No.28810
作者：GPRSlover
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标题：GPRSlover:基于GPRS的远程自动雨量监测网络
摘要：No.28810基于GPRS的远程自动雨量监测网络 基于GPRS的远程自动雨量监测网络
摘要：本文介绍了一种新型的无线自动雨量监测网络。该网络突破传统自动气象网络信息采集和传输等方面的弱点，结合移动无线传输和Internet技术使用GPRS数据终端实现雨量监测的自动化，无线化。采用VC++编程建立数据库并对数据信息进行处理，最终达到气象资料在互连网上共享并为用户服务的目的。
关键字：自动气象站 GPRS 数据采集
移动通讯和Internet技术的发展正给社会带来深刻的变化，而GPRS无线数据传输技术的成熟使它在许多行业中得以应用，这也为测控系统的数据传输提供了一种新的手段[1]。由河南研制的GPRS无线雨量监测网络正是基于这样的目的开发完成的。
1、自动雨量监测网络概况
自动气象站是由电子设备或计算机控制的自动进行气象观测和资料收集传输的气象站。从数据传输方式上分通常有两种形式：通过有线网络发送信息的自动气象站和通过GPRS无线方式直接发送信息的自动气象站。将多个自动气象站数据信息利用有线或无线方式连接至数据中心处理系统就构成了自动气象监测网络，通常它采集到的数据是多要素的气象信息。我们这里所介绍的是雨量监测网络采集的是单要素雨量信息，通过扩展自动站的传感器系统即可实现多要素信息采集。
该自动雨量监测网络是由自动雨量站、数据通讯网络(有线和无线两种方式)、数据中心工作站及其局地计算机网络组成的自动气象数据采集系统[2]。如图1：
自动雨量站作为系统的端站安装于各个观测点。其中无线自动雨量站主要由传感器单元、单片机系统和GPRS数据终端单元构成。有线自动雨量站由传感器单元和单片机系统构成，并配有局地微机系统[2]。
无线自动雨量站直接通过GPRS数据终端将信息以无线传输方式发送出去，通过无线网络供应商转送到Internet，经由Internet最终进入数据处理中心；有线自动雨量站利用局地微机系统对采集到的气象信息进行处理，并直接通过Internet传送到数据处理中心。无线自动雨量站的通信费用是以数据流量来计算的，费用低廉，而且使自动站有更强的地域适应空间，只要移动电话网络信号覆盖的地方都能通信。
数据处理中心工作站是整个网络系统的主控部分,由一台主服务器和三台数据处理服务器组成。主服务器在公网上有固定的IP地址，三台数据服务器通过集线器与主服务器联网。主服务器上安装有SQL SERVER2000，用于接收和处理雨量资料，三台数据处理器分别负责接收来自GPRS无线传输的雨量站信息、接收来自有线传输的雨量站信息和对政府部门提供雨量数据服务(如网页浏览、信息服务等)。从各测站发回的气象资料经整理后存入SQL Server数据库，并通过网页浏览方式提供给政府决策部门及其他用户。
2、GPRS概述
GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称。GPRS是GSM Phase2.1规范实现的内容之一，它是一种基于GSM的新型移动分组数据承载业务，能提供比现有GSM网9.6kbit/s更高的数据率[3] [4]。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。它突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观[5]。
GPRS网络是在现有GSM网络中增加GGSN和SGSN来实现的，使得用户能够在端到端分组方式下发送和接收数据[4]。
图2 GPRS系统结构
GPRS是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP或X.25服务。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，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，资源被有效的利用[6]，具有“高速”和“永远在线”的优点。
1) 极速传送，移动新干线
电路交换数据业务(简称CSD)，速率为9.6kbps，GPRS的最高速率可达115.2kbps。
2) 永远在线、费用低廉、我行我素
除了速度上的优势，GPRS还有“永远在线”的特点，即用户随时与网络保持联系。GPRS数据服务可以按流量或时间或包月固定费等方式收取。对营运商来说，提供数据服务的成本产生基本按流量产生，中国移动采取了分段计费(流量)的价格模式，这样就大大降低了用户的使用GPRS进行数据传输的成本，尤其在数据采集与监控系统中。举个例子，用户访问互联网时，点击一个超级链接，手机就在无线信道上发送和接受数据，主页下载到本地后，没有数据传送，手机就进入一种“准休眠”状态，手机释放所用的无线频道给其他用户使用，这时网络与用户之间还保持一种逻辑上的连接，当用户再次点击，手机立即向网络请求无线频道用来传送数据，而不像普通拨号上网那样断线后还得重新拨号才能上网冲浪[5]。
3、整体系统构成
3.1 数据终端及数据传输网络
1) 通过GPRS无线方式直接发送信息的雨量站
系统中GPRS无线数据终端采用了IWOW系列GPRS模块TR800。
产品主要特性如下：
1.频段支持：四频(GSM850/EGSM 900 / DCS 1800 / PCS 1900)
2.高速GPRS传输: Multi-Slot Class 10和 Device Class B; 速率可达到 85.6kbps/Sec
3.内嵌协议: TCP/IP、 WAP、 MMS及Push-To-Talk
4.工作温度: -20~+55摄氏度; 扩展工作温度: -40~+85摄氏度
5.内存: 内含3M bytes可应用于客户应用程序
6.包含2UART,1个SPI总线
7.包含1路数字及2路模拟音频接口 ......
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