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w80958126
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樓主  發(fā)表于: 2010-07-02 17:15
  環(huán)保無(wú)線(xiàn)數據采集系統是一個(gè)由污染源排放監測點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)通訊設備和監測中心組成的污染源監測系統。該系統可對污染源進(jìn)行自動(dòng)采樣、對主要污染因子進(jìn)行在線(xiàn)監測;掌握城市污染源排放情況及污染源排放總量,監測數據自動(dòng)傳輸到環(huán)保監測中心;由監測中心的計算機進(jìn)行數據匯總、整理和綜合分析;監測信息傳至環(huán)保局,由環(huán)保局對污染源進(jìn)行監督管理。

   對從監測中心站獲得的監測信息進(jìn)行分析、調研,及時(shí)作出管理決策,增加管理力度

在環(huán)保數據采集系統中,常常需要對眾多的污染排放點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測,大部分監測數據需要實(shí)時(shí)發(fā)送到管理中心的后端服務(wù)器進(jìn)行處理。由于監測點(diǎn)分散,分布范圍廣,而且大多設置在環(huán)境較惡劣的地區,通過(guò)電話(huà)線(xiàn)傳送數據往往事倍功半。通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據傳輸,將成為環(huán)保部門(mén)選擇的重要通信手段。污染源監測設備可將采集到的污染數據和告警信息通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )及時(shí)發(fā)送到環(huán)保監測部門(mén),實(shí)現對排污單位或個(gè)人的及時(shí)管理,可以大大提高環(huán)保部門(mén)的工作效率。

二、系統特點(diǎn)
GPRS\CDMA無(wú)線(xiàn)監控系統具備如下特點(diǎn):

1、良好的實(shí)時(shí)響應與處理能力。與短消息服務(wù)比較,由于GPRS/CDMA具有實(shí)時(shí)在線(xiàn)特性,系統無(wú)時(shí)延,系統能夠同時(shí)實(shí)時(shí)收取、處理多個(gè)/所有監測點(diǎn)的各種數據,無(wú)需輪巡就可以同步監測點(diǎn)的時(shí)鐘可很好的滿(mǎn)足系統對數據采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。

2、遠程儀器設備控制:由于采用GPRS/CDMA雙向傳輸系統,監控中心可以反向實(shí)現對儀器設備的時(shí)間校正、狀態(tài)報告、開(kāi)關(guān)以及其他監測、控制等功能;

3、建設成本低:可充分利用現有GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò ),設備安裝即接通,而采用超短波通信時(shí)需要充分考慮現場(chǎng)環(huán)境,還需要配備天線(xiàn)鐵架等附屬設備。

4、安裝調試簡(jiǎn)單,建設周期短:利用現有成熟GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò ),系統投入運行時(shí)基本不需要調試,安裝簡(jiǎn)捷。采用超短波通信時(shí)安裝調試工作量大,要先進(jìn)行現場(chǎng)信號測試,天線(xiàn)鐵架架設,天線(xiàn)方向角度調試等工作。

5、覆蓋范圍廣。構建環(huán)保無(wú)線(xiàn)數據采集系統要求數據通信覆蓋范圍廣,擴容無(wú)限制,接入地點(diǎn)無(wú)限制,能滿(mǎn)足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。 由于采集點(diǎn)數量眾多,分布在全市范圍內,部分采集點(diǎn)位于偏僻地區,而且地理位置分散。采用超短波通訊方式,覆蓋范圍只有30多公里;而采用GPRS/CDMA方式,理論上在無(wú)線(xiàn)GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò )的覆蓋范圍之內,都可以實(shí)現監控。

6、數據傳輸速率高。GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò )傳送速率理論上可達171.2/372kbit/s,實(shí)際應用時(shí)數據傳輸速率在40-80Kbps左右,而目前一般的超短波數傳電臺傳送速率多為2.4kbit/s或更低。

7、系統的傳輸容量大。監控中心站要和每一個(gè)管網(wǎng)監控點(diǎn)實(shí)現實(shí)時(shí)連接。由于管網(wǎng)監控點(diǎn)數量眾多,系統要求能滿(mǎn)足突發(fā)性數據傳輸的需要,而GPRS/CDMA技術(shù)能很好地滿(mǎn)足傳輸突發(fā)性數據的需要。

8、通信費用低,可按時(shí)間和流量進(jìn)行收費

9、系統易于擴展和維護。

三、系統組成



環(huán)保數據采集無(wú)線(xiàn)傳輸系統由數據采集終端、GPRS/CDMA DTU和數據檢測中心組成,數據采集設備通過(guò)標準的RS232/RS485串口和GPRS/CDMA DTU連接,GPRS/CDMA DTU接收到采集的數據通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳送到數據檢測中心,監控中心通過(guò)接入Internet或移動(dòng)運營(yíng)商專(zhuān)網(wǎng)接收數據進(jìn)行分析處理,數據檢測中心也可以通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送控制命令對數據采集終端設備進(jìn)行控制。

1、環(huán)保信息采集端

  場(chǎng)監控點(diǎn)通過(guò)數據采集模塊自動(dòng)采集污染源信息,通過(guò)RS232接口與GPRS透明數據傳輸終端相連,通過(guò)GPRS透明數據傳輸終端內置嵌入式處理器對數據進(jìn)行處理、協(xié)議封裝后通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到數據檢測中心。



2、GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn) DTU



1)什么是GPRS/CDMA DTU

   DTU是指數據終端設備(Data Terminal unit),可以理解為下位GPRS/CDMA發(fā)射終端,在進(jìn)行通信時(shí),傳輸數據的鏈路兩端肯定存在DTU.在它的作用下對所傳信息進(jìn)行格式轉換和數據整理校驗。

  GPRS/CDMA DTU全稱(chēng)GPRS數據傳輸單元,在國內目前實(shí)際上對GPRS/CDMA DTU具有更加明確的約定:GPRS/CDMA DTU是專(zhuān)門(mén)用于將串口數據通過(guò)GPRS/CDMA 網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行傳送的無(wú)線(xiàn)設備。



2)GPRS/CDMA功能及特點(diǎn)

◆內部集成TCP/IP協(xié)議棧

  GPRS/CDMA DTU內部封裝了PPP撥號協(xié)議以及TCP/IP協(xié)議棧并且具有嵌入式操作系統,從硬件上,它可看作是嵌入式PC與無(wú)線(xiàn)GPRS/CDMA MODEM的結合;它具備GPRS撥號上網(wǎng)以及TCP/IP數據通信的功能。

◆提供串口數據雙向轉換功能

  GPRS/CDMA DTU提供了串行通信接口,包括RS232,RS485,RS422等都屬于常用的串行通信方式,而且GPRS/CDMA DTU在設計上大都將串口數據設計成“透明轉換”的方式,也就是說(shuō)GPRS/CDMA DTU可以將串口上的原始數據轉換成TCP/IP數據包進(jìn)行傳送,而不需要改變原有的數據通信內容。因此,GPRS/CDMA DTU可以和各種使用串口通信的用戶(hù)設備進(jìn)行連接,而且不需要對用戶(hù)設備作改動(dòng)。

◆支持自動(dòng)心跳,保持永久在線(xiàn)

  GPRS/CDMA通信網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)點(diǎn)之一就是支持GPRS終端設備永久在線(xiàn),因此典型的GPRS/CDMA DTU在設計上都支持永久在線(xiàn)功能,這就要求DTU包含了上電自動(dòng)撥號、采用心跳包保持永久在線(xiàn)(當長(cháng)時(shí)間沒(méi)有數據通信時(shí),移動(dòng)網(wǎng)關(guān)將斷開(kāi)DTU與中心的連接,心跳包就是DTU與數據中心在連接被斷開(kāi)之前發(fā)送一個(gè)小數據包,以保持連接不被斷開(kāi))、支持斷線(xiàn)自動(dòng)重連、自動(dòng)重撥號等特點(diǎn)。

◆支持參數配置,永久保存

   GPRS/CDMA DTU作為一種通信設備,其應用場(chǎng)合十分廣泛。在不同的應用中,數據中心的IP地址及端口號,串口的波特率等都是不同的。因此,GPRS/CDMA DTU都應支持參數配置,并且將配置好的參數保存內部的永久存儲器件內(一般為FLASH或EEPROM等)。一旦上電,就自動(dòng)按照設置好的參數進(jìn)行工作。

◆支持用戶(hù)串口參數設置

   不同用戶(hù)設備的串口參數有所不同,DTU連接用戶(hù)設備的串口時(shí),要根據用戶(hù)設備串口的實(shí)際參數對DTU端進(jìn)行相應設置,保證用戶(hù)設備的正常通信和可靠數據傳輸。

◆符合工業(yè)化設計適應惡劣環(huán)境能力更強

◆ RS232 串口速率高達230400 bps

◆ 支持RS232 三線(xiàn)標準或九線(xiàn)標準

◆ 內置TCP/IP 協(xié)議棧,支持TCP/UDP 網(wǎng)絡(luò )協(xié)議

◆ 數據終端永遠在線(xiàn)

◆ 掉線(xiàn)自動(dòng)重撥功能

◆ 通過(guò)超級終端類(lèi)似于A(yíng)T 指令方式或專(zhuān)用設置程序來(lái)設置通信參數

◆ 設備之間透明傳輸/非通明傳輸

◆ 支持靜態(tài)IP 或域名方式連接遠程主機

◆ 供電:+5V,可根據客戶(hù)需要定制寬電壓輸入

◆ 耗電:待機狀態(tài)230~330mA;上網(wǎng)狀態(tài)450~460mA;傳輸狀態(tài)460~470mA

◆ 工作溫度:-30℃ ~ +70℃

◆ 儲存溫度:-40℃ ~ +85℃

◆ 支持RS232/RS485/RS422串口進(jìn)行通訊

3、數據檢測中心

      數據檢測中心接入Internet或無(wú)線(xiàn)運營(yíng)商專(zhuān)網(wǎng)接收數據或向采集端發(fā)送控制命令,監測中心接收監測點(diǎn)傳輸的監測信息,并負責對監測信息進(jìn)行分類(lèi)、篩選和綜合分析、調研,及時(shí)作出管理決策,增加管理力度

四、安全可靠性
1、專(zhuān)網(wǎng)接入方案

  服務(wù)器采用省移動(dòng)通信公司提供DDN專(zhuān)線(xiàn)或電信提供VPDN專(zhuān)線(xiàn), 申請配置固定IP址,與GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò )相連。DDN/VPDN專(zhuān)線(xiàn)可提供較高帶寬,當環(huán)保信息采集點(diǎn)數量增加,中心不用擴容即可滿(mǎn)足需求,可實(shí)現大容量數據采集應用。

  監控中心RADIUS服務(wù)器接受到GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò )傳來(lái)數據后先進(jìn)行AAA認證,后傳送到監控中心計算機主機,系統軟件對數據進(jìn)行還原顯示,并進(jìn)行數據處理,這樣進(jìn)一步增強了系統數據通信安全性能。

2、用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )側的安全防火墻

  防火墻技術(shù)是目前用來(lái)實(shí)現網(wǎng)絡(luò )安全措施的一種主要手段,主要是用來(lái)拒絕非法用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn),阻止非法用戶(hù)存取敏感數據,同時(shí)允許合法用戶(hù)順利訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )資源。防火墻實(shí)際上是一種訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù),在某個(gè)機構的內部網(wǎng)絡(luò )和不安全網(wǎng)絡(luò )之間設置障礙,阻止對信息資源的非法訪(fǎng)問(wèn),也可以使用防火墻阻止保密信息從受保護網(wǎng)絡(luò )上的非法輸出。

  實(shí)現防火墻的主要技術(shù)有:數據包過(guò)濾,應用網(wǎng)關(guān)和代理服務(wù)等。包過(guò)濾(Packet Filter)技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò )層中對數據包實(shí)施有選擇的通過(guò)。依據系統內事先設定的過(guò)濾邏輯,檢查數據流中每個(gè)數據包后,根據數據包的源地址、目的地址、TCP/UDP源端口號、TCP/UDP目的端口號及數據包頭中的各種標志位等因素來(lái)確定是否允許數據包通過(guò),其核心是安全策略即過(guò)濾算法的設計。應用網(wǎng)關(guān)(Application Gateway)技術(shù)是建立在網(wǎng)絡(luò )應用層上的協(xié)議過(guò)濾,它針對特別的網(wǎng)絡(luò )應用服務(wù)協(xié)議即數據過(guò)濾協(xié)議,并且能夠對數據包分析并形成相關(guān)的報告。應用網(wǎng)關(guān)可以嚴格控制某些易于登錄和控制的所有的輸出輸入通信環(huán)境,以防有價(jià)值的程序和數據被竊取。它的另一個(gè)功能是對通過(guò)的信息進(jìn)行記錄,如什么樣的用戶(hù)在什么時(shí)間連接了什么站點(diǎn)。在實(shí)際工作中,應用網(wǎng)關(guān)一般使用專(zhuān)用工作站系統。代理服務(wù)器(Proxy Server)作用在應用層,用來(lái)提供應用層服務(wù)的控制,起到內部網(wǎng)絡(luò )向外部網(wǎng)絡(luò )申請服務(wù)時(shí)中間轉接作用。內部網(wǎng)絡(luò )只接受代理提出的服務(wù)請求,拒絕外部網(wǎng)絡(luò )其它節點(diǎn)的直接請求。

3、用戶(hù)所要接入的設備

1)單位側需要一臺支持L2TP協(xié)議的路由器做為專(zhuān)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接設備。

2)一臺PC+AAA認證軟件作為單位用戶(hù)帳號管理。

3)一臺ipsec vpn服務(wù)器。(可選項)

4)一臺北京東方訊科技EIC系列GPRS/CDMA DTU作為數據終端的無(wú)線(xiàn)接入設備。

五、總結
  采用GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)傳輸數據通訊方法解決了遠程監測系統的通訊問(wèn)題,比起其它有線(xiàn)通訊方式有著(zhù)不可比擬的優(yōu)越性。隨著(zhù)GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò )的逐漸完善和應用技術(shù)的不斷成熟,GPRS/CDMA的應用領(lǐng)域也會(huì )越來(lái)越廣闊。本文介紹的GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)傳輸系統可推廣至各種金融、水務(wù)、環(huán)保、煤氣、交通等行業(yè)應用當中去。



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