利用GPRS構建GPS監控系統

張航　孫占研　史智博

摘 要：GPRS網絡是通用分組無線服務技術的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業務。在分析GPS，GPRS的技術特點和車載硬件構成的基礎上，對監控系統網絡的組建和應用進行了探討、論述。

關鍵詞：GPS；GPRS網；監控系統；通信網絡

中圖分類號：TN926 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）04-0136-02

目前通信網絡分為有線網絡和無線網絡，在不便布線的地方多采用無線網絡通訊方式。主流的無線網主要有GPRS公網方式、MESH無線局域網方式、數傳電臺通訊方式等。在這幾種通訊方式中，GPRS公網通訊可以節省初期搭建基站的造價費用，使用時租用費用低，以移動方式辦公，不受地域因素制約。MESH無線局域網和數傳電臺通訊方式不需要繳納營業費，但初期搭建基站的一次性投入較高，它們在傳輸速率方面有著無可比擬的優勢。電臺通訊方式雖然在專網通訊網絡中因價格低而易于被人接受，但是它的擴展性較差，并且要受區域限制和可用頻率的限制。現對監控系統通訊網絡所采用GPRS方式加以介紹。

1 GPS

GPS 系統是由美國國防部的陸海空三軍在20世紀70年代聯合研制的新型衛星導航系統。該系統是以衛星為基礎的無線電導航定位系統，具有全能性、全球性、全天候、連續性和實時性的導航、定位和定時的功能。能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。GPS的定位原理實質上就是測量學的空間測距定位，利用在平均20 200 km高空均勻分布在6個軌道上的24 顆衛星發射測距信號碼和載波，用戶通過接收機接收這些信號測量衛星至接收機之距，再通過一系列方程演算，便可知地面點位坐標。

2 GPRS技術概述

GPRS是目前解決移動通信信息服務的一種較理想的業務，它以數據流量計費，具有覆蓋范圍廣、數據傳輸速度快等優點。GPRS的推出，為行業和企業用戶開展無線辦公提供了基礎設施平臺，為推動移動辦公的應用和發展創造了有利條件。GPRS的出現為企業和行業用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。

但是GPRS網絡的使用也有局限，需要運營商在使用地區實現信號無盲區覆蓋。那些信號不好的地區，需要與運營商協調，對GPRS網絡進行信號加強。如果該地區根本不存在GPRS網絡，建議采用其他通訊方式。GPRS技術特點表現在通訊范圍廣、數據傳輸速率高、移動性好、兼容性強這幾個方面。

3 GPRS布網方式

3.1 公網固定IP連接

中心采用ADSL等因特網公網連接，采用公網固定IP服務。此種方案先向因特網運營商申請ADSL寬帶業務，中心有公網固定IP。DTU直接向中心發起連接，運行可靠穩定。

3.2 專網私有固定IP廣域連接

中心采用APN專線，所有點都采用內網固定IP客戶中心通過一條APN專線接入移動公司GPRS網絡，雙方互聯路由器之間采用私有固定IP地址進行廣域連接，GGSN和移動公司互聯路由器直接采用GRE隧道。為客戶分配主用的APN，普通用戶不得申請該APN。只有用于GPRS專用網的SIM卡才能進入專網APN，這樣防止其他非法用戶的進入。

3.3 兩種連接方式的優缺點比較

使用私有固定IP地址的專網連接，GPRS信號上傳時采用APN專線，由專門的接入點直接訪問移動公司的服務器。調度室與移動公司之間采用光纖專線連接的方式，無需經過其他路由節點的跳轉，且不經過因特網中轉，所以在實時性、穩定性和安全性方面比使用固定IP地址連接的公網有了大大提高，但是服務費較貴。

4 車載硬件和監控網絡構成

根據市場現有硬件資源，可由工業嵌入式主板、GPS接收機、GPRS模塊、液晶屏等構成車載GPS監控硬件平臺，結構如圖1所示。

上述硬件方案只是利用GPRS眾多方案中的一種，這種方案能夠很快成型，從而被推向市場，其中一些電路原理圖（如電源等）不再贅述。

上述車載硬件、因特網公網固定IP以及計算機和相應軟件可構成GPS監控系統。系統車載硬件設備通過讀取天空中衛星的星歷數據，在GPS接收機中解算出該設備所處地理位置的經度、緯度、速度等信息數據，并通過串口傳送給嵌入式計算機。該數據經過計算機處理成通訊協議所規定的數據格式后，再通過GPRS網絡把數據傳送到監控中心數據庫服務器。數據按照一定格式貯存于數據庫服務器，同時也被監控中心內其他被授權的計算機讀取。其中一臺計算機可以作為監視機，通過局域網訪問數據庫服務器讀取所有需要監控的設備數據（包括設備型號、操作人員、設備狀態，設備所處位置經度、緯度等），并在相應的電子地圖中顯示。該監控系統硬件通訊示意圖如圖2.

圖2是利用GPRS技術組建的無線通信網絡，隨著控制區域的變化，可能會需要移動公司加強盲區信號。在GPRS網絡里，如果要添加新的設備，只需要在新設備中添加一個卡號即可。

5 應用領域

用GPRS構建的GPS監控系統，根據現場環境適當擴展后可應用于礦山、公交、急救和安防等方面。

參考文獻

[1]麻信洛，李曉中.無線局域網構建及應用[M].北京：國防工業出版社，2006.

〔編輯：陳文強〕

Abstract： GPRS network is a general packet radio service technology for short， which is available to users of GSM mobile phones a mobile data services. On the basis of analysis of GPS， GPRS technology features and hardware components on the car， on the establishment and application of network monitoring systems were discussed， discussed.

Key words： GPS； GPRS network； monitoring system； communications networkendprint

摘 要：GPRS網絡是通用分組無線服務技術的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業務。在分析GPS，GPRS的技術特點和車載硬件構成的基礎上，對監控系統網絡的組建和應用進行了探討、論述。

關鍵詞：GPS；GPRS網；監控系統；通信網絡

中圖分類號：TN926 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）04-0136-02

目前通信網絡分為有線網絡和無線網絡，在不便布線的地方多采用無線網絡通訊方式。主流的無線網主要有GPRS公網方式、MESH無線局域網方式、數傳電臺通訊方式等。在這幾種通訊方式中，GPRS公網通訊可以節省初期搭建基站的造價費用，使用時租用費用低，以移動方式辦公，不受地域因素制約。MESH無線局域網和數傳電臺通訊方式不需要繳納營業費，但初期搭建基站的一次性投入較高，它們在傳輸速率方面有著無可比擬的優勢。電臺通訊方式雖然在專網通訊網絡中因價格低而易于被人接受，但是它的擴展性較差，并且要受區域限制和可用頻率的限制。現對監控系統通訊網絡所采用GPRS方式加以介紹。

1 GPS

GPS 系統是由美國國防部的陸海空三軍在20世紀70年代聯合研制的新型衛星導航系統。該系統是以衛星為基礎的無線電導航定位系統，具有全能性、全球性、全天候、連續性和實時性的導航、定位和定時的功能。能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。GPS的定位原理實質上就是測量學的空間測距定位，利用在平均20 200 km高空均勻分布在6個軌道上的24 顆衛星發射測距信號碼和載波，用戶通過接收機接收這些信號測量衛星至接收機之距，再通過一系列方程演算，便可知地面點位坐標。

2 GPRS技術概述

GPRS是目前解決移動通信信息服務的一種較理想的業務，它以數據流量計費，具有覆蓋范圍廣、數據傳輸速度快等優點。GPRS的推出，為行業和企業用戶開展無線辦公提供了基礎設施平臺，為推動移動辦公的應用和發展創造了有利條件。GPRS的出現為企業和行業用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。

但是GPRS網絡的使用也有局限，需要運營商在使用地區實現信號無盲區覆蓋。那些信號不好的地區，需要與運營商協調，對GPRS網絡進行信號加強。如果該地區根本不存在GPRS網絡，建議采用其他通訊方式。GPRS技術特點表現在通訊范圍廣、數據傳輸速率高、移動性好、兼容性強這幾個方面。

3 GPRS布網方式

3.1 公網固定IP連接

中心采用ADSL等因特網公網連接，采用公網固定IP服務。此種方案先向因特網運營商申請ADSL寬帶業務，中心有公網固定IP。DTU直接向中心發起連接，運行可靠穩定。

3.2 專網私有固定IP廣域連接

中心采用APN專線，所有點都采用內網固定IP客戶中心通過一條APN專線接入移動公司GPRS網絡，雙方互聯路由器之間采用私有固定IP地址進行廣域連接，GGSN和移動公司互聯路由器直接采用GRE隧道。為客戶分配主用的APN，普通用戶不得申請該APN。只有用于GPRS專用網的SIM卡才能進入專網APN，這樣防止其他非法用戶的進入。

3.3 兩種連接方式的優缺點比較

使用私有固定IP地址的專網連接，GPRS信號上傳時采用APN專線，由專門的接入點直接訪問移動公司的服務器。調度室與移動公司之間采用光纖專線連接的方式，無需經過其他路由節點的跳轉，且不經過因特網中轉，所以在實時性、穩定性和安全性方面比使用固定IP地址連接的公網有了大大提高，但是服務費較貴。

4 車載硬件和監控網絡構成

根據市場現有硬件資源，可由工業嵌入式主板、GPS接收機、GPRS模塊、液晶屏等構成車載GPS監控硬件平臺，結構如圖1所示。

上述硬件方案只是利用GPRS眾多方案中的一種，這種方案能夠很快成型，從而被推向市場，其中一些電路原理圖（如電源等）不再贅述。

上述車載硬件、因特網公網固定IP以及計算機和相應軟件可構成GPS監控系統。系統車載硬件設備通過讀取天空中衛星的星歷數據，在GPS接收機中解算出該設備所處地理位置的經度、緯度、速度等信息數據，并通過串口傳送給嵌入式計算機。該數據經過計算機處理成通訊協議所規定的數據格式后，再通過GPRS網絡把數據傳送到監控中心數據庫服務器。數據按照一定格式貯存于數據庫服務器，同時也被監控中心內其他被授權的計算機讀取。其中一臺計算機可以作為監視機，通過局域網訪問數據庫服務器讀取所有需要監控的設備數據（包括設備型號、操作人員、設備狀態，設備所處位置經度、緯度等），并在相應的電子地圖中顯示。該監控系統硬件通訊示意圖如圖2.

圖2是利用GPRS技術組建的無線通信網絡，隨著控制區域的變化，可能會需要移動公司加強盲區信號。在GPRS網絡里，如果要添加新的設備，只需要在新設備中添加一個卡號即可。

5 應用領域

用GPRS構建的GPS監控系統，根據現場環境適當擴展后可應用于礦山、公交、急救和安防等方面。

參考文獻

[1]麻信洛，李曉中.無線局域網構建及應用[M].北京：國防工業出版社，2006.

〔編輯：陳文強〕

Abstract： GPRS network is a general packet radio service technology for short， which is available to users of GSM mobile phones a mobile data services. On the basis of analysis of GPS， GPRS technology features and hardware components on the car， on the establishment and application of network monitoring systems were discussed， discussed.

Key words： GPS； GPRS network； monitoring system； communications networkendprint

摘 要：GPRS網絡是通用分組無線服務技術的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業務。在分析GPS，GPRS的技術特點和車載硬件構成的基礎上，對監控系統網絡的組建和應用進行了探討、論述。

關鍵詞：GPS；GPRS網；監控系統；通信網絡

中圖分類號：TN926 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）04-0136-02

目前通信網絡分為有線網絡和無線網絡，在不便布線的地方多采用無線網絡通訊方式。主流的無線網主要有GPRS公網方式、MESH無線局域網方式、數傳電臺通訊方式等。在這幾種通訊方式中，GPRS公網通訊可以節省初期搭建基站的造價費用，使用時租用費用低，以移動方式辦公，不受地域因素制約。MESH無線局域網和數傳電臺通訊方式不需要繳納營業費，但初期搭建基站的一次性投入較高，它們在傳輸速率方面有著無可比擬的優勢。電臺通訊方式雖然在專網通訊網絡中因價格低而易于被人接受，但是它的擴展性較差，并且要受區域限制和可用頻率的限制。現對監控系統通訊網絡所采用GPRS方式加以介紹。

1 GPS

GPS 系統是由美國國防部的陸海空三軍在20世紀70年代聯合研制的新型衛星導航系統。該系統是以衛星為基礎的無線電導航定位系統，具有全能性、全球性、全天候、連續性和實時性的導航、定位和定時的功能。能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。GPS的定位原理實質上就是測量學的空間測距定位，利用在平均20 200 km高空均勻分布在6個軌道上的24 顆衛星發射測距信號碼和載波，用戶通過接收機接收這些信號測量衛星至接收機之距，再通過一系列方程演算，便可知地面點位坐標。

2 GPRS技術概述

GPRS是目前解決移動通信信息服務的一種較理想的業務，它以數據流量計費，具有覆蓋范圍廣、數據傳輸速度快等優點。GPRS的推出，為行業和企業用戶開展無線辦公提供了基礎設施平臺，為推動移動辦公的應用和發展創造了有利條件。GPRS的出現為企業和行業用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。

但是GPRS網絡的使用也有局限，需要運營商在使用地區實現信號無盲區覆蓋。那些信號不好的地區，需要與運營商協調，對GPRS網絡進行信號加強。如果該地區根本不存在GPRS網絡，建議采用其他通訊方式。GPRS技術特點表現在通訊范圍廣、數據傳輸速率高、移動性好、兼容性強這幾個方面。

3 GPRS布網方式

3.1 公網固定IP連接

中心采用ADSL等因特網公網連接，采用公網固定IP服務。此種方案先向因特網運營商申請ADSL寬帶業務，中心有公網固定IP。DTU直接向中心發起連接，運行可靠穩定。

3.2 專網私有固定IP廣域連接

中心采用APN專線，所有點都采用內網固定IP客戶中心通過一條APN專線接入移動公司GPRS網絡，雙方互聯路由器之間采用私有固定IP地址進行廣域連接，GGSN和移動公司互聯路由器直接采用GRE隧道。為客戶分配主用的APN，普通用戶不得申請該APN。只有用于GPRS專用網的SIM卡才能進入專網APN，這樣防止其他非法用戶的進入。

3.3 兩種連接方式的優缺點比較

使用私有固定IP地址的專網連接，GPRS信號上傳時采用APN專線，由專門的接入點直接訪問移動公司的服務器。調度室與移動公司之間采用光纖專線連接的方式，無需經過其他路由節點的跳轉，且不經過因特網中轉，所以在實時性、穩定性和安全性方面比使用固定IP地址連接的公網有了大大提高，但是服務費較貴。

4 車載硬件和監控網絡構成

根據市場現有硬件資源，可由工業嵌入式主板、GPS接收機、GPRS模塊、液晶屏等構成車載GPS監控硬件平臺，結構如圖1所示。

上述硬件方案只是利用GPRS眾多方案中的一種，這種方案能夠很快成型，從而被推向市場，其中一些電路原理圖（如電源等）不再贅述。

上述車載硬件、因特網公網固定IP以及計算機和相應軟件可構成GPS監控系統。系統車載硬件設備通過讀取天空中衛星的星歷數據，在GPS接收機中解算出該設備所處地理位置的經度、緯度、速度等信息數據，并通過串口傳送給嵌入式計算機。該數據經過計算機處理成通訊協議所規定的數據格式后，再通過GPRS網絡把數據傳送到監控中心數據庫服務器。數據按照一定格式貯存于數據庫服務器，同時也被監控中心內其他被授權的計算機讀取。其中一臺計算機可以作為監視機，通過局域網訪問數據庫服務器讀取所有需要監控的設備數據（包括設備型號、操作人員、設備狀態，設備所處位置經度、緯度等），并在相應的電子地圖中顯示。該監控系統硬件通訊示意圖如圖2.

圖2是利用GPRS技術組建的無線通信網絡，隨著控制區域的變化，可能會需要移動公司加強盲區信號。在GPRS網絡里，如果要添加新的設備，只需要在新設備中添加一個卡號即可。

5 應用領域

用GPRS構建的GPS監控系統，根據現場環境適當擴展后可應用于礦山、公交、急救和安防等方面。

參考文獻

[1]麻信洛，李曉中.無線局域網構建及應用[M].北京：國防工業出版社，2006.

〔編輯：陳文強〕

Abstract： GPRS network is a general packet radio service technology for short， which is available to users of GSM mobile phones a mobile data services. On the basis of analysis of GPS， GPRS technology features and hardware components on the car， on the establishment and application of network monitoring systems were discussed， discussed.

Key words： GPS； GPRS network； monitoring system； communications networkendprint