无线通讯技术在远程数据监控中的应用研究

聂顺 游华

【摘要】很多重要的仪器和设备在工业的生产过程中要保证企业的安全运转和操作，因此有着十分重要的作用，很多设备的安全控制因环境恶劣在传统的监控方法中根本达不到应有的效果，也起不到任何监控作用，所以在现代工业生产中研究远程监控是非常关键的，本文主要介绍了远程监控过程中无线通讯技术的具体应用和具体的操作方法。

【关键词】远程监控;无线通讯技术;GPRS

在环境恶劣的生产环境过程中，远程监控系统的使用可以十分方便的将设备的的各种工作参数和数据显示出来，为当前工作状态带来良好的工作效果，当有不安全的状态在设备和生产过程中发生时，值班人员就会接收到报警信号，工作人员就能够尽快调整工作状态和工作方式，这样经济收益就有了大大的增加，工厂的生产率也有了很大的提高，工作强度也会减少很多，在监控系统的可靠性和安全性方面也有了很大的提升。

1.GPRS无线通信技术

在GSM现有的技术之上所研究开发出来的一种承载新的业务方式叫做GPRS（General Paeket Radio Service）通用无线分组技术，这种技术将数据通信技术和移动通信技术进行了完美的结合，并在有线网络的布线问题上因这种技术的发展得到了有效的解决方案，这种技术的使用和开发可以使单个移动用户应用多个信道，也可以一个无线通信信道同时供多个GPRS用户使用。

无线通讯技术的特点包括：（1）采用流量计费方式：收费方式是终端用户接收和发送数据包的流量数据总和计算费用。用户即使长期在线，但是没有数据流量传送，资费也不会产生。（2）自动切换语音和数据业务。终端用户在发送和接收数据的同时，可以自由的在语音业务和数据业务之间来回的进行业务切换。（3）实时在线：对于网络资源的访问可以达到实时的访问效果，这样的实时访问只要保证设备终端一直处于在线的环境里。（4）高效的传输速率：GPRS有高效的传输速率，它的交换速率相当于GSM的十几倍，GPRS的传输速率在理论上讲可以达到180.ZKbps，平均传输速率为58.5Kbit/S。（5）较广的网络接入范围：不需要网络布线，就可以在无线通信网上建立良好的连接承载网络传输，并实现远程网络操作的功能，使pad和每个人使用手机等移动终端用户更加方便更快捷的接入到网络中。

GSM所采用的通信方式是电路交换，GPRS技术在原有的通信方式上有了很大的突破。服务和网关两个支持节点是GSM网络的工作节点，数据分组交换技术要达到端到端的网络互联就要改造部分基站系统的设置。

PDP上下文激活和用户附着是最基本的GPRS网络系统操作方式和它的功能。移动终端设备要实现网络的传输与信息共享，第一步就是要确定身份认证和方位，完成网络附着;第二步就是全面的接入网络，采用的是PDP申请激活方式，网络地址的分配是由相关的服务器来完成的。在整个网络接入的过程中，会使用到HLR、SGSN、PCU等更多的单元。

在通过GPRS网络和附着过程连接网络之后，移动终端接收和传送数据的处理过程也會经过位置区域更新而实现网络的连接。移动用户要随时接入到特定的GPRS数据网络里，只要申请到IP地址就可以实现整个网络的互联。GPRS技术在不断地发展过程中，已经实现了无线远端监控业务，多媒体业务，电子邮件业务，数据传输业务，访问TCP IP和WAP协议的功能等等，已经可以实现并满足用户的多种要求。

2.GPRS DTU介绍

GPRS DTU是一项虚拟专用的透明数据传输并且永远在线的数据通信网络系统。此系统的应用主要是在环保监测、油田、煤田、气象、工业监控、电力自动化等行业，通过GPRS网络的传输从而实现信息的透明化，就可以达到远程监控的作用。

实现GPRS技术最常用的方式包括了具有多种数据接口，自动恢复系统，内嵌看门狗的功能，传输数据透明化，TCP IP协议内嵌方式，嵌入式的处理器具有较高的性能，还具有低功耗，这些都是GPRS技术所采用的方式。

3.GPRS DTU的组网结构

当GPRS传输网络数据时，系统分成终端设备和中心服务器，连接了GPRS DTU模块和终端设备。

下面就讲述了常用的接入中心服务器的三种方法：

（1）内网采用固定的IP地址，计算机中加入移动APN专线。终端客户要连入移动公司的GPRS网络只要中心服务器设备接通一条APN专线即可实现，广域连接双方的私有固定IP地址实现双方路由器的互联，GRE隧道是实现移动公司与GGSN之间的路由器互联的最终方式。因普通用户不能单独申请APN，所以要有专用的APN分配给客户。专用的APN只有开通了GPRS专用网的SIM卡才可以实现，对其他APN有了一定的限制。中心和监控点的固定IP在有了APN之后就可以进行分配了。为避免在整个信息的传输过程里发生信息泄漏的现象，就要在服务器与移动终端间使用加密的端对端方式。过滤端口和IP地址通过防火墙来实现，并且隔离双方的信息。该方案在稳定性、安全性和实时性上都是三种方案中最强的一种方案，也是最好的一种网络组合方式，当应用环境非常高时安全性能也有很大的保障。

（2）解析互联网固定域名连接计算机的方式。解析服务采用DNS+动态IP的中心公网，动态域名的开通可以先由DNS服务商与客户之间先自行签订协议并开通网络，DNS服务器的连接采用域名寻址，中心公网动态IP由DNS服务器建立连接。这样的方法节省了公网固定IP的费用，但是在DNA服务器的稳定上受到了一定的限制，因此这样的操作方式在小规模应用中广泛应用。

（3）固定IP锁定计算机的方式。此方式在运行时十分的可靠稳定，因为监控点是固定的IP中心公网，可以直接连接到中心。

在远程监控的系统里GPRS无线通讯技术的研究具有十分广阔的前景，通信费用的降低和科技不断发展所取得的进步，增加了远程监控系统中GPRS占有率。

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