第一部分 GPRS網(wǎng)絡(luò)簡介

GPRS是目前解決移動通信信息服務(wù)的一種較完美的業(yè)務(wù)，它是以數(shù)據(jù)流量計費、或大數(shù)據(jù)的包月包年計費。覆蓋范圍廣泛、數(shù)據(jù)傳輸速度更快。GPRS的推出，為行業(yè)和企業(yè)用戶開展無線數(shù)據(jù)傳輸提供了基礎(chǔ)設(shè)施平臺，為推動移動辦公的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，GPRS網(wǎng)絡(luò)具有租用費用低、移動辦公，不受地域制約等優(yōu)點。GPRS的出現(xiàn)為企業(yè)和行業(yè)用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。
GPRS通信方式更適合于監(jiān)控數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)，目前監(jiān)控中心與各數(shù)據(jù)采集點大部分采用有線交互傳輸，甚至有些偏遠采集點要有線網(wǎng)絡(luò)接入成了不可能。月租費太高，用電話線傳送數(shù)據(jù)按時間計費，帶來諸多不便，費用也不便宜。

GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點

1、覆蓋范圍。構(gòu)建采集傳輸系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。由于采集點數(shù)量眾多，分布在全省范圍內(nèi)，部分采集點位于偏僻地區(qū)，而且地理位置分散。另外，還必須考慮今后系統(tǒng)擴充的可能，必須具有良好的可擴展性。由于目前GPRS已覆蓋省內(nèi)絕大部分地區(qū)，能夠滿足數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對覆蓋范圍的要求。

2、數(shù)據(jù)傳輸速率高。目前GPRS實際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸速率的需求。

3、系統(tǒng)的傳輸容量大。數(shù)據(jù)控制中心要和每一個采集點實現(xiàn)實時連接。由于采集點數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鳪PRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。

4、通信費用控制靈活。采用傳統(tǒng)的有線方式建立數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，必須租用專線或電話線進行連接。由于采集點必須與中心隨時保持連線狀態(tài)，而每次數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)量很小，線路資源利用率很低，平均每一個采集點每月的線路費用為800～1200元。而如果采用GPRS通信方式，由于GPRS采用按數(shù)據(jù)流量計費的方式，資源利用率高，月通信費用將在200元之內(nèi)，如果數(shù)據(jù)量很大的情況下也可按包月或包年計費。

5、良好的實時響應(yīng)與處理能力。與短消息服務(wù)比較，由于GPRS具有實時在線特性，系統(tǒng)無時延，可很好的滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。

第二部分 F2103特點介紹

F2103 GPRS DTU技術(shù)規(guī)范

F2103 GPRS DTU采用高性能嵌入式處理器，以實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺，內(nèi)嵌自主知識產(chǎn)權(quán)的TCP/IP協(xié)議棧。為用戶提供高速，穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)終端永遠在線，多種協(xié)議轉(zhuǎn)換的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。針對網(wǎng)絡(luò)流量控制的用戶，產(chǎn)品支持語音，短信，數(shù)據(jù)觸發(fā)上線以及超時自動斷線的功能。同時也支持雙數(shù)據(jù)中心備份，以及多數(shù)據(jù)中心同步接收數(shù)據(jù)等功能。公司產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于金融，水利，環(huán)保，電力，郵政，氣象等行業(yè)。

一、 無線參數(shù)

1、支持EGSM900/GSM1800無線網(wǎng)絡(luò)
2、GPRS multi-slot class 10
3、編碼方案：CS1~CS4
4、符合SMG31bis技術(shù)規(guī)范
5、Compliant to GSM phase 2/2+
6、支持數(shù)據(jù)和短信功能

二、 硬件系統(tǒng)

1、高性能RISC 嵌入式處理器，主頻100M，512K FLASH。
2、接口：
同時支持RS232/RS485串口。串口速率110~230400bits/s。
指示燈：具有電源、通信及在線指示燈。
天線接口：標準SMA陰頭天線接口，特性阻抗50歐。
SIM卡接口：3V/1.8V標準的推桿式用戶卡接口。
電源接口：標準的3芯火車頭電源插座。
3、供電：
外接電源：DC 12V 500mA
寬電壓供電：DC 5-35V
通信電流：250mA (12V)
4、無線模塊
采用高性能工業(yè)級GPRS無線模塊
5、尺寸
外形尺寸：91x58.5x22 mm（不包括天線及固定件）
6、其他參數(shù):
工作環(huán)境溫度 -25~+65ºC
儲存溫度 -40~+85ºC
相對濕度 95%(無凝結(jié))

三、 軟件功能
1. 智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設(shè)備永遠在線。
2. 支持RSA，RC4加密算法
3. 支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)（APN）
4. 透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換，支持多種工作模式
5. 支持數(shù)據(jù)中心動態(tài)域名和IP地址訪問
6. 支持雙數(shù)據(jù)中心備份
7. 支持多數(shù)據(jù)中心
8. 支持短信、語音、數(shù)據(jù)等喚醒方式以及超時斷開網(wǎng)絡(luò)連接。
9. 支持短消息備份及告警。
10. 多重軟硬件看門狗
11. 數(shù)據(jù)包傳輸狀態(tài)報告。
12. 標準的AT命令界面
13. 可以用做普通撥號MODEM
14. 支持telnet功能。
15. 支持遠程配置，遠程控制
16. 通過串口軟件升級
17. 同時支持LINUX和WINDOWS操作系統(tǒng)

第三部分 解決方案

1、系統(tǒng)綜合拓撲圖：
2、系統(tǒng)組成
本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由控制中心；監(jiān)控告警設(shè)備、和F2103 DTU組成。

1) 終端設(shè)備
終端器件組成: F2103 DTU、SIM卡、PLC、監(jiān)控告警設(shè)備等。
首先對DTU進行設(shè)置，設(shè)置要連接的中心IP和端口及其它必要性的設(shè)置，設(shè)置好后PLC或采集設(shè)備通過RS232接口和DTU相連，DTU上電之后根據(jù)事先設(shè)置好的中心IP和端口進行連接，成功連接到中心軟件后即可雙向傳輸數(shù)據(jù)。

目的：建立監(jiān)控中心與采集點之間的信息網(wǎng)絡(luò)，完整、及時、準確采集告警數(shù)據(jù)，實現(xiàn)控制中心對采集點的管理、統(tǒng)計、分析，同時支持采集點基本日常業(yè)務(wù)管理，提高管理部門和采集點的工作效率。

2) 監(jiān)控中心部分：寬帶網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、PC、組態(tài)軟件或其它中心軟件。
首先用某臺能上網(wǎng)的PC機，條件必須能讓外網(wǎng)訪問的到，如運行中心軟件的PC機在局域網(wǎng)里面，那要在局域網(wǎng)路由器做端口映射到本機PC，等這些條件具備之后在本機運行一個中心DEMO或組態(tài)軟件，開放一個端口，運行軟件等待DTU的連接。

DTU連接中心后，就可按要求進行傳輸數(shù)據(jù)，中心收到數(shù)據(jù)后，通過系統(tǒng)進行解密、過濾、篩選，最終獲得所需要的數(shù)據(jù)進行分析、統(tǒng)計等工作。

目的:主要是監(jiān)控中心對所有采集數(shù)據(jù)的集成。并且通過網(wǎng)絡(luò)將各個采集數(shù)據(jù)和中心監(jiān)控部門聯(lián)系起來，及時的反饋數(shù)據(jù)采集點各類信息，提供管理部門制訂計劃。

通道建立成功后，DTU串口實時監(jiān)控采集器的數(shù)據(jù)，只要串口有數(shù)據(jù)過來，DTU將全透明進行實時傳輸。如果數(shù)據(jù)量小，或需要定時傳輸數(shù)據(jù)的，DTU可選數(shù)據(jù)激活、電話呼叫或短信激活等模式，或根據(jù)實際應(yīng)用也可考慮修改軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰＿@樣就可靈活應(yīng)用不同的數(shù)據(jù)傳輸需求來采取不同的傳輸方式，以減少及節(jié)約不必要的傳輸費用。

本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/201706/353383.htm3、組網(wǎng)實施

方案一： 中心采用公網(wǎng)固定IP

中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP服務(wù)的。

此種方案向先INTERNET運營商申請ADSL等寬帶業(yè)務(wù)，中心有公網(wǎng)固定IP的。

監(jiān)控點（無線數(shù)傳終端）直接向設(shè)定好的中心固定IP發(fā)起連接。

方案二：公網(wǎng)動態(tài)IP ＋ 域名(DNS)解析

中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)動態(tài)IP+DNS解析服務(wù)的。

客戶先與DNS服務(wù)商聯(lián)系開通動態(tài)域名，監(jiān)控點(無線數(shù)傳終端)先采用域名尋址方式連接DNS服務(wù)器，再由DNS服務(wù)器找到中心公網(wǎng)動態(tài)IP，建立連接。也就是說當DTU上線后首先去連接設(shè)定好的DNS域名,再通過DNS服務(wù)器找到此域名當時在公網(wǎng)的動態(tài)IP,之后DTU再去連接這個IP及端口。

此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務(wù)器的穩(wěn)定，所以要尋找可靠的DNS服務(wù)商。此種方案適合小規(guī)模應(yīng)用。

方案三： APN專線

中心采用APN專線， 所有點都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP

客戶中心通過一條2M APN專線接入移動公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進行廣域連接，在GGSN與移動公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。

為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請該APN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡才能進入專網(wǎng)APN，防止其他非法用戶的進入。

用戶在內(nèi)部建立RADIUS服務(wù)器，作為內(nèi)部用戶接入的遠程認證服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用路由器本地認證功能）。只有通過認證的用戶才允許接入，用以保證用戶內(nèi)部安全。

用戶在內(nèi)部建立DHCP服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用DHCP功能），為通過認證的用戶分配用戶內(nèi)部地址。

移動終端和服務(wù)器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。

雙方采用防火墻進行隔離，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾。

此種方案無論實時性，安全性和穩(wěn)定性較前一種方案都有大大提高，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點比較多、實時性要求較高的應(yīng)用環(huán)境。在資金允許的情況下之最佳組網(wǎng)方式。

業(yè)務(wù)流程

GPRS專網(wǎng)系統(tǒng)終端上網(wǎng)登錄服務(wù)器平臺的流程為：

1）用戶發(fā)出GPRS登錄請求，請求中包括由移動公司為GPRS專網(wǎng)系統(tǒng)專門分配的專網(wǎng)APN；

2）根據(jù)請求中的APN，SGSN向DNS服務(wù)器發(fā)出查詢請求，找到與企業(yè)服務(wù)器平臺連接的GGSN，并將用戶請求通過GTP隧道封裝送給GGSN；

3）GGSN將用戶認證信息（包括手機號碼、用戶賬號、密碼等）通過專線送至Radius進行認證；

4）Radius認證服務(wù)器看到手機號等認證信息，確認是合法用戶發(fā)來的請求，向DHCP服務(wù)器請求分配用戶地址；

5）Radius認證通過后，由Radius向GGSN發(fā)送攜帶用戶地址的確認信息；

6）用戶得到了IP地址，就可以攜帶數(shù)據(jù)包，對GPRS專網(wǎng)系統(tǒng)信息查詢和業(yè)務(wù)處理平臺進行訪問。

方案四：中心無線路由器接入

此方案在中心無寬帶條件接入的情況下采用，但要有GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

1.中心采用無線路由器，采用DNS解析方式，穩(wěn)定性較差。
2.中心采用無線路由器，申請固定IP，穩(wěn)定性好，推薦此方式。
3.中心采用無線路由器，申請APN專線，穩(wěn)定性較好，此方式為最佳

備注:如果主站是通過串口接收數(shù)據(jù)的，那中心主站就要應(yīng)用轉(zhuǎn)發(fā)軟件(本公司提供)，也就是說接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到某個串口中(虛擬串口)，具體應(yīng)用到時另與技術(shù)部聯(lián)系提供資料。

四．總結(jié)

以GPRS為基礎(chǔ)的無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)有很廣泛的應(yīng)用，GPRS使互聯(lián)網(wǎng)進入無線領(lǐng)域，一直延伸到手掌上。除了支持傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，GPRS也可使無線終端支持B2B、B2C的電子商務(wù)和電子支付、股票交易、銀行轉(zhuǎn)帳等應(yīng)用。GPRS同樣可以應(yīng)用于公司內(nèi)部網(wǎng)(INTRANET)，基于IP的遠程LAN接入，使無線終端成為LAN的延伸，幾乎所有低速率的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)都可以應(yīng)用，如對電力系統(tǒng)自動化、工業(yè)監(jiān)控、交通管理、氣象、金融、環(huán)保監(jiān)測、煤礦、油田、證券等行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

F3120 GPRS ROUTER技術(shù)規(guī)范

F3120 GPRS ROUTER采用高性能的工業(yè)級ARM9通信處理器，以嵌入式實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺，系統(tǒng)集成了全系列從邏輯鏈路層到應(yīng)用層通信協(xié)議，支持靜態(tài)及動態(tài)路由，PPP server及PPP client，VPN（包括PPTP和IPSEC）,DHCP server及DHCP client，DDNS，防火墻，NAT，DMZ主機等功能。為用戶提供安全，高速，穩(wěn)定可靠，各種協(xié)議路由轉(zhuǎn)發(fā)的無線路由網(wǎng)絡(luò)。本產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于金融，水利，環(huán)保，電力，郵政，氣象等行業(yè)。

四、 無線參數(shù)

1、支持EGSM900/GSM1800無線網(wǎng)絡(luò)
2、GPRS multi-slot class 10
3、編碼方案：CS1~CS4
4、符合SMG31bis技術(shù)規(guī)范
5、Compliant to GSM phase 2/2+
6、支持數(shù)據(jù)和短信功能
7、支持13K QCELP音頻編解碼

五、 硬件系統(tǒng)

1、工業(yè)級ARM9 CPU，主頻200M
2、FLASH：4MB（可擴展至16MB）
3、SDRAM：16MB（可擴展至64MB）
4、E2PROM：64KB
5、接口：
1個10/100M以太網(wǎng)口
1個RS232串口。（根據(jù)需要，可支持RS422/RS485），串口速率110~230400bits/s
指示燈：具有“Power”、“Online”、“Alarm”、“System”、“Link/ACT”五個指示燈。
天線接口：標準SMA陰頭天線接口，特性阻抗50歐。
SIM/UIM卡接口：標準的抽屜式用戶卡接口（3V/5V）。
電源接口：標準的3芯火車頭電源插座。
“Reset”復位按鈕，通過此按鈕，可將ROUTER的參數(shù)配置恢復為出廠值。
6、供電：
外接電源：DC 9V 1.5A
寬電壓供電：DC 5-35V
通信電流：450mA (9V)
待機電流：35mA (9V)
7、無線模塊
采用高性能工業(yè)級GPRS無線模塊
8、尺寸
外形尺寸：157x97x25 mm (不包括天線和安裝件)
9、其他參數(shù):
工作環(huán)境溫度 -25~+65ºC
儲存溫度 -40~+85ºC
相對濕度 95%(無凝結(jié))

六、 軟件功能

1. 支持VPN安全隧道功能,包括PPTP＋MPPE和IPSEC

2. 智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設(shè)備永遠在線。

3. 支持IPTABLES防火墻，包過濾功能

4. 支持多種協(xié)議：TCP/IP，UDP，ICMP，SMTP，HTTP，POP3，OICQ，TELNET，F(xiàn)TP等。

5. 支持動態(tài)路由和靜態(tài)路由

6. 支持DHCP 功能

7. 支持NAT功能，如SNAT，DNAT

8. 支持動態(tài)DDNS

9. 支持DMZ主機

10. 支持路由轉(zhuǎn)發(fā)，同時也支持串口數(shù)據(jù)傳輸,，數(shù)據(jù)中心管理

11. 支持APN網(wǎng)絡(luò)

12. 方便的WEB配置，支持遠程WEB管理

13. 支持telnet管理，方便易用的控制臺shell交互環(huán)境

14. 支持多臺終端共享router ppp廣域網(wǎng)出口

15. 支持多種無線撥號方式：自動分配，指定IP，指定本地對端IP

16. 支持作為PPP服務(wù)器，多種認證方式，支持雙向認證

17. 方便易用的COM及SYSLOG系統(tǒng)診斷，調(diào)試功能

18. 支持串口本地軟件升級

19. 支持TFTP軟件遠程升級

20. 同時支持LINUX和WINDOWS操作系統(tǒng)

編輯：小宇