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1、嘉复欣基于GPRS的远程自动雨量监测网络shixiang导语：GPRS无线数据传输技术的成熟使它在很多行业中得以应用，这也为测控系统的数据传输提供了一种新的手段。一引言在此介绍一种新型的无线自动雨量监测网络。该网络打破传统自动气象网络信息收集和传输等方面的弱点，结合挪动无线传输和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展处理，最终到达气象资料在互连网上分享并为用户效劳的目的。相关知识：自动气象站GPRS数据收集挪动通讯和Internet技术的开展正给社会带来深入的变化，而GPRS无线数据传输技术的成熟使它在很多行业中得以应用，
2、这也为测控系统的数据传输提供了一种新的手段。GPRS无线雨量监测网络正是基于这样的目的开发完成的。二自动雨量监测网络大概情况自动气象站是由电子设备或者计算机控制的自动进展气象观测和资料采集传输的气象站。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者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，通常它收集到的数据是多要素的气象信息。雨量监测网络收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收集。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
3、据中心工作站及其局地计算机网络组成的自动气象数据收集系统。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数据终端单元采用嘉复欣GF-2020GPRSDTU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。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，通过无线网络供给商转送到Internet，经过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收集到的气象信息进展处理，并直接通过Internet传送到数据处理中心。无线自动雨量站的通讯费用是以数据流量来计算的，费用低廉，而且
4、使自动站有更强的地域适应空间，只要挪动网络信号覆盖的地方都能通讯。数据处理中心工作站是整个网络系统的主控局部,由一台主效劳器和三台数据处理效劳器组成。主效劳器在公网上有固定的IP地址，三台数据效劳器通过集线器与主效劳器联网。主效劳器上安装有SQLSERVER2000，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效劳如网页阅读、信息效劳等。从各测站发回的气象资料经整理后存入SQLServer数据库，并通过网页阅读方式提供应政府决策部门及其他用户。三GPRS概述GPRSGeneralPacketRadioS
5、ervice是通用分组无线业务的简称。GPRS是GSMPhase2.1标准实现的内容之一，它是一种基于GSM的新型挪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。GPRS采用与GSM一样的频段、频带宽度、突发构造、无线调制标准、跳频规那么以及一样的TDMA帧构造。它打破了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展局部改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来讲并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。GPRS网络是在现有GSM网络中增加GGSN和SGSN来实现的，使得用户可以在端到端分组方式下发送和接收数据。align=center
6、图2GPRS系统构造/alignGPRS是一种新的挪动数据通讯业务，在挪动用户和数据网络之间提供一种连接，给挪动用户提供高速无线IP或者X.25效劳。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分享，资源被有效的利用，具有“高速和“永远在线的优点。1极速传送，挪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上风，GPRS还有“永远在线的特点，即用户随时与网络保持联络。GPRS数据效劳可以按流量或者时间或者包月固定
7、费等方式收取。对营运商来讲，提供数据效劳的本钱产生根本按流量产生，中国挪动采取了分段计费流量的价格形式，这样就大大降低了用户的使用GPRS进展数据传输的本钱，尤其在数据收集与监控系统中。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承受数据，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，手机立即向网络恳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。四整体系统构成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
8、中GPRS无线数据终端DTU采用了嘉复欣GF-2020GPRS无线DTU数据终端。每个模块在使用时需要安装SIM卡，和手机一样在挪动网中具有唯一的ID。该终端支持双频GSM/GPRS、符合ETSIGSMPhase2+标准、采用实时时钟、支持A5/1&A5/5加密算法，为用户提供高速、永远在线、透明数据传输的虚拟专用数据通讯网络。嘉复欣GF-2020GPRSDTU系列模块带有40Pin用户数据接口，以便对模块供电和进展数据交换。对外数据线的连接和数据交换方式与RS-232类似，同时该系列大多型号支持+4.5+28VDC电源，方便在更多场合安装使用。在终端所有连接完成之后，通过终端内置的设置、治理
9、与调试工具对GPRS数据终端进展治理，便于用户在使用前配置相关参数和在调试经过中灵敏地改变相关参数以及软件晋级和简单的测试。自动雨量监测网络无线数据传输局部采用中心点多点的方式，如图3align=center图3无线网络构成方式示意7/align自动雨量收集设备有多个，它们用各自的GPRS数据终端将数据打成IP包，经GPRS空中接口接入无线GPRS网络，由挪动效劳商转接到Internet，最终通过各种网关和路由到达统一的数据处理中心工作站。需要指出的是GPRS终端向数据业务中心发送数据是连续性发送，可以根据需要调整发送数据的频率，这在一定程度上也降低了无线信息传输费用。在整个无线网络设计经过中
10、首先要解决的关键问题是：怎样进展气象信息收集单元与GPRS终端的连接，怎样根据详细无线网络情况公道设置，怎样进展数据打包发送并在数据中心工作站实现接收。2通过有线网络发送信息的雨量站有线雨量站中单片机把传感器获得的雨量信息用串行通讯的方式送到局地微型机算机。计算机首先把数据进展处理和编码，然后通过互连网把数据信息送到有固定IP的数据业务中心站。在这一经过中，需要开发局地计算机数据处理和发送软件，进展数据传送，同时数据业务中心站要有对应的效劳器端数据接收软件实现数据接收和保存。align=center图4有线网络构成简图/align2数据中心工作站align=center图5数据中心站构成示意/
11、align主效劳器安装WindowsServer2003操纵系统，并安装了SQLServer2000数据库治理软件。所有来自终端自动雨量站的数据经过网络首先进入具有固定的IP地址的主效劳器。但是考虑到效劳器的稳定运行问题通常不允许在效劳器上安装其他应用软件，为了降低主效劳器的负荷，系统中需要另外增加三台效劳器来分担主效劳器的数据处理任务。这四台效劳器共同构成类似于内部局域网的数据中心工作站DSC。固然数据中心站有多台效劳器，但它对外部公网只提供一个IP地址，因此在架设经过中采用了一种网络地址转换NAT技术。NAT端口映射功能将一台主机的假IP地址映射成一个真IP地址，当用户访问提供映射端口主机
12、的某个端口时，效劳器将恳求转到内部提供这种特定效劳的主机。可以让内部网络中某台机器对外部提供WWW效劳，而不是将真IP地址直接转到内部提供WWW效劳的主机。三台处理效劳器分别处理来自不同端口的信息，来自无线自动雨量监测站的信息经主效劳器的端口映射到无线数据接收处理效劳器接收，然后再送回主效劳器保存在SQL数据库；通过有线方式接收信息的任务那么由有线接接收处理效劳器来完成。最终WWW效劳器从主效劳器上调用SQL数据库，将雨量信息在Web页上实现动态更新显示，以供外部用户通过Internet访问。3软件设计软件设计主要指利用计算机高级语言开发数据中心站上的数据接收和处理软件。对于有线数据传输方式，
13、利用VC+6.0开发出客户端局地计算机数据发送软件和效劳器端有线数据接收处理效劳器数据接收软件。软件中数据的传输采用了Winsock方式。对于无线数据传输方式的软件开发，使用了GPRS厂商提供的开发工具包。当从网络上采集到某个雨量站发来的信息后，经过一系列处理后把数据存入SQL数据库。最后，在WWW效劳器上利用ASPActiveSeverPages开发出Web页面供外部用户访问。五完毕语GPRS无线数据传输技术的成熟促进它在更宽广领域中的应用，在气象领域国外于2003年上半年推出了基于GPRS的自动气象站。本文介绍的雨量监测网络已经完成，这种中小尺度的气象监测网络将在很大程度上增强对灾难性天气的预警才能，减少了国家和人民的财产损失。0