基于 GPRS 无线网络地震监控 系统解决方案 摘要 ： 本文提供了一种基于 GPRS 网络的地震监控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 GPRS 无线传输应用于地震监控系统的实现方法。 关键词：GPRS ；路由器； Internet；地震监控。 一、前言 地震监测行业具有网点多、布局分散的特点，将各采集点的数据实时上传到中心监控端进行分 析预测是地震监测行业中非常重要的一环，这对于突发事件的预测及震后的监测都至关重要，而对 于每监测点数据的采集通过有线网络传输来实现是不切实际的，厦门才茂通信科技有限公司根据地 震监测行业的特点，依托 CDMA 1X/GPRS 网络和 INTERNET 互联网提供的丰富的网络资源、运 用先进的无线数据传输技术进行建设，为地震局提供完善的远程、实时、交互数据采集、无线传输、 监测设备状态及数据分析功能。下面我们以 GPRS 为例，根据该项目的要求，我们厦门才茂通信科 技有限公司为该项目提出了一套切实可行的方案。 二．网络结构 　　下图为整个系统方案的网络结构图： 如上图：各个台站的测震设备通过以太网口与无线路由器-CM3150R 连接,CM3150R 上电后按 照监控中心网络管理员的生成的 vpn 配置,向监控中心 internet 上的 VPN Router 发起 VPN 连接,当中 心端路由器通过认证检测后,会为下端的 CM3150R 分配一个私有 IP 地址、在 vpn 建立后,各个台站 监测数据自动传输到监测中心并自动生成数据文件并存入数据库 ;监测中心通过远程设置各台站数 字采集器的工作状态和参数,监测各台站数据的接收情况及运行情况,实现了对各台站的统一管理;并 且为地震前兆监测数据资源共享搭建了平台.vpn 隧道保证了数据的安全性和可靠性.监测中心的工 作人员随时对收集到的测震数据进行分析,整理等. 三 ． 主 要 功 能 简 介 中心监控，震波采集当厦门才茂路由器 CM 3150R 与中心端 VPN Router 成功建立 vpn 后,中心端 可 以 如下图： 与 下 端 测 震 设 备 实 现 点 到 点 的 通 讯 。 假设中心网络 IP 地址网段为监测点 1 的 IP 地址网段为 CM3150R 的 IP 地址为此时中心端监控站可 直接采集到测震设备(本例中为中的数据,同时中心端的工作人员可以对收集到的数据进行监测和分 析 . 远程维护功能位于中心在 Internet 上的 VPN Router 具有 VPN 接入功能.负责维护此网络的管理 工程师可设置不同的配置和访问权限,通过这些配置可以让各个网络间互相通信.利用其功能,我们可 以让出差在外的技术工程师或管理员通过 internet 使用 VPN 连接至监控中心、并通过中心的 VPN Router 访 问 下 端 的 测 震 设 备 . 维护此网络的管理工程师按照要求为需要的人员分配帐号 ,密码、路由策略,身份有效期等、即可保 证 安 全 性 . 这种模式为我们提供一种灵活,安全的机制随时监测现场设备.假设这么一种情况,当工程师出差在 外,此时需要采集监测点 1 的震波数据时,监控中心的网络管理工程师可临时为该工程师生成一个 vpn 策略,允许其拨入 vpn 到监控中心、并设置到监测点 1 的路由.生成配置后,该工程师收到配置, 通过随身携带的笔记本或 PC 先拨号到 Internet,然后以 vpn 方式接入到监测中心、运行配套的震 波采集软件就可以收到监测点 1 设备采集的数据.完成对数据的采集和分析后,工程师拆掉 vpn 连接, 监控中心的网络管理工程师删掉该工程师的临时设置。 四 ． 特 点 及 优 势 本方案必须具备的环境和设备及软件如下：中心能接入 Internet,具有公网 IP;具有已开通数据业务 的中国移动 SIM 卡：1 张现场点、开通短信的中国移动 SIM 卡一张;中国移动 GPRS 网络信号覆盖 现场；CM 3150R1 台现场点；VPN Router 1 台(中心端；推荐使用 Cisco 或 Netscreen 等中高级 vpn 接入防火墙及路由器)数据采集站,配套的采集软件(根据客户监控需求而定)。 技术参数如下：GPRS 网络接入，通信速率上行平均 30kbps ，下行 60~70kbps；Icmp 平均延迟 600ms;PPTP＋MPPE 和 IPSEC+L2TPvpn 接入。 厦门才茂 CM 3150R 产品技术参数和特点 CM 3150R GPRS Router 无线路由器采用高性能的工业级 ARM9 通信处理器，以嵌入式实时操作 系统为软件支撑平台，系统集成了全系列从逻辑链路层到应用层通信协议，支持静态及动态路由 ， PPP server 及 PPP client，VPN（包括 PPTP 和 IPSEC）,DHCP server 及 DHCP client，DDNS，防火 墙，NAT，DMZ 主机等功能。为用户提供安全，高速，稳定可靠，各种协议路由转发的无线路由 网络。本产品已广泛应用于金融，水利，环保，电力，邮政，气象等行业。 无线参数 支持 EGSM900/GSM1800 无线网络 GPRS multi-slot class 10 编码方案：CS1~CS4 符合 SMG31bis 技术规范 Compliant to GSM phase 2/2+ 支持数据、短信 支持 13K QCELP 音频编解码 三、软件功能 支持 VPN 安全隧道功能,包括 PPTP＋MPPE 和 IPSEC+L2TP(FSP,证书) 智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线。 支持 IPTABLES 防火墙，包过滤功能 支持多种协议：TCP/IP，UDP，ICMP，SMTP，HTTP，POP3，OICQ，TELNET，FTP 等。 支持动态路由和静态路由 支持 DHCP 功能 支持 NAT 功能，如 SNAT，DNAT 支持动态 DDNS 支持 DMZ 主机 支持路由转发，同时也支持串口数据传输,，数据中心管理 支持 APN/VPDN 网络 方便的 WEB 配置，支持远程 WEB 管理 支持 telnet 管理，方便易用的控制台 shell 交互环境 支持多台终端共享 router ppp 广域网出口 支持多种无线拨号方式：自动分配，指定 IP，指定本地对端 IP 支持作为 PPP 服务器，多种认证方式，支持双向认证 方便易用的 COM 及 SYSLOG 系统诊断，调试功能 支持串口本地软件升级 支持 TFTP 软件远程升级 支持实时时钟 同时支持 LINUX 和 WINDOWS 操作系统 四、典型应用 安防监控 交通监控 金融 ATM/查询终端应用 机房监控 公安监控 道理监控 油田监测 远程抄表 路灯监控 环境监测 气象监测 水利监测 热网监测 电表监测 机房监控 交通指示 煤炭监控 地震监测 车辆诱导 供水监控 高速公路监测 噪声实时监控 环保重点污染源监控 供水管网实时传输监控 电力配网自动化遥控系统 各类国内外各类带以太网接口的 PLC，RTU 实现无线数据传输 等等 五． 总结: 依托中国移动 GPRS 网络，无线接入 Internet,无须铺设接入 Internet 通信电缆，无须维护网络测； PPTP ＋ MPPE 和 IPSEC+L2TP VPN 保 证 了 数 据 的 安 全 性 和 可 靠 性 ； 1、设备统一性：对于不同的采集设备使用相同的通信设备 CM 3150R 避免了不同设备可能带来 的 兼 容 性 问 题 以 及 以 过 多 的 通 信 设 备 操 作 及 维 护 ； 2、无需二次开发：为客户节约了成本,减小技术难度,缩短建设周期,提高了竞争力； 易用性,可操作性强:WEBTELNET 串口界面方便用户的配置和管理,降低了日常维护人员的操作难 度 ； 3、方案领先性：以太网数据传输是一种发展趋势,而 VPN 技术将很大程度的替代掉传统专线技 术；将串口通信转换为以太网通信是串口设备实现远程通信的一个优选方案； 4、通信设备一次性投资：由于 CM 3150R 是标准以太网通信设备,支持当前流行的路由协议及 vpn 标准，因此完全满足以太网通信功能。如果有以太网通信功能的扩展 ,通过具有本地及远程升 级 的 功 能 ， 只 需 升 级 CM 3150R 内 部 firmware 即 可 完 成 通 信 设 备 的 功 能 扩 展 ； 5、本地扩展性强:当现场增加采集设备，只需将其接入已有 CM 3150R GPRS Router 即可完成网 络通信，无须再为新增的采集设备添加通信设备。