GPRS專網(wǎng)系統(tǒng)油井監(jiān)測系統(tǒng)通信的解決方案

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 GPRS專網(wǎng)系統(tǒng)油井監(jiān)測系統(tǒng)通信的解決方案 一、需求分析 通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service）的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS可說是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌且苑獍≒acket）式來傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。GPRS經(jīng)常被描述成“2.5G”，也就是說這項技術(shù)位于第二代（2G）和第三代（3G）移動通訊技術(shù)之間。它通過利用GSM網(wǎng)絡(luò)中未使用的TDMA信

2、道，提供中速的數(shù)據(jù)傳遞。GPRS突破了GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式，只通過增加相應(yīng)的功能實(shí)體和對現(xiàn)有的基站系統(tǒng)開展部分改造來實(shí)現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對來說并不大，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當(dāng)可觀。而且，因?yàn)椴辉傩枰F(xiàn)行無線應(yīng)用所需要的中介轉(zhuǎn)換器，所以連接及傳輸都會更方便容易。如此，使用者既可聯(lián)機(jī)上網(wǎng)，參加視訊會議等互動傳播，而且在同一個視訊網(wǎng)絡(luò)上（VRN）的使用者，甚至可以無需通過撥號上網(wǎng)，而持續(xù)與網(wǎng)絡(luò)連接。GPRS分組交換的通信方式在分組交換的通信方式中，數(shù)據(jù)被分成一定長度的包（分組），每個包的前面有一個分組頭（其中的地址標(biāo)志指明該分組發(fā)往何處）。數(shù)據(jù)傳送之前并不需要預(yù)先分配信道，

3、建立連接。 GPRS通信方式更適合于油井監(jiān)測系統(tǒng)的通信業(yè)務(wù)。在油田的生產(chǎn)、開采過程中有大量的數(shù)據(jù)需要工作人員及時的采集、記錄，以供管理部門及時的做出決策，管理生產(chǎn)。如果這些數(shù)據(jù)都要人工采集、記錄的話勢必給工作人員巨大的工作量，而且效率不高。 GPRS無線傳輸數(shù)據(jù)有以下優(yōu)勢： 1.GPRS用戶可隨意分布和移動自己的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)，無須擔(dān)心線路的維護(hù)或有線在移機(jī)時導(dǎo)致的通訊中斷。建設(shè)新的營業(yè)點(diǎn)無需開展拉線，埋線等工作。 2.終端價格比較低，與DDN相比，基帶Modem（DDN專線Modem）其終端價格便宜很多。 3.GPRS資費(fèi)便宜，計費(fèi)合理。GPRS 資費(fèi)包月比有線電話網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)還便宜。醫(yī)保數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)沒

4、有大數(shù)據(jù)量的信息傳輸，不必要采用資費(fèi)很高的專線（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)量開展計費(fèi)。在GPRS網(wǎng)中，用戶只需與網(wǎng)絡(luò)建立連接，就可長時間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時才占用信道并被計費(fèi)，保持時不占用信道不計費(fèi)。 4.GPRS能地支持頻繁的、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。 5.GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。 由于GPRS網(wǎng)本身就是一個分組型數(shù)據(jù)網(wǎng)， 支持TCP/IP、X.25協(xié)議，因此無需經(jīng)過PSTN等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接，直接與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（IP網(wǎng)或 X.25網(wǎng)）互通，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。采用TCP/IP協(xié)議，

5、較以前的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，GSM短信息）而言，網(wǎng)絡(luò)接入更加直接方便。 6.覆蓋較好，比較很多無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是的。 二、解決方案 1.特點(diǎn) 我公司設(shè)計的這套油井監(jiān)測管理方案具有配置靈活、實(shí)施方便、可靠性高、數(shù)據(jù)采集及時準(zhǔn)確等特點(diǎn)。 A.配置靈活：用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際情況靈活的選擇多種數(shù)據(jù)傳輸方式，比方：采集到的數(shù)據(jù)可以通過無線方式傳輸?shù)骄牽刂铺帲部梢酝ㄟ^線纜直接連接方式傳輸；井隊采集的數(shù)據(jù)可以通過互聯(lián)網(wǎng)、專線、GPRS 無線公網(wǎng)上報到總部。 B.實(shí)施方便：由于該方案中*使用了無線傳輸方式的GPRS無線網(wǎng)方式傳輸數(shù)據(jù)，所有用戶無

6、須布線，只要安裝數(shù)據(jù)采集端、數(shù)據(jù)接收端、GPRS Modem 等設(shè)置即可。 C.可靠性高：由于我公司開發(fā)的LQ8100系列 GPRS的無線傳輸模塊具有傳輸穩(wěn)定可靠、通信速率高、接收靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低等特點(diǎn)。 D.數(shù)據(jù)采集及時準(zhǔn)確：用戶可以自定義數(shù)據(jù)采集的時間間隔，系統(tǒng)自動定時采集，自動傳輸?shù)骄牴芾硖?，并可以自動將?shù)據(jù)上報到總部管理處。 2、三種無線通信方式特點(diǎn)比較 根據(jù)油井在油田的分布特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)有：無線超短波、GSM 短信（SMS）、GPRS。 無線超短波：可用于點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)的工作環(huán)境，提供標(biāo)準(zhǔn)接口，可直接與計算機(jī)、RTU、PLC 等連接，實(shí)現(xiàn)透明傳輸，傳

7、輸速率為 1200-19.2K,頻點(diǎn)間隙為25K,采用工業(yè)頻段230MHZ或400MHZ,接收靈敏度較高，技術(shù)成熟。組網(wǎng)時需要根據(jù)實(shí)際環(huán)境架設(shè)天線，中心站一般要求20-30米，分站在10米左右，超短波受電臺數(shù)量的限制，適合小規(guī)模應(yīng)用（比方各個采油隊的監(jiān)控）。 GSM 短信（SMS）：SMS 是一種存儲和轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。也就是說，短消息并不是直接從發(fā)送人發(fā)送到接收人，而始終通過 SMS 中心開展轉(zhuǎn)發(fā)。如果接收人處于未連接狀態(tài)（可能電話已關(guān)閉），則消息將在接收人再次連接時發(fā)送。短信息應(yīng)用于內(nèi)部管理，業(yè)務(wù)系統(tǒng)和客戶服務(wù)系統(tǒng)： A公司在全國已有100多個業(yè)務(wù)劃分區(qū)域，日常工作中有大量諸如新商品信息、價風(fēng)格整

8、等業(yè)務(wù)資訊需要及時提供應(yīng)所有區(qū)域經(jīng)理，在應(yīng)用短信息之前，主要通過電話或Email來完成這些事情，需要投入大量的人力來完成這些工作，并且還經(jīng)常由于各種因素的影響而出現(xiàn)延誤的現(xiàn)象，現(xiàn)在用短信息則可以快捷和輕松地完成這部分工作。另外A公司在全國還有近50000個會員客戶，以前要向他們以郵件的形式郵寄商品信息、活動信息、節(jié)日問候等小宣傳單，成本很高，工作量非常大，而且速度又慢，用了短信息以后，現(xiàn)在的郵件都盡可能地用短信息來代替了。在其他方面，像業(yè)務(wù)員的月度計劃任務(wù)、完成情況以及業(yè)務(wù)提成等用短信息來提醒。 GPRS：一種分組交換系統(tǒng)，有實(shí)時在線，按量計費(fèi)，快捷登錄、高速傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。 3.系統(tǒng)構(gòu)造圖 4.

9、產(chǎn)品安裝圖 GPRS無線業(yè)務(wù)與其他網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的性價比較 5.系統(tǒng)組成 1）終端設(shè)備 用戶端： 油井智能數(shù)據(jù)集中器 油井智能數(shù)據(jù)集中器功能強(qiáng)大，可支持多種通用接口方式，實(shí)現(xiàn)計量數(shù)據(jù)的存儲、預(yù)處理、傳輸?shù)榷喾N功能。油井智能數(shù)據(jù)集中器可直接通過標(biāo)準(zhǔn)接口連接到監(jiān)控儀器，完成對監(jiān)控參數(shù)的采集或開展控制操作。 GPRS無線設(shè)備采用*桑榮科技發(fā)展公司的GPRS-DTU通信模塊，采用串口和油井智能數(shù)據(jù)集中器相連，完成用戶系統(tǒng)的構(gòu)成。 GPRS設(shè)備采用*力創(chuàng)科技LQ系列GPRS-DTU傳輸設(shè)備，模塊采用SIMCOM、摩托羅拉G20、愛立信GR47、德國西門子 MC35I無線GPRS模塊， 強(qiáng)大功能如下： 1）串口

10、通訊輸率有6種工作速率，分別是1200、2400、4800、9600、19200、57600Bps，串口速率可以通過配置軟件設(shè)置。串口通訊的模式是8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無奇偶校驗(yàn)、無硬件流控。 2）遠(yuǎn)程/自動喚醒功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程模擬量、開關(guān)量采集、控制，可隨時通過遠(yuǎn)程控制或自動啟動通訊連接，保證了其工作的可靠性。 3）可以實(shí)現(xiàn)TCP、UDP等多種通訊方式，可實(shí)現(xiàn)通訊參數(shù)在線配置，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集中心的自由切換調(diào)保證客戶系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 4）針對GPRS按流量計費(fèi)的客戶，要節(jié)約數(shù)據(jù)流量，在使用TCP方式實(shí)時自診斷在線數(shù)據(jù)包采用小數(shù)據(jù)心跳包并且可以設(shè)置發(fā)送心跳包的間隔。 5）LQ系列GPRS實(shí)現(xiàn)了對主

11、控電路實(shí)時監(jiān)控傳輸信號，實(shí)現(xiàn)可靠的斷線監(jiān)測和掉線重連，實(shí)時自動檢測，解決了在連接過程中所出現(xiàn)的假撥號現(xiàn)象。 6）實(shí)現(xiàn)下位機(jī)ID編號，點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸，結(jié)合相應(yīng)的軟件，便可靈活實(shí)現(xiàn)點(diǎn)點(diǎn)、點(diǎn)多點(diǎn)的對等數(shù)據(jù)傳輸。下位機(jī)可不用申請固定IP,以節(jié)省固定IP租用費(fèi)。 7）內(nèi)嵌了完整的TCP/IP協(xié)議棧，包括 TCP、UDP、FTP、SOCKET、TELNET、HTTP等協(xié)議的開發(fā)，應(yīng)用更全面、更廣闊。 8） 帶自主開發(fā)的主控電路和硬件看門狗，保證電路可靠工作，并可根據(jù)需要開展軟件串口升級。 9）支持TTL、RS232/485三種通訊接口，方便了用戶選擇使用。 10）可上電即自動撥號上網(wǎng)，一直

12、在線，掉線可自動重?fù)?。非常適合無人職守。的應(yīng)用。 11）LQ系列GPRS不僅采用低功耗、低電壓的專用電源管理芯片，更方便嵌入式用戶，同時還針對外接用戶所采用的外接產(chǎn)品。 12）組網(wǎng)簡單、迅速、靈活， LQ系列GPRS不依賴于運(yùn)營商交換中心的數(shù)據(jù)接口設(shè)備，通過Internet網(wǎng)絡(luò)隨時隨地的構(gòu)建覆蓋全中國的虛擬移動數(shù)據(jù)通信專用網(wǎng)絡(luò) 2）傳輸網(wǎng)絡(luò)端： 采用移動公司提供的覆蓋全國的GPRS/GSM無線網(wǎng)絡(luò)線路和接口。經(jīng)過數(shù)年多的建設(shè)，中國移動GPRS網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了沿海地區(qū)的全面覆蓋和山區(qū)地區(qū)的地市覆蓋，并且于20*年5.17正式向用戶提供服務(wù)。 3）用戶后臺軟件系統(tǒng)： 應(yīng)用服務(wù) 主要由四層軟件組成： 前端軟

13、件： 前端軟件運(yùn)行于終端上，支持本地業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的查詢及業(yè)務(wù)事務(wù)處理；同時管理 無線通訊網(wǎng)絡(luò)，完成撥號、掛斷及狀態(tài)監(jiān)測；對于事務(wù)處理請求與確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)可靠 的傳輸控制，保證與局端的協(xié)作。 外網(wǎng)服務(wù)軟件： 外網(wǎng)服務(wù)軟件完成與前端軟件的安全及加解密，協(xié)同外網(wǎng)查詢數(shù)據(jù)庫完成數(shù)據(jù)查詢請求的處理及應(yīng)答；處理內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同步命令維護(hù)外網(wǎng)查詢數(shù)據(jù)庫；為內(nèi)網(wǎng)服務(wù)軟件與前端軟件提供穿透物理隔離的傳輸，使業(yè)務(wù)處理請求可以全有效地到達(dá)內(nèi)網(wǎng)并開展處理。 內(nèi)網(wǎng)服務(wù)軟件： 內(nèi)網(wǎng)服務(wù)軟件完成與外網(wǎng)服務(wù)軟件的隔離傳輸，及與前端軟件的安全和加解密，對前端產(chǎn)生的事務(wù)處理請求開展解釋、執(zhí)行，依靠數(shù)據(jù)庫適配層軟件，將各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫同

14、步至外網(wǎng)查詢服務(wù)軟件。 局端數(shù)據(jù)庫適配層軟件： 局端數(shù)據(jù)庫適配層軟件對存在于多體系異種數(shù)據(jù)庫平臺的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫提供抽象接口，支持內(nèi)網(wǎng)服務(wù)軟件完成事務(wù)處理及數(shù)據(jù)同步。 三。移動GPRS專線APN傳輸方式 APN（Access Point Name），即“接入點(diǎn)名稱”，是您在通過手機(jī)上網(wǎng)時必須配置的一個參數(shù)，它決定了您的手機(jī)通過哪種接入方式來訪問網(wǎng)絡(luò)，用來標(biāo)識GPRS的業(yè)務(wù)種類，目前分為兩大類：CMWAP/UNIWAP/3GWAP（通過GPRS訪問WAP業(yè)務(wù)）、CMNET/UNINET/3GNET（除了WAP以外的服務(wù)目前都用CMNET,比方連接因特網(wǎng)等）。現(xiàn)在我們涉及到的APN具體有兩種，一種是通

15、過手機(jī)瀏覽器上網(wǎng)使用的，另一種是通過客戶端軟件來登陸服務(wù)器。*的2G業(yè)務(wù)WAP瀏覽器中使用的APN為“UNIWAP”，3G業(yè)務(wù)WAP瀏覽器使用的APN為“3GWAP”；*的2G上公網(wǎng)使用的APN為“UNINET”，3G業(yè)務(wù)上網(wǎng)卡及上公網(wǎng)使用的APN為“3GNET“。 中國移動上內(nèi)網(wǎng)的APN為“CMWAP“，上網(wǎng)卡及上公網(wǎng)使用的APN為“CMNET“。 1、根據(jù)企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)安全的特殊要求，本公司設(shè)計了基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸方案，采用了多種安全措施，主要包括： 通過一條2M專線由信息中心接入移動公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有IP地址開展廣域連接，在GGSN與移動公司互聯(lián)路由器之間采

16、用GRE隧道。 為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請該APN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡僅開通該專用APN，限制使用其他APN。 客戶可自建一套RADIUS服務(wù)器和DHCP服務(wù)器，GGSN向RADIUS服務(wù)器提供用戶主叫號碼，采用主叫號碼和用戶賬號相結(jié)合的方式；用戶通過后由DHCP服務(wù)器分配企業(yè)內(nèi)部的靜態(tài)IP地址。 端到端加密：移動終端和服務(wù)器平臺之間采用端到端加密，防止信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。 雙方采用防火墻開展隔離，并在防火墻上開展IP地址和端口過濾。 2.APN業(yè)務(wù)流程 GPRS專網(wǎng)系統(tǒng)終端上網(wǎng)登錄服務(wù)器平臺的流程為： 1） 用戶發(fā)出GPRS登錄請求，請求中包括由移動公司為G

17、PRS專網(wǎng)系統(tǒng)專門分配的專網(wǎng)APN; 2） 根據(jù)請求中的APN，SGSN向DNS服務(wù)器發(fā)出查詢請求，找到與企業(yè)服務(wù)器平臺連接的GGSN，并將用戶請求通過GTP隧道封裝送給GGSN； 3） GGSN將用戶信息通過專線送至Radius開展； 4） Radius服務(wù)器看到手機(jī)號等信息，確認(rèn)是合法用戶發(fā)來的請求，向DHCP服務(wù)器請求分配用戶地址； 5） Radius通過后，由Radius向GGSN發(fā)送攜帶用戶地址確實(shí)認(rèn)信息； 6） 用戶得到了IP地址，就可以攜帶數(shù)據(jù)包，對GPRS專網(wǎng)系統(tǒng)信息查詢和業(yè)務(wù)處理平臺開展訪問。 四、移動資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備費(fèi)用 1、該業(yè)務(wù)包括開戶費(fèi)、安裝調(diào)試費(fèi)、GPRS專網(wǎng)使用費(fèi)以及使用GPRS 產(chǎn)生流量的資費(fèi)。 1） 專網(wǎng)開戶費(fèi)