GPRS路由（yóu）器在環境監測數據傳輸的應（yīng）用（yòng）方案

一、項目需求
       環保數（shù）據采集係統（tǒng）是一個由汙染（rǎn）源排放監測點和監測中心組成（chéng）的汙染源監測係統。該係統可（kě）對汙染源進行（háng）自動（dòng）采樣、對主要汙染因（yīn）子進（jìn）行在線監測；掌握城市汙（wū）染源排放情況及汙染源排（pái）放總量，監測數據（jù）自（zì）動傳輸到環保監測中心；由監（jiān）測中心的計算（suàn）機進行（háng）數據匯總、整理和綜合分析；監測信息傳至環保局，環保局作為係統的決策中心，對從（cóng）監測中心站獲得的監測信息進行分析（xī）、調研，及（jí）時作出管理決策，增加（jiā）管理（lǐ）力度。
      目前，省環保監測站與各采集點之間的數據通（tōng）信主（zhǔ）要采用手工抄錄（lù）或PSTN電話線傳輸。采用電話線傳輸數據時，由於每次撥號（hào）都需要等待，速度慢，而且費用也較高。同時，由於各監（jiān）控點分布範圍廣、數量多、距離（lí）遠，個（gè）別點還地處偏僻，因此需申請很多電話線，而且（qiě）有些監控點有（yǒu）線線路難以到達。
      GPRS或CDMA具有速度快、使用費用低的（de）特點（diǎn），其傳輸速度可達171.2kb/s。與有線通訊方式相比，采用GPRS或CDMA無線通信方式則顯得非常靈活，它具有組網（wǎng）靈活、擴展容易、運行費用低，維護簡單、性價比高（gāo）等優點。因（yīn）此，可以采用GPRS或CDMA無線傳輸方式解決汙染源（yuán）監測數（shù）據的實時（shí）傳輸問題。

二、方案優（yōu）點
      中國移（yí）動可提供廣域的（de）無線IP連接。基於GPRS、CDMA業務平台上構建環保信息采集傳輸係統，實現環保信息采集點的無線數據傳輸具有（yǒu）可充分利用現有網絡，縮短建設周期，降低建設成本的優點，而且設備安裝方便（biàn）、維護簡單。
GPRS、CDMA無（wú）線（xiàn）環保汙染源在線監控係統具備如下特（tè）點：
1、實時性強：
廈門才茂公司的（de）無線數傳設備具有實時在線特性，無時延，無需（xū）輪巡就可以同步接收、處理多（duō）個監測點的（de）各種數（shù）據。可很好（hǎo）的滿足係統對數據采集和傳輸實時性的要求。
2、建（jiàn）設成本（běn）少低：
由於采用公網平台，無需建設網絡，隻需安裝好設備就可以，建設成本低；
3、監控（kòng）範圍廣： 
構建環保信息采集傳輸係（xì）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、鄉（xiāng）鎮和跨（kuà）地區的接入需求。由於環保信息采集點數（shù）量眾多，分布在全省範圍內，部分（fèn）環保信息采集點位於偏僻地區，而且地理位置分散。
4、具有良（liáng）好的可擴展性。
由於目前公用網絡已覆蓋省內絕大部分地區，基本不存在盲區，可實現大（dà）範圍（wéi）的在線監控，滿足環保信息采集傳（chuán）輸係（xì）統對覆蓋範圍的要求。
5、係統的傳輸容量大：  
環保（bǎo）中心站要和每一個環保信（xìn）息（xī）采集點實現實時連接。由於環保信息（xī）采集（jí）點（diǎn）數量眾多，係統要求能滿（mǎn）足突發性數據傳輸的需要，而GPRS、CDMA技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要。
6、數據傳送速率高：
每個環保信息采集點每次數據傳輸量在10Kbps之內。GPRS網絡（luò）傳（chuán）送速率理論上可達171.2kbit/s，目前GPRS實際數據（jù）傳輸速率在40Kbps左右，CDMA 的理論帶寬可達153.6Kbps，
但實際帶寬，上行和（hé）上行最高能到100Kbps 左右（yòu），平均在60~80Kbps 左右,完全能滿足（zú）本係（xì）統數據傳輸速（sù）率（≥10Kbps）的需求。
8、通信費用低（dī）：
采（cǎi）用包月計費（fèi）方式，運營成本低。


三、解決方案介紹
    由於（yú）GPRS、CDMA通信是基（jī）於IP地（dì）址的數據分組通信網絡，監測中心計算機主機配置固定（dìng）的（de）IP地址，各個數據采集點采用廈門才茂路由器（qì）和該主機進行（háng）通（tōng）信。
（一）係統組成
現場監控點（diǎn）通過數據采集模塊自動采集汙染源信（xìn）息，通過RS232、485或RJ45接口與廈門才茂（mào）路（lù）由器，數（shù）據透（tòu）明傳輸，各監控點（diǎn）使用通過GPRS、CDMA網絡與監控中心相連，各汙染源數據采集（jí）點支持24小時實時在線，實現信息采集點（diǎn）24小時傳送（sòng）采集的環（huán）保信息數據。
 
（二）係統應用連接圖
 
1．組建網絡。
a.在實際（jì）應用中如果采集點不是很多而且采（cǎi）集點又很分散（sàn）並且數據量大的情（qíng）況下，可（kě）以采取中心對多點（diǎn）的網（wǎng）絡應用。用戶需要（yào）在中心服務器安裝相（xiàng）應的服（fú）務軟件方可（kě）進行中心對（duì）多點的網絡應用。整個無線網絡服務係統中，用戶（hù）在不需要（yào）了解TCP/IP、UDP 協議，不用更改程序的情況下即可實現原有串口設（shè）備的（de）無線網（wǎng）絡連接（jiē），而且組網簡潔可靠，可以節省您寶貴的時間和已有投資，可用於長距離（lí）通信或控製。在此情況下，數傳（chuán）多少不受限製，組網靈（líng）活，可以保證串（chuàn）口通訊（xùn）的穩定，避免重要數據丟失。實際應用圖（tú）（1）如下：

 
b.在實際應用中如果采（cǎi）集點比較集中（zhōng），而且采集點相對又比較多並且數據（jù）量不大的情況下可以采取分組的方式，每組共用一個無線數傳，在每個組合中數據采集設備和無線（xiàn）數傳之間的通訊是485總線，在這種情（qíng）況下組網方便（biàn），後期的運營費較少，可以保證數據量小的情況（kuàng）下不丟失，並且能大量減少數傳設備節省成（chéng）本，但每組數據采集設備最好不超過30台，數據采（cǎi）集設備和（hé）無線數傳之間的連線不能太遠。由於485是半雙工的方式，在滿足全雙工的通訊（xùn）方式的情況下效率低下（xià）。
實際應用如圖（2）如下：

c.在實際應用中如果采集點比較集中，而且采集點相對又比較多（duō）的情況下也可以采取（qǔ）如（rú）下（xià）分組的方式。在這種情況（kuàng）下，采用的是采集設備先和串口服務器設備（串口服務器）連接，在每組中串（chuàn）口（kǒu）服務器設備（串口服務器）和具有多個RJ45接口的（de）交換機（jī）連接，然（rán）後交換機在和（hé）無線路由器連接。在通訊過程中串口服務器設備（串口服務器（qì））把數據采集設備需要發送的數據進行轉換以便利用以太網進（jìn）行傳送，也可以把從以（yǐ）太網接收來的數（shù）據進行轉換利用串口發送給（gěi）數據采集設備。下（xià）圖中RC10為無線路（lù）由器（qì），由於無線路由器隻有一個RJ45接口，所以還得需要（yào）一個交換（huàn）機（jī）擴展（zhǎn）成多個RJ45接口。在這個方案中串口服務（wù）器可以根據現場施工和技（jì）術的（de）要求來靈活安排它和數據采集設（shè）備以及交換機的距離。由於（yú）使用串口服務器設備避免了由於圖（2）中采用的485這種半雙工的（de）通訊方式所（suǒ）帶來的不足，而且後期的運營費較低,由於使用（yòng）的是串口服（fú）務器,整個方案（àn）成本比圖（1）低，但比圖（2）高（gāo）。
圖（3）

      無線路由器 采用 ARM9 高（gāo）性能工業級嵌入式處理器，以實時操作係統為軟件支撐平台,超大 內存,內嵌自主知識產權的 TCP/IP 協議棧。為用戶提供高速，穩定可靠，數據終端永遠在線，多種（zhǒng） 協議轉換的虛（xū）擬（nǐ）專用網絡。針對網絡流量控製的用戶，產品支持語音，短信，數據觸發上線以及超 時自（zì）動斷線的功能。同時也支持雙數據中心備份（fèn），以及多數據中心同步接收數據等功能。公司（sī）產品（pǐn）
已廣（guǎng）泛應用於金融，水利（lì），環（huán）保，電力，郵政，氣象等行業。

四（sì）、才茂路由（yóu）器功能

1.支持以太網數據通（tōng）信和路由轉（zhuǎn）發
2.支（zhī）持串口（kǒu）TCP/UDP透（tòu）明數據傳輸或者串口配置（DTU功能）
3.支持RS232/485接口TCP/UDP透明數據傳輸
4.支持VPN安全隧道（dào）功能,包括PPTP、MPPE、L2TP、GRE和IPSEC
5.智能防掉線，支持在線檢測（cè），在線維持，掉線自動重撥，確保設備永（yǒng）遠在線
6.支持（chí）IPTABLES防火牆，包過濾功能
7.支持定（dìng）時上線下線功能，可以設置設備在某段時間內上線和某個時間內下線
8.支持多種上下線觸發模式，包括短信、電話振鈴、串口數據、網絡數據觸發上下線模式
9.支持動態路由和靜態路由、RIPv1、RIPv2、OSPF、BGP、NDSP、IRMP、SNSP、IGMP、DVMRP、PIM-SM/DM
10.支持多種協議：TCP/IP，UDP，ICMP，SMTP，HTTP，POP3，OICQ，TELNET，FTP等。
11.支（zhī）持動態路由和靜態路由
12.支持DHCP/DHCPD功能
13.支持端口映射NAT功能，如SNAT，DNAT
14.支持動態DDNS：支持花生殼（ké）、88IP和dyndns域名（míng）服務商
15.支持DMZ主機
16.支持APN/VPDN網絡（luò）
17.支持帶寬管理
18.方便的WEB配置（zhì），支持遠程WEB管理
19.支持WEB配（pèi）置保存和恢複，實現參（cān）數的備份（fèn）和（hé）批量設（shè）備的快速（sù）配置
20.支持telnet管理，方便易用的控製（zhì）台shell交互環境
21.支持多台終端共（gòng）享router ppp廣（guǎng）域（yù）網出口
22.支持（chí）多種無線撥號方式：自動分配，指定IP，指定本地對端IP
23.支持作為PPP服務器，多種認證方（fāng）式，支持雙（shuāng）向認（rèn）證
24.方便易用的（de）COM及SYSLOG係統診斷，調試功能
25.支持串口本地軟件升（shēng）級
26.支持TFTP軟件遠程升級
27.支持RTC實時時鍾
28.支持Zigbee網絡數據（jù）與網絡TCP/UDP協議間的數據轉換
29.支持GPS定位功能
30.同時支持LINUX和WINDOWS操作係統（tǒng）

五、才茂路由器的優（yōu）勢

1.在線維持專利技術：智能（néng）防掉線，在線檢測，在線維持，掉線自動重撥（bō），異常（cháng）自動複位，確保設備永遠在線
2.三層係統保護：在原來兩級（jí）（軟（ruǎn）件保護+CPU內置看門（mén）狗WDT保護）係統保護的基（jī）礎上，增加一級係統虛擬（nǐ）值守VWM（Virtual Man Watch）檢（jiǎn）測（cè）保護功能，網絡異常、或（huò）者係（xì）統收到強幹擾異常時，係（xì）統會重新徹底複位，相當於維護人員上門拔電，徹底解決了業內係統異常是需要上門拔電的麻煩（fán），保證係統穩定可靠
3.UIM/SIM卡ESD保護：1.8V/3V/5V標準的（de）推杆式用戶卡接口，內置15KV ESD保護。
4.串口（kǒu）ESD保護：串口RS232內置15KV ESD保護（hù）。
5.金屬外殼：采用金屬外殼，防輻射，抗幹擾；外殼和係統安（ān）全隔離，防雷設計；符合電力安規要求；防護等級為IP41；特別（bié）適合（hé）於環（huán）境惡（è）劣的工業控製領域。
6.所有無線模塊都有通（tōng）過CGD認證或者FCC認證（zhèng）或者（zhě）CE認證。
7.工業級CPU：工業級ARM9高性能嵌入式處理，400MHz；帶 16KB Dcache，高速緩存數據（jù），加（jiā）快高速數（shù）據訪問速度；帶16KB Icache，高速指令緩存，加強了指令處理速度, 帶內存（cún）管理單元MMU,配合操作係統，可以防止內存溢出導致的死機問題。
8.超（chāo）大內存：FLASH64Mbits，DDR2，1Gbits，有超大的內存來緩存客（kè）戶發送數（shù）據（jù），同時接收超大數據包，數據不丟失。
9.完善的協議棧：新係統加載了（le）完（wán）善的TCP/IP協議棧，采用了完善的TCP/IP協議棧；使網絡（luò）通信性能優異，掉線概率極大降低。

10.EMC性能優異：通過歐洲（zhōu）CE認證，通過（guò）中檢所測試，通過EMC測試；通過電力3000V電擊測試，特（tè）別適合在工業領域（yù）環境惡劣下使用；係統EMC/EMI優異，係統穩定可靠。

六（liù）、總 結（jié）
      環境監測現（xiàn）在越（yuè）來越受到各國領導人的重視（shì），中國這幾年環境受到了國家領導的極大重視（shì），采利用現代通信技術和計算機技（jì）術（shù）以及環境監測技術結合在（zài）一起，可以實現環境監（jiān）測的實時性、準確性和應用性等方麵都多方麵優勢。