第一章GPRS概述 GPRS 是通用分組無線業務(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現有GSM 系統上發展出來的一種新的承載業務，目的是為GSM 用戶提供分組形式的數據業務。GPRS 采用與GSM 同樣的無線調制標準、同樣的頻帶、同樣的突發結構、同樣的跳頻規則以及同樣的TDMA 幀結構，這種新的分組數據信道與當前的電路交換的話音業務信道極其相似。因此，現有的基站子系統(BSS)從一開始就可提供全面的GPRS 覆蓋。GPRS 允許用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據，而不需要利用電路交換模式的網絡資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數據業務。特別適用于間斷的、突發性的和頻繁的、少量的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。GPRS 理論帶寬可達171.2Kb/s，實際應用帶寬大約在10~70Kb/s，在此信道上提供TCP/IP 連接，可以用于INTERNET 連接、數據傳輸等應用。 GPRS 是一種新的移動數據通信業務，在移動用戶和數據網絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP。GPRS 采用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，資源被有效的利用，數據傳輸速率高達160Kbps。使用GPRS技術實現數據分組發送和接收，用戶永遠在線且按流量計費，迅速降低了服務成本。GPRS 移動數據傳輸系統有很大的應用范圍，幾乎所有中低速率的數據傳輸業務都可以應用，如城市配電網絡自動化、自來水、煤氣管道自動化、商業POS 機、INTERNET 接入、個人信息、股票信息、金融、交通、公安等 第二章、GPRS DTU 的特點 GPRS 技術實現數據分組發送和接收，永遠在線且按流量計費，迅速降低了服務成本。GPRS DTU為用戶提供高速的無線DDN 通信系統，透明數據傳輸的虛擬專用數據通信網絡，與數據中心一起提供透明數據傳輸通道，組成用戶專用數據網絡。 （一）基本特點： 使用方便、靈活、可靠 支持雙頻GSM/GPRS 符合ETSI GSM Phase 2+標準 數據終端永遠在線 實時時鐘 支持A5/1&A5/5加密算法 增強功能 透明數據傳輸與協議轉換 支持虛擬數據專用網 短消息數據備用通道(選項) 支持動態數據中心域名和IP地址(V2.61以后軟件版本) STK卡特殊功能配置 支持TTL/RS-232/485或以太網接口 支持音頻接口，方便維護操作 系統配置和維護接口 通過Xmodem協議進行軟件升級 支持空中軟件升級和遠程維護(選項) 自診斷與告警輸出 抗干擾設計，適合電磁環境惡劣的應用需求 防潮設計，適合室外應用 （二）、傳輸效率 1） 用戶數據傳輸效率(用戶數據占網絡層總數據的比例)： DTU 支持不同組網方式，不同的數據包長度，這時有不同的傳輸效率。下面假設在DTU 當前最長所能支持的最大用戶數據包長的情況下，即1024 字節包長。 i. 僅支持DTU 主動發起到數據中心的數據傳輸：最大傳輸效率(w) = 97.3% ii. 支持雙向主動互傳：最大傳輸效率(w) = 95.9% 2） 傳輸時延(從發送到接收數據之間的時間)： 不同的數據包長度，傳輸的時延不同。根據目前移動的網絡狀況，一般一個包長為100 到200字節之間的數據包可以在1 秒內互傳完畢。大于200 字節的數據包平均在1 秒到3 秒之間可以互傳完畢。 （三）穩定性 1） 有效率：發送成功數據占總發送數據比例 根據目前在北京、石家莊使用的結果來看，在網絡正常的情況下，一般數據包的成功率都在97%以上。 2） 穩定性綜合參數：有效率x 傳輸效率 網絡有效帶寬和最大傳輸單元(MTU)之間存在著極其重要的關系，一般MTU 增大到200 字節以上不會明顯增加帶寬，但會增大平均延遲，測試結果表明MTU 的最優大小是200 字節左右。 3） 斷線自動連接 自動檢測網絡連接狀況 設備自診斷、自恢復 （四）配置方便性 菜單式配置(超級終端，無需專用軟件) 維護軟件配置 （五）結構 內部連接可靠性： 內部連接機械連接包含GPRS 模塊與PCB 之間、SIM 卡固定連接 產品尺寸： 110x56x15mm 安裝方便： 外殼螺絲固定 防震： 接插件少，具良好抗震性能 （六）環境參數 溫度： -20～55℃ 相對濕度： 95%(無凝結) 第三章GPRS DTU 通信模式與其它幾種常用數據通信方式比較 一、GPRS DTU與有線數據通信的比較 二、GPRS DTU與無線數據通信的比較 從以上GPRS DTU與有線、無線數據通信的對比可以看出，在分散數據采集中，利用GPRS DTU進行數據采集是性能價格比最高的一種模式。 （1）與光纖和有線專線相比，建設費用、運行費用和維護費用都很低，并且幾乎近于免維護，因為GPRS網絡的維護完全有中國移動來完成，企業不需支付任何費用，完全享受中國移動技術進步帶來的效率； （2）在分散數據采集中，要求對各采集子站實時檢測，有線撥號是做不到的。對多個子站輪回召測，周期太長，沒有實時性可比； （3）與各種無線數據傳輸的手段相比，GPRS網絡覆蓋范圍大、維護成本低。超短波無線通信受通信體制和傳輸方式的制約，傳輸距離受限制；在開闊地一般20W的電臺有效通信距離約20KM，如果在城市高大建筑成群，通信距離大大縮短； （4）使用超短波通訊電臺，不僅要向當地申請頻點，而且每年要向無委會交納一定的占頻費 ；超短波通信的維護量相當大，建設要求苛刻，不僅要考慮周圍建筑的影響，而且避雷措施不當容易引起電臺和連接設備的損壞； （5）如果采用短信息方式，每個采集子站如果按照間隔為5分鐘發送一次數據，一次1角錢概算，運行費用為：12 * 0.1 *24 * 30 = 864 元 通過以上客觀分析，我們可以看出，無論從建設周期、建設費用和運行費用，還是系統的可靠性、穩定性和技術的先進性而言，GPRS DTU在分散的數據采集應用領域具有無可比擬的優越性，我們認為，在分布范圍較廣，數據采集點多，實時性要求較高的場合，只有GPRS DTU比較合適。當然其它數據通訊方式不是一無是處，他們仍有各自的的應用領域，在GPRS DTU沒有推出之前，也是比較優秀的，只是新的數據通訊技術和新的產品應用于工業監控后，必將對傳統的數據采集帶來新的革命。 第四章、GPRS網絡檢測方案 根據實際運行的效果，我們推薦兩套中心站的接入方式方案以供選擇。 （一）方案一 1、拓撲結構： 2、硬件設備： 本方案中，中心站采用無線網卡接入，實時接收采集子站發送的數，并對各子站進行實時監控。各采集子站的現場儀表通過RS-232通訊口與GPRS DTU傳輸模塊連接，每一個GPRS DTU傳輸模塊裝入一個中國移動的數據SIM卡即可。 （二）方案二 1、拓撲結構： 方案1檢測網絡拓撲結構圖 2、硬件設備： 本方案中，中心站采用專線接入，實時接收采集子站發送的數據，并對各子站進行實時監控。各采集子站的現場儀表通過RS-232通訊口與GPRS DTU傳輸模塊連接，每一個GPRS DTU傳輸模塊裝入一個中國移動的數據SIM卡即可。 （三）兩種方案的說明 兩種方案均采用相同的GPRS傳輸模式。 ★數據采集子站部分采用相同的傳輸模塊、子站的建設費用和運行費用相同； ★由于均采用移動內部專有的固定IP地址，傳輸系統的可靠性、實時性和穩定性相同； ★兩種方式都基于移動遍布全國各地的GPRS網絡，子站的分布范圍相同； 兩種方案的區別之處只是在中心服務器的接入方式上，與方案2相比，方案1的特點為： ★ 簡單易行，費用低； ★ 企業自主建設，方便靈活、建設周期短、見效快； ★ 由于中心采用無線網卡接入，網絡規模不宜太大； ★ 通信的數據量受限制； 如果每個子站采集間隔為5分鐘，每次采集數據包為100字節，以中心下行帶寬10KBps概算，系統容量為不小于500個采集終端。 與方案1相比，中心專線接入的特點為： ★ 系統容量大； ★ 采集子站通信速率高，采集間隔小； ★ 每個子站可以傳輸較大的數據量； 由于GPRS 理論帶寬可達71.2Kbps，實際應用帶寬大約在10-40Kbps左右，方案2中心采用專線接入，克服了方案1容量小的不足。如果按照移動專線下行1Mbps的帶寬，每個子站采集間隔為5分鐘，每次采集數據包為100字節，系統容量為不小于30000個采集終端。 第五章GPRS 通訊系統建設及運行費用 GPRS 通訊網絡建設依賴移動通訊公司龐大的GSM 網絡，建設成本與運行維護成本都很低，遠小于自行建設獨立運行的專用通訊網絡GPRS 網絡建設方便簡單，購置GPRS數傳模塊及相應配件，直接與帶有串行口（RS-232或RS-485）的監測設備連接，與中心數據服務器構建透明的串行數據傳輸通道。費用分建設費用與運行維護費用兩部分： （一）方案1 1）建設費用： ★中心數據站設備費用： 方案2檢測網絡拓撲結構圖 ★每套采集子站設備費用： ★采集子站： 采集子站如果按照間隔為5分鐘、每次采集數據包為100字節計算，數據流量為： 每小時數據流量為：100 * 12