無線通訊技術在遠程數據監控中的應用研究

聶順 游華

【摘要】很多重要的儀器和設備在工業的生產過程中要保證企業的安全運轉和操作，因此有著十分重要的作用，很多設備的安全控制因環境惡劣在傳統的監控方法中根本達不到應有的效果，也起不到任何監控作用，所以在現代工業生產中研究遠程監控是非常關鍵的，本文主要介紹了遠程監控過程中無線通訊技術的具體應用和具體的操作方法。

【關鍵詞】遠程監控;無線通訊技術;GPRS

在環境惡劣的生產環境過程中，遠程監控系統的使用可以十分方便的將設備的的各種工作參數和數據顯示出來，為當前工作狀態帶來良好的工作效果，當有不安全的狀態在設備和生產過程中發生時，值班人員就會接收到報警信號，工作人員就能夠盡快調整工作狀態和工作方式，這樣經濟收益就有了大大的增加，工廠的生產率也有了很大的提高，工作強度也會減少很多，在監控系統的可靠性和安全性方面也有了很大的提升。

1.GPRS無線通信技術

在GSM現有的技術之上所研究開發出來的一種承載新的業務方式叫做GPRS（General Paeket Radio Service）通用無線分組技術，這種技術將數據通信技術和移動通信技術進行了完美的結合，并在有線網絡的布線問題上因這種技術的發展得到了有效的解決方案，這種技術的使用和開發可以使單個移動用戶應用多個信道，也可以一個無線通信信道同時供多個GPRS用戶使用。

無線通訊技術的特點包括：（1）采用流量計費方式：收費方式是終端用戶接收和發送數據包的流量數據總和計算費用。用戶即使長期在線，但是沒有數據流量傳送，資費也不會產生。（2）自動切換語音和數據業務。終端用戶在發送和接收數據的同時，可以自由的在語音業務和數據業務之間來回的進行業務切換。（3）實時在線：對于網絡資源的訪問可以達到實時的訪問效果，這樣的實時訪問只要保證設備終端一直處于在線的環境里。（4）高效的傳輸速率：GPRS有高效的傳輸速率，它的交換速率相當于GSM的十幾倍，GPRS的傳輸速率在理論上講可以達到180.ZKbps，平均傳輸速率為58.5Kbit/S。（5）較廣的網絡接入范圍：不需要網絡布線，就可以在無線通信網上建立良好的連接承載網絡傳輸，并實現遠程網絡操作的功能，使pad和每個人使用手機等移動終端用戶更加方便更快捷的接入到網絡中。

GSM所采用的通信方式是電路交換，GPRS技術在原有的通信方式上有了很大的突破。服務和網關兩個支持節點是GSM網絡的工作節點，數據分組交換技術要達到端到端的網絡互聯就要改造部分基站系統的設置。

PDP上下文激活和用戶附著是最基本的GPRS網絡系統操作方式和它的功能。移動終端設備要實現網絡的傳輸與信息共享，第一步就是要確定身份認證和方位，完成網絡附著;第二步就是全面的接入網絡，采用的是PDP申請激活方式，網絡地址的分配是由相關的服務器來完成的。在整個網絡接入的過程中，會使用到HLR、SGSN、PCU等更多的單元。

在通過GPRS網絡和附著過程連接網絡之后，移動終端接收和傳送數據的處理過程也會經過位置區域更新而實現網絡的連接。移動用戶要隨時接入到特定的GPRS數據網絡里，只要申請到IP地址就可以實現整個網絡的互聯。GPRS技術在不斷地發展過程中，已經實現了無線遠端監控業務，多媒體業務，電子郵件業務，數據傳輸業務，訪問TCP IP和WAP協議的功能等等，已經可以實現并滿足用戶的多種要求。

2.GPRS DTU介紹

GPRS DTU是一項虛擬專用的透明數據傳輸并且永遠在線的數據通信網絡系統。此系統的應用主要是在環保監測、油田、煤田、氣象、工業監控、電力自動化等行業，通過GPRS網絡的傳輸從而實現信息的透明化，就可以達到遠程監控的作用。

實現GPRS技術最常用的方式包括了具有多種數據接口，自動恢復系統，內嵌看門狗的功能，傳輸數據透明化，TCP IP協議內嵌方式，嵌入式的處理器具有較高的性能，還具有低功耗，這些都是GPRS技術所采用的方式。

3.GPRS DTU的組網結構

當GPRS傳輸網絡數據時，系統分成終端設備和中心服務器，連接了GPRS DTU模塊和終端設備。

下面就講述了常用的接入中心服務器的三種方法：

（1）內網采用固定的IP地址，計算機中加入移動APN專線。終端客戶要連入移動公司的GPRS網絡只要中心服務器設備接通一條APN專線即可實現，廣域連接雙方的私有固定IP地址實現雙方路由器的互聯，GRE隧道是實現移動公司與GGSN之間的路由器互聯的最終方式。因普通用戶不能單獨申請APN，所以要有專用的APN分配給客戶。專用的APN只有開通了GPRS專用網的SIM卡才可以實現，對其他APN有了一定的限制。中心和監控點的固定IP在有了APN之后就可以進行分配了。為避免在整個信息的傳輸過程里發生信息泄漏的現象，就要在服務器與移動終端間使用加密的端對端方式。過濾端口和IP地址通過防火墻來實現，并且隔離雙方的信息。該方案在穩定性、安全性和實時性上都是三種方案中最強的一種方案，也是最好的一種網絡組合方式，當應用環境非常高時安全性能也有很大的保障。

（2）解析互聯網固定域名連接計算機的方式。解析服務采用DNS+動態IP的中心公網，動態域名的開通可以先由DNS服務商與客戶之間先自行簽訂協議并開通網絡，DNS服務器的連接采用域名尋址，中心公網動態IP由DNS服務器建立連接。這樣的方法節省了公網固定IP的費用，但是在DNA服務器的穩定上受到了一定的限制，因此這樣的操作方式在小規模應用中廣泛應用。

（3）固定IP鎖定計算機的方式。此方式在運行時十分的可靠穩定，因為監控點是固定的IP中心公網，可以直接連接到中心。

在遠程監控的系統里GPRS無線通訊技術的研究具有十分廣闊的前景，通信費用的降低和科技不斷發展所取得的進步，增加了遠程監控系統中GPRS占有率。

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