基于GPRS的通信电源监控系统的研究与实现

李永江，刘 敏，邓海丽

（石家庄信息工程职业学院，河北 石家庄 050035）

基于GPRS的通信电源监控系统的研究与实现

李永江，刘 敏，邓海丽

（石家庄信息工程职业学院，河北 石家庄 050035）

稳定的通信电源是保障电信网络正常运行必不可少的条件，为了提高通信网络工作的稳定性，对通信电源实行有效监控管理是非常重要的。随着通信网络覆盖区域的迅速扩大和通信机房的增多，应用无线传输方式构建监测系统成为通信电源监控系统的主要发展方向。设计中采用了GPRS技术进行数据的传输，并结合电源监控系统的现状和特点分析了GPRS数据传输在电源监控系统中的应用方式。设计了相应的数据采集和传输方式，实现了监控中心与远程数据采集终端的GPRS无线通信功能，实现了预期的设计目标。

通信电源；无线通信；GPRS；远程控制

近几年来，电信业是我国发展最迅猛、技术更新最快的行业之一。随着通信事业的发展，通信网络也随着各种技术的发展走向更高的层次，特别是大规模建设，使通信网络的核心系统之一的通信电源系统也面临着地域分散，维护困难的局面。

安全可靠的通信电源是保障通信网络正常运行的必要条件，为了提高通信网络工作的稳定性，对通信电源实行有效的监控管理是非常必要的。目前在传统的通信电源监控系统中，主要的监控方式是利用有线线路对电源的运行数据进行远程传输，进而实现监控。但是随着通信网络覆盖区域的迅速发展扩大和通信机房的增多，有线传输方式存在的数据传送长、维护不方便、通信质量差等局限性，成为当前制约监控系统发挥作用的瓶颈之一[1]。

随着电子技术与计算机技术的发展，工业监控系统领域出现了一些新的方法和技术，其中之一就是利用无线传输技术进行数据的收集和传输，从而有利于实现监控数据的远程传输，解决监控系统中的通信方式问题，具有成本低，建设周期短，运行维护简单，性价比高等优点。

1 GPRS技术的功能与特点

GPRS是通用分组无线业务的英文简称，是在原来GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务，是第二代移动通信技术（2G）向第三代移动通信（3G）演进的过渡技术，因此也称为2.5G通信技术。

通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理技术，是在原有GSM网络基础上通过叠加新网络，增加新的硬件和软件设备，从而形成的全新的网络逻辑实体，提供端到端的、广域的无线IP链接。这个全新的逻辑网络实体主要包括三大部分：服务GPRS支持节点（SGSN）、网关GPRS支持节点（GGSN）和分组控制单元（PCU）。同时GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，这样就保证了资源的有效利用。

与原有的GSM相比，GPRS在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势：更有效的利用无线网络信息资源，特别适合突发性、频繁的小流量数据传输；所支持的数据传输速率更高，理论峰值达115 kbps，计费方式灵活，能够支持用数据流量来进行计费，具有“实时在线”，“快捷登录”的优点。同时，相对应的调制解调器运行性能稳定可靠，完全适合通信电源监控的应用要求。

2 系统总体设计思路

通信电源监控系统是以通信网络为基础，完成对通信机房中的电源设备进行数据采集、传输与远程监控的系统。系统主要分为两个主要部分：一部分是现场数据的采集，由于通信局（站）的电源系统是由市电电源、降压变电站、电源变换设备、蓄电池、备用发电机机组和负载设备组成，因此，系统也要对这些设备的电压、电流、温度等数据进行实时采集。第二部分为监控中心部分，这一部分一方面与监控设备进行双向通信，对从现场数据采集部分上传的监控数据进行实时处理，并存入相应的数据库，以备查询。同时还要及时下达控制命令，以便保证通信电源设备的正常运行；另一方面为用户提供一个可视化的界面，实时地显示监控范围内通信机房（局站）中电源设备的运行状况，以不同的形式，如各种图或各种表的形式来显示设备的运行状态、性能数据、告警信息等的统计结果，以便为相应的决策提供正确参考。

基于以上分析，结合GPRS的技术特点和现有的电源监控功能的要求，本设计构建了基于GPRS的电源监控系统，主要结构如图1所示。

图1 电源监控系统结构图

如图1所示，电源监控系统由现场数据采集终端、GPRS传输网络、系统监控中心三部分组成：

（1）现场数据采集终端：采集电源等设备和机房环境实时状况监控数据，并利用GPRS传输模块将这些数据通过GPRS网络传到监控中心；

（2）GPRS通信网络：利用通信公司的现有通信网络，将系统

监控中心与现场数据采集终端进行媒介连接；

（3）系统监控中心：如图1所示，监控中心由前置通信机、系统数据库、用户操作终端组成，它们处于同一个局域网中。前置通信机负责接收由GPRS网络传输来的数据，并将数据进行分析处理后，将异常信息进行实时告警处理，同时将所有的性能和告警数据传送到数据服务器中进行存储，以备数据的进一步利用。

3 系统的硬件软件设计

电源监控系统的硬件部分主要采用了以微处理器为中心，配合电力参数采集模块、温度采集模块和GSM/GPRS模块完成采集和通信的功能，在微处理器系统中，本设计采用ST16C550芯片扩展了一个通信端口（Sio），用于驱动GSM/GPRS模块，由于ST16C550芯片内嵌了16个字节的FIFO，非常适合于TCP/IP的处理。同时系统还采用了DS12887时钟芯片给系统提供时钟信号，采用大容量的RAM对系统的数据进行记录。

如图2所示，现场监控数据经采集后传送入微处理器进行处理，然后经RS232或者RS485串口转发给GPRS传输模块GPRSDTU，最后由GPRSDTU模块将监控数据传输至监控中心。

图2 现场数据采集系统图

电源监控系统是在Microsoft Windows操作系统平台上开发的，开发工具采用了Visual C++来开发，并结合了Delphi来完善系统的图表功能。同时系统还采用SQLServer数据库管理系统来进行数据库的构建和管理。

软件设计总体框图如图3所示。

图3 软件设计总体框图

4 结语

随着网络技术的不断发展和移动通信技术的不断更新，传统的监控技术面临着更新换代的挑战。如何应用新的通信技术来实现监控系统的网络化和无线化更是一个热门的课题。正是基于这种现状，本课题采用GPRS移动通信技术结合网络通信技术开发了一套适合于通信电源系统的远程监控系统，有效地解决了传统监控方式建设周期长，维护更新困难的问题。同时，随着无线技术的进一步发展，本系统也在促进3G通信技术的应用方面具有一定的借鉴作用。可以预见，随着3G通信技术的成熟，无线监控技术的应用范围也会更加广阔。

[1] 庞年华.基于GPRS的电源监控系统的研究与实现[D].北京：北京邮电大学，2009：6-8.

[2] 罗映冰.基于GPRS技术的计算机远程监控系统的研究与实现[J].中国科技信息，2010（2）:96-98.

[3] 叶力勤.基于GPRS通信技术的配电变压器网络实时监控系统的研究[D].北京：华南理工大学，2004:96-98.

Research and implementation of monitoring system based on GPRS technology

LIYong-jiang,LIU M in,DENG Hai-li
(Shijiazhuang Information Engineering VocationalCollege,Shijiazhuang Hebei050035,China)

Reliable communication power is essential to the normal operation of telecommunications network.In order to improve the stability of the communication network,it is very important to implement the effective monitoring and management of the communication power.With the rapid development of communication network coverage area and increase of communications room,it has become the main development direction of communication power monitoring system with the wireless transmission build monitoring system. GPRS technology for data transmission was designed,and the application mode of the GPRS data transmission combined power monitoring system status and characteristics was analyzed.The data acquisition and transmission was designed and the monitoring center and the remote data collection terminal with GPRS wireless communication function were implemented. The practical application shows that the design achieves the expected design goals.

communication power;wireless communication;GPRS;Remote control

TM 914

A

1002-087 X(2013)11-2055-02

2013-04-12

李永江（1982—），女，河北省人，讲师，硕士研究生，主要研究方向为通信电子。