厦门才茂通信科技有限公司 Xiamen Caimore Communication Technology Co,.Ltd 厦门才茂通信科技有限公司 GPRS 路由器在环境监测数据传输的 应用方案 厦门才茂通信科技有限公司 厦门市软件园二期望海路 19 号楼 6 层 电话：0592-5902655 361009 网址：www.caimore.com 传真：0592-5975885 邮政编码： www.caimore.com.cn Email:caimore@caimore.com  版权所有 2003-2009 ----才茂通信 通畅天下---- 地址:厦门软件园二期望海路 37 号楼 2F 1 网址:http://www.caimore.com EMAIL:caimore@caimore.com 电话/TEL: +86-592-5902655 传真/FAX: +86-592-5975885 厦门才茂通信科技有限公司 Xiamen Caimore Communication Technology Co,.Ltd 说明书声明 版权声明： 本使用说明书包含的所有内容均受版权法的保护，未经厦门才茂通信科技有限公司的书 面授权，任何组织和个人不得以任何形式或手段对整个说明书和部分内容进行复制和转 载，并不得以任何形式传播。 商标声明： Caimore 和其他才茂商标均为厦门才茂通信科技有限公司的商标。本文档提及的其他所 有商标或注册商标，由各自的所有人拥有。 注意 由于产品版本升级或其他原因，本文档内容会不定期进行更新。除非另有约定，本文档 仅 作为使用指导，本文档中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。 ALL Right Reserved@Caimore 厦门才茂通信科技有限公司 地址:厦门软件园二期望海路 37 号楼 2F 2 网址:http://www.caimore.com EMAIL:caimore@caimore.com 电话/TEL: +86-592-5902655 传真/FAX: +86-592-5975885 厦门才 茂 通 信 科 技 有 限 公 司 Xiamen Caimore Communication Technology Co,.Ltd 摘要：本文提供了一种基于 GPRS 网络的环境监测系统设计原理和实现方案，简要介绍了 GPRS 技术的基本知识，描述了 2G/3G/4G 无线传输应用于环境监测的实现方法。通过实际应用，获得了理想的 效果. 关键词：GPRS；路由器；Internet；环境监测； 一、项目需求 环保数据采集系统是一个由污染源排放监测点和监测中心组成的污染源监测系统。该系统可 对污染源进行自动采样、对主要污染因子进行在线监测；掌握城市污染源排放情况及污染源排放总量， 监测数据自动传输到环保监测中心；由监测中心的计算机进行数据汇总、整理和综合分析；监测信息 传至环保局，环保局作为系统的决策中心，对从监测中心站获得的监测信息进行分析、调研，及时作 出管理决策，增加管理力度。 目前，省环保监测站与各采集点之间的数据通信主要采用手工抄录或 PSTN 电话线传输。采用 电话线传输数据时，由于每次拨号都需要等待，速度慢，而且费用也较高。同时，由于各监控点分布 范围广、数量多、距离远，个别点还地处偏僻，因此需申请很多电话线，而且有些监控点有线线路难 以到达。 GPRS 或 CDMA 具有速度快、使用费用低的特点，其传输速度可达 171.2kb/s。与有线通讯方式 相比，采用 GPRS 或 CDMA 无线通信方式则显得非常灵活，它具有组网灵活、扩展容易、运行费用低， 维护简单、性价比高等优点。因此，可以采用 GPRS 或 CDMA 无线传输方式解决污染源监测数据的实时 传输问题。 二、方案优点 中国移动可提供广域的无线 IP 连接。基于 GPRS、CDMA 业务平台上构建环保信息采集传输系 统，实现环保信息采集点的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的 优点，而且设备安装方便、维护简单。 GPRS、CDMA 无线环保污染源在线监控系统具备如下特点： 1、实时性强： 厦门才茂公司的无线数传设备具有实时在线特性，无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理多个监测 点的各种数据。可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。 3 地址:厦门市软件园二期望海路 37 号楼 网址:http://www.caimore.com EMAIL:caimore@caimore.com 电话/TEL: +86-592-5902655 传真/FAX: +86-592-5975885 厦门才 茂 通 信 科 技 有 限 公 司 Xiamen Caimore Communication Technology Co,.Ltd 2、建设成本少低： 由于采用公网平台，无需建设网络，只需安装好设备就可以，建设成本低； 3、监控范围广： 构建环保信息采集传输系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、 乡镇和跨地区的接入需求。由于环保信息采集点数量众多，分布在全省范围内，部分环保信息采集点 位于偏僻地区，而且地理位置分散。 4、具有良好的可扩展性。 由于目前公用网络已覆盖省内绝大部分地区，基本不存在盲区，可实现大范围的在线监控，满足环保 信息采集传输系统对覆盖范围的要求。 5、系统的传输容量大： 环保中心站要和每一个环保信息采集点实现实时连接。由于环保信息采集点数量众多，系统要求能满 足突发性数据传输的需要，而 GPRS、CDMA 技术能很好地满足传输突发性数据的需要。 6、数据传送速率高： 每个环保信息采集点每次数据传输量在 10Kbps 之内。GPRS 网络传送速率理论上可达 171.2kbit/s， 目前 GPRS 实际数据传输速率在 40Kbps 左右，CDMA 的理论带宽可达 153.6Kbps， 但实际带宽，上行和上行最高能到 100Kbps 左右，平均在 60~80Kbps 左右,完全能满足本系统数据传 输速率（≥10Kbps）的需求。 8、通信费用低： 采用包月计费方式，运营成本低。 三、解决方案介绍 由于 GPRS、CDMA 通信是基于 IP 地址的数据分组通信网络，监测中心计算机主机配置固定的 IP 地址，各个数据采集点采用厦门才茂路由器和该主机进行通信。 （一）系统组成 现场监控点通过数据采集模块自动采集污染源信息，通过 RS232、485 或 RJ45 接口与厦门才茂路由器， 数据透明传输，各监控点使用通过 GPRS、CDMA 网络与监控中心相连，各污染源数据采集点支持 24 小 时实时在线，实现信息采集点 24 小时传送采集的环保信息数据。 （二）系统应用连接图 1．组建网络。 4 地址:厦门市软件园二期望海路 37 号楼 网址:http://www.caimore.com EMAIL:caimore@caimore.com 电话/TEL: +86-592-5902655 传真/FAX: +86-592-5975885 厦门才 茂 通 信 科 技 有 限 公 司 Xiamen Caimore Communication Technology Co,.Ltd a.在实际应用中如果采集点不是很多而且采集点又很分散并且数据量大的情况下，可以采取中心对多 点的网络应用。用户需要在中心服务器安装相应的服务软件方可进行中心对多点的网络应用。整个无 线网络服务系统中，用户在不需要了解 TCP/IP、UDP 协议，不用更改程序的情况下即可实现原有串口 设备的无线网络连接，而且组网简洁可靠，可以节省您宝贵的时间和已有投资，可用于长距离通信或 控制。在此情况下，数传多少不受限制，组网灵活，可以保证串口通讯的稳定，避免重要数据丢失。 实际应用图（1）如下： 图（2） b.在实际应用中如果采集点比较集中，而且采集点相对又比较多并且数据量不大的情况下可以采取分 组的方式，每组共用一个无线数传，在每个组合中数据采集设备和无线数传之间的通讯是 485 总线， 在这种情况下组网方便，后期的运营费较少，可以保证数据量小的情况下不丢失，并且能大量减少数 传设备节省成本，但每组数据采集设备最好不超过 30 台，数据采集设备和无线数传之间的连线不能 太远。由于 485 是半双工的方式，在满足全双工的通讯方式的情况下效率低下。 实际应用如图（2）如下： 5 地址:厦门市软件园二期望海路 37 号楼 网址:http://www.caimore.com EMAIL:caimore@caimore.com 电话/TEL: +86-592-5902655 传真/FAX: +86-592-5975885 厦门才 茂 通 信 科 技 有 限 公 司 Xiamen Caimore Communication Technology Co,.Ltd 图（3） c.在实际应用中如果采集点比较集中，而且采集点相对又比较多的情况下也可以采取如下分组的方 式。在这种情况下，采用的是采集设备先和串口服务器设备（串口服务器）连接，在每组中串口服务 器设备（串口服务器）和具有多个 RJ45 接口的交换机连接，然后交换机在和无线路由器连接。在通 讯过程中串口服务器设备（串口服务器）把数据采集设备需要发送的数据进行转换以便利用以太网进 行传送，也可以把从以太网接收来的数据进行转换利用串口发送给数据采集设备。下图中 RC10 为无 线路由器，由于无线路由器只有一个 RJ45 接口，所以还得需要一个交换机扩展成多个 RJ45 接口。在 这个方案中串口服务器可以根据现场施工和技术的要求来灵活安排它和数据采集设备以及交换机的 距离。由于使用串口服务器设备避免了由于图（2）中采用的 485 这种半双工的通讯方式所带来的不 足，而且后期的运营费较低,由于使用的是串口服务器,整个方案成本比图（1）低，但比图（2）高。 6 地址:厦门市软件园二期望海路 37 号楼 网址:http://www.caimore.com EMAIL:caimore@caimore.com 电话/TEL: +86-592-5902655 传真/FAX: +86-592-5975885 厦门才 茂 通 信 科 技 有 限 公 司 Xiamen Caimore Communication Technology Co,.Ltd 图（3） 无线路由器 采用 ARM9 高性能工业级嵌入式处理器，以实时操作系统为软件支撑平台,超大 内存,内 嵌自主知识产权的 TCP/IP 协议栈。为用户提供高速，稳定可靠，数据终端永远在线，多种 协议转换的 虚拟专用网络。针对网络流量控制的用户，产品支持语音，短信，数