平。城市配電網自動化係統是電力部門改善供電質量,合理配置供電設備,有效實現電力需求側管理的重要措施。 分布在城市、郊區和農村的低壓配變具有節電數量大、分散、環境複雜等特點。對低壓配變的運行數據監測、采集、分析,無功補償控製狀態及遠程遙控,對低壓配網設備數據傳輸方式提出了新的要求:實時、準確、高效的傳輸配電數據,高性能價格比的設備配置,簡單、方便的安裝方式。 GPRS網絡,支持無線方式的分組包交換功能,其永遠在線,快速傳輸、按流量計費的特點,很好的滿足了低壓配電網數據傳輸的需求。 目前,數據采集節點和配網控製中心的通信方式,主要是固定傳輸和現場數據采集。使用RS485、光纖、MODEM撥號等有線傳輸涉及到布線施工、建設成本、安全和可靠性等一係列問題;電力線載波是解決問題的方案之一,但是通訊的成功率、電網的狀況、跨變壓器不可傳輸和在事故情況下和載波頻率分配等方麵卻存在缺陷,不能有效應用。GPRS數據係統的推出使這一難題迎刃而解,利用GPRS網絡的無線數據通信方式代替傳統的做法,將能克服以上缺點。在保證數據傳輸的及時、準確的前提下,將係統運行費用也降低到了最低。
四 電力遠程抄表係統應用 挨(ai)家(jia)挨(ai)戶(hu)敲(qiao)門(men)查(zha)電(dian)表(biao)的(de)方(fang)式(shi),無(wu)論(lun)是(shi)對(dui)敲(qiao)門(men)的(de)人(ren)來(lai)講(jiang),還(hai)是(shi)對(dui)被(bei)敲(qiao)門(men)的(de)人(ren)來(lai)講(jiang),都(dou)是(shi)一(yi)件(jian)麻(ma)煩(fan)的(de)事(shi)情(qing)。現(xian)在(zai)已(yi)有(you)許(xu)多(duo)住(zhu)宅(zhai)用(yong)戶(hu)都(dou)用(yong)上(shang)了(le)預(yu)付(fu)費(fei)電(dian)卡(ka),省(sheng)去(qu)了(le)查(zha)表(biao)的(de)麻(ma)煩(fan),但(dan)對(dui)電(dian)力(li)部(bu)門(men)來(lai)說(shuo),數(shu)據(ju)統(tong)計(ji)和(he)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)仍(reng)然(ran)是(shi)一(yi)個(ge)有(you)待(dai)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)。 通過GPRS網絡係統,電力部門可將工業和民用電表采集的電力係統數據實時傳遞到地、市、省級的集中監控中心,以實現對電力監測設備的統一監控和分布式管理。GPRS網絡可為電力係統提供了簡單高效的通信傳輸手段。 GPRS係統可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRSyewupingtaishanggoujiandianliyuanchengchaobiaoxitong,shixiandianbiaoshujudewuxianshujuchuanshujuyoukechongfenliyongxianyouwangluo,suoduanjianshezhouqi,jiangdijianshechengbendeyoudian,erqieshebeianzhuangfangbian、維護簡單。 GPRS電(dian)力(li)遠(yuan)程(cheng)抄(chao)表(biao)係(xi)統(tong)由(you)位(wei)於(yu)電(dian)力(li)局(ju)的(de)配(pei)電(dian)中(zhong)心(xin)和(he)位(wei)於(yu)居(ju)民(min)小(xiao)區(qu)的(de)電(dian)表(biao)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)點(dian)組(zu)成(cheng),居(ju)民(min)小(xiao)區(qu)的(de)所(suo)有(you)電(dian)表(biao)首(shou)先(xian)連(lian)接(jie)到(dao)電(dian)表(biao)集(ji)中(zhong)器(qi),居(ju)民(min)用(yong)戶(hu)的(de)用(yong)電(dian)數(shu)據(ju)由(you)複(fu)費(fei)率(lv)電(dian)表(biao)通(tong)過(guo)485傳到電表集中器,電表集中器通過RS232口與GPRS透明數據傳輸終端連接,電表數據經過協議封裝後發送到中國移動的GPRS數據網絡,通過GPRS數據網絡將數據傳送至配電數據中心,實現電表數據和數據中心係統的實時在線連接。 電表數據采集點位於居民小區的信息中心,居民用戶的用電數據由複費率電表首先通過RS485接口通過雙絞線連接到位於小區信息中心的電表集中器,電表集中器再通過RS232接口與GPRS透明數據傳輸終端相連。通過GPRS透明數據傳輸終端內置嵌入式處理器對數據進行處理、協議封裝後發送到GSM網絡,通過 GPRS網絡傳送至電力公司數據中心電力遠程抄表係統,實現電表數據和數據中心係統的實時在線連接。 電表集中器通過RS485接口直接連接到電表上,既可支持單個電表,也可以同時支持多個電表,實現對電表參數的采集、存儲、預處理或並將采集到的電表數據實時傳送到配電中心;同時,電表集中器還可將配電中心發送的遙控指令傳給電表控製模塊,對電表進行控製操作。 對於電力部門來說,遠程變電站抄表一直是一件非常頭疼的事情,需要投入大量的人力、物力和財力。因為變電站數量眾多,地理位置分散,給工作人員帶來極大的不方便。電力公司也可利用GPRS移動數據網絡對各重要電力節點進行監控,自動讀取相關數據並加以分析,還可進一步進行遠程控製或設備維護,可減少人力資源、縮短修護時間並節省專線建設成本。
五 石化行業應用 我國石油和化工自動化經過50年nian的de發fa展zhan,通tong過guo技ji術shu引yin進jin,消xiao化hua吸xi收shou和he不bu斷duan創chuang新xin,自zi動dong化hua水shui平ping取qu得de了le長chang足zu進jin步bu。現xian場chang從cong手shou工gong操cao作zuo發fa展zhan到dao自zi動dong控kong製zhi,從cong低di級ji的de單dan回hui路lu控kong製zhi發fa展zhan到dao高gao級ji複fu雜za係xi統tong控kong製zhi,直zhi到dao管guan控kong一yi體ti化hua。此ci外wai,在zai自zi動dong化hua裝zhuang備bei、技術、功能、規模等方麵都有了很大提高;測量和控製裝置不斷更新升級。 作為一個特殊行業,石化行業的安全問題經常引起人們的關注。如果把石化廠的所有生產部位都處在GPRS定位電腦監控係統的監控下,就能夠及時偵測到險情發生,進行險情排除,防止造成重大的財產損失和人員傷亡。 以氣田站為例,利用GPRS技術作為數據傳輸通道,實現天然氣泄漏等安全信息24小時在線檢測報警,並且能在井場出現異常險情,如井口發生超壓、shuqiguanxianbaoposhiyahuochuxianhuojingshi,kelijizidongjieduanqiyuan,shixianletianranqicaishushengchandeanquanguanliyourengongjiankongxiangzhinengxinxihuajiankongdezhuanbian,jinyibutixianle“預防為主”的安全管理原則和“以人為本”的安全管理理念。
六 氣象行業應用 目氣象信息采集係統利用實時采集的氣象資料,對未來一定時段內的氣象情況作出較為精確的預測和報警,包括進行短期的降雨預報、中期降水預報和洪水的預警預報,是防汛工作中非常重要的環節 構建氣象信息采集傳輸係統要求數據通信覆蓋範圍廣,擴容無限製,接入地點無限製, 能滿足山區、xiangzhenhekuadiqudejieruxuqiu。youyuqixiangxinxicaijidianshuliangzhongduo,fenbuzaiquanshengfanweinei,bufenqixiangxinxicaijidianweiyupianpidiqu,erqiediliweizhifensan。lingwai,haibixukaolvjinhouxitongkuochongdekeneng,bixujuyoulianghaodekekuozhanxing。youyumuqianGPRS已覆蓋絕大部分地區,能夠滿足氣象信息采集傳輸係統對覆蓋範圍的要求。 氣象係統需要極高的係統安全保障和穩定性。安全保障主要是防止來自係統內外的有意和無意的破環,網絡安全防護措施包括信道加密、信源加密、登錄防護、訪問防護、接入防護、防火牆等。穩定是指係統能夠7×24小時不間斷運行,即使出現硬件和軟件故障,係統也不能中斷運行。 caiyongchuantongdeyouxianfangshijianliqixiangxinxicaijichuanshuxitong,bixuzuyongzhuanxianhuodianhuaxianjinxinglianjie。youyuqixiangxinxicaijidianbixuyuzhongxinsuishibaochilianxianzhuangtai,ermeicishujufasongdeshujulianghenxiao(在幾K至10K之間),線路資源利用率很低,平均每一個氣象信息采集點每月的線路費用為800~1200元。而如果采用GPRS通信方式,由於GPRS采用按數據流量計費的方式,資源利用率高,月通信費用將在200元之內。 采用GPRS構(gou)建(jian)氣(qi)象(xiang)信(xin)息(xi)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong),不(bu)僅(jin)能(neng)很(hen)好(hao)地(di)滿(man)足(zu)氣(qi)象(xiang)信(xin)息(xi)采(cai)集(ji)的(de)需(xu)求(qiu),而(er)且(qie),網(wang)絡(luo)運(yun)營(ying)商(shang)也(ye)將(jiang)因(yin)此(ci)獲(huo)得(de)業(ye)務(wu)穩(wen)定(ding)的(de)集(ji)團(tuan)用(yong)戶(hu),營(ying)收(shou)也(ye)隨(sui)之(zhi)增(zeng)加(jia),調(tiao)動(dong)了(le)運(yun)營(ying)商(shang)的(de)積(ji)極(ji)性(xing),符(fu)合(he)網(wang)絡(luo)建(jian)設(she)和(he)網(wang)絡(luo)應(ying)用(yong)同(tong)步(bu)發(fa)展(zhan)的(de)要(yao)求(qiu)。對(dui)於(yu)氣(qi)象(xiang)局(ju)等(deng)用(yong)戶(hu)來(lai)說(shuo),由(you)於(yu)通(tong)信(xin)費(fei)用(yong)較(jiao)低(di),享(xiang)受(shou)到(dao)了(le)實(shi)惠(hui)。另(ling)外(wai),由(you)於(yu)接(jie)入(ru)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)移(yi)動(dong),當(dang)氣(qi)象(xiang)觀(guan)測(ce)站(zhan)和(he)氣(qi)象(xiang)信(xin)息(xi)采(cai)集(ji)點(dian)搬(ban)遷(qian)時(shi)設(she)備(bei)可(ke)隨(sui)之(zhi)遷(qian)移(yi)並(bing)可(ke)繼(ji)續(xu)使(shi)用(yong),可(ke)以(yi)保(bao)護(hu)用(yong)戶(hu)原(yuan)有(you)投(tou)資(zi),適(shi)合(he)於(yu)氣(qi)象(xiang)采(cai)集(ji)工(gong)作(zuo)的(de)特(te)點(dian)。
七 結論 GPRS無線數傳終端應用範圍廣泛,幾乎所有遠程數據傳輸業務都可以應用,並不受地理環境、氣候、時間限製且能進行存儲和曆史查詢等諸多優點,因此在我國工業自動化和其它領域的應用將會越來越廣泛。
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