基于GPRS无线传输的水文监测解决方案

[admin]

由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络，因此水文监测中心计算机需要一个固定的IP地址或固定的域名，各个水文数据采集点采用DTU通过IP地址或域名来访问该主机，从而进行数据通信。

1、水文信息采集点：
现场监控点通过水文测报机自动采集水文信息，通过RS232或RS485接口与GPRS DTU相连，水文测报机采集到的数据通过DTU终端的内置嵌入式处理器对数据进行处理、协议封装后发送到GPRS无线网络。

2、水文中心：
公网接入方案：服务器采用公网方式接入Internet，如ADSL拨号/电信专线宽带上网等，申请公网固定IP地址；可以实现中小容量的数据采集应用。

专网接入方案：服务器采用移动通信公司提供的DDN专线, 申请配置固定IP地址，与GPRS网络相连。由于DDN专线可提供较高的带宽，当环保信息采集点数量增加，中心不用扩容即可满足需求，可实现大容量数据采集应用。

监控中心RADIUS服务器接受到GPRS网络传来的数据后先进行AAA认证，后传送到监控中心计算机主机，通过系统软件对数据进行还原显示，并进行数据处理，这样进一步增强了系统数据通信安全性能。

3、GPRS/GSM移动数据传输网络：
水文测报机采集的数据经GPRS/GSM网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输，最终传送到监控中心IP地址。

系统方案：各水文监测点使用北京禹风时代信息技术有限公司GPRS DTU透明数据传输终端，通过移动GPRS网络与监控中心相连。各水文监测点的DTU无线传输模块使用移动通信公司的GPRS普通数据卡或APN专用数据卡，同时监控中心对各点GPRS终端编号进行登记, 并与采集点信息进行关联，以便识别和维护处理。信息采集中心运行监控系统软件，实时采集水文信息数据。

系统采用我公司生产的GPRS DTU无线抄表终端。产品基于中国移动的GPRS网络，具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点，提供标准RS232/RS485接口, 可直接与PC、单片机系统、RTU测控终端、PLC、GPS接收机、数据集中器等连接，具有远程诊断、测试、监管功能，满足各行业调度或控制中心与众多远端站点之间的数据采集和控制。

由于水文数据采集系统的特殊性，本系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也不能中断运行。

数据中心可通过公网接入,或者到移动专网接入，采用公网接入方式成本比较低，企业不用租用专线，而使用数据专线接入时，GPRS数据传输设备要经过Radius服务器的认证, 整个数据传送过程得到了加密保护，安全性比较高，可充分保障速度和网络服务质量。

APN数据专网模式：企业内部网络中配置APN服务器，移动终端使用APN数据专网，由于采用数据专网,服务器与公网Internet隔离,可以有效避免非法入侵。

用SIM卡的唯一性，对用户SIM卡手机号码进行鉴别授权，在网络侧对SIM卡号和APN进行绑定，划定用户可接入某系统的范围,只有属于指定行业的SIM卡手机号才能访问专用APN，移动终端与数据中心采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入，普通手机的SIM卡号无法呼叫专门的APN。

可以为每个GPRS数据传设备单独配置DTU的ID号和密码，通过数据中心在其登陆时进行应用层认证，其他没有数据中心分配的ID号和密码的GPRS的设备将无法登录进入系统，系统的安全性进一步增强。

数据加密：可对整个数据传送过程进行加密保护。
网络接入安全鉴定机制：采用防火墙软件，设置网络鉴权和安全防范功能，保障系统安全。
结论：

数据中心采用有线方式，租用静态IP目前费用约800~1500元/月。采集点采用GPRS无线方式，流量费用目前有包月制和按数据量两种收费方式，按流量计算0.01元-0.03元/KB，而包月制5元/月有30M流量，可满足省水文局目前水文数据采集系统的实际数据量，估计日后其费用会逐步降低。

对于水文局等用户来说，由于通信费用较低，享受到了实惠。另外，由于接入设备可以移动，当水文观测站和水文信息采集点搬迁时设备可随之迁移并可继续使用，可以保护用户原有投资，适合于水文采集工作的特点。

因此,采用GPRS构建水文数据采集系统，不仅能很好地满足水文信息采集的需求，而且，做为网络运营商的移动通信公司也将因此获得业务稳定的集团用户，随着用户数量的增加，移动通信公司的营收也随之增加，调动了运营商的积极性，符合网络建设和网络应用同步发展的要求。