一、需求分析

　　通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service）的簡(jiǎn)稱，它是GSM移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS可說(shuō)是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌且苑獍≒acket）式來(lái)傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計(jì)算，并非使用其整個(gè)頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。GPRS經(jīng)常被描述成“2.5G”，也就是說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)位于第二代（2G）和第三代（3G）移動(dòng)通訊技術(shù)之間。它通過(guò)利用GSM網(wǎng)絡(luò)中未使用的TDMA信道，提供中速的數(shù)據(jù)傳遞。GPRS突破了GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式，只通過(guò)增加相應(yīng)的功能實(shí)體和對(duì)現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進(jìn)行部分改造來(lái)實(shí)現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對(duì)來(lái)說(shuō)并不大，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當(dāng)可觀。而且，因?yàn)椴辉傩枰F(xiàn)行無(wú)線應(yīng)用所需要的中介轉(zhuǎn)換器，所以連接及傳輸都會(huì)更方便容易。如此，使用者既可聯(lián)機(jī)上網(wǎng)，參加視訊會(huì)議等互動(dòng)傳播，而且在同一個(gè)視訊網(wǎng)絡(luò)上（VRN）的使用者，甚至可以無(wú)需通過(guò)撥號(hào)上網(wǎng)，而持續(xù)與網(wǎng)絡(luò)連接。GPRS分組交換的通信方式在分組交換的通信方式中，數(shù)據(jù)被分成一定長(zhǎng)度的包（分組），每個(gè)包的前面有一個(gè)分組頭（其中的地址標(biāo)志指明該分組發(fā)往何處）。數(shù)據(jù)傳送之前并不需要預(yù)先分配信道，建立連接。

　　GPRS通信方式更適合于油井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的通信業(yè)務(wù)。在油田的生產(chǎn)、開(kāi)采過(guò)程中有大量的數(shù)據(jù)需要工作人員及時(shí)的采集、記錄，以供管理部門(mén)及時(shí)的做出決策，管理生產(chǎn)。如果這些數(shù)據(jù)都要人工采集、記錄的話勢(shì)必給工作人員巨大的工作量，而且效率不高。

　　GPRS無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)有以下優(yōu)勢(shì)：

　　1.GPRS用戶可隨意分布和移動(dòng)自己的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)，無(wú)須擔(dān)心線路的維護(hù)或有線在移機(jī)時(shí)導(dǎo)致的通訊中斷。建設(shè)新的營(yíng)業(yè)點(diǎn)無(wú)需進(jìn)行拉線，埋線等工作。

　　2.終端價(jià)格比較低，與DDN相比，基帶Modem（DDN專(zhuān)線Modem）其終端價(jià)格便宜很多。

　　3.GPRS資費(fèi)便宜，計(jì)費(fèi)合理。GPRS 資費(fèi)包月比有線電話網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)還便宜。醫(yī)保數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)沒(méi)有大數(shù)據(jù)量的信息傳輸，不必要采用資費(fèi)很高的專(zhuān)線（DDN、幀中繼）。GPRS還可根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量和提供的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。在GPRS網(wǎng)中，用戶只需與網(wǎng)絡(luò)建立連接，就可長(zhǎng)時(shí)間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)才占用信道并被計(jì)費(fèi)，保持時(shí)不占用信道不計(jì)費(fèi)。

　　4.GPRS能地支持頻繁的、少量突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠，永不掉線。

　　5.GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無(wú)縫連接。

　　由于GPRS網(wǎng)本身就是一個(gè)分組型數(shù)據(jù)網(wǎng)， 支持TCP/IP、X.25協(xié)議，因此無(wú)需經(jīng)過(guò)PSTN等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接，直接與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（IP網(wǎng)或 X.25網(wǎng)）互通，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。采用TCP/IP協(xié)議，較以前的無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，GSM短信息）而言，網(wǎng)絡(luò)接入更加直接方便。

　　6.覆蓋較好，比較很多無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是的。

　　二、解決方案

　　1.特點(diǎn)

　　我公司設(shè)計(jì)的這套油井監(jiān)測(cè)管理方案具有配置靈活、實(shí)施方便、可靠性高、數(shù)據(jù)采集及時(shí)準(zhǔn)確等特點(diǎn)。

　　A.配置靈活：用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際情況靈活的選擇多種數(shù)據(jù)傳輸方式，比如：采集到的數(shù)據(jù)可以通過(guò)無(wú)線方式傳輸?shù)骄?duì)控制處，也可以通過(guò)線纜直接連接方式傳輸；井隊(duì)采集的數(shù)據(jù)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、專(zhuān)線、GPRS 無(wú)線公網(wǎng)上報(bào)到總部。

　　B.實(shí)施方便：由于該方案中大理使用了無(wú)線傳輸方式的GPRS無(wú)線網(wǎng)方式傳輸數(shù)據(jù)，所有用戶無(wú)須布線，只要安裝數(shù)據(jù)采集端、數(shù)據(jù)接收端、GPRS Modem 等設(shè)置即可。

　　C.可靠性高：由于我公司開(kāi)發(fā)的LQ8100系列 GPRS的無(wú)線傳輸模塊具有傳輸穩(wěn)定可靠、通信速率高、接收靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低等特點(diǎn)。

　　D.數(shù)據(jù)采集及時(shí)準(zhǔn)確：用戶可以自定義數(shù)據(jù)采集的時(shí)間間隔，系統(tǒng)自動(dòng)定時(shí)采集，自動(dòng)傳輸?shù)骄?duì)管理處，并可以自動(dòng)將數(shù)據(jù)上報(bào)到總部管理處。

　　2、三種無(wú)線通信方式特點(diǎn)比較

　　根據(jù)油井在油田的分布特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)有：無(wú)線超短波、GSM 短信（SMS）、GPRS。

　　無(wú)線超短波：可用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的工作環(huán)境，提供標(biāo)準(zhǔn)接口，可直接與計(jì)算機(jī)、RTU、PLC 等連接，實(shí)現(xiàn)透明傳輸，傳輸速率為 1200-19.2K,頻點(diǎn)間隙為25K,采用工業(yè)頻段230MHZ或400MHZ,接收靈敏度較高，技術(shù)成熟。組網(wǎng)時(shí)需要根據(jù)實(shí)際環(huán)境架設(shè)天線，中心站一般要求20-30米，分站在10米左右，超短波受電臺(tái)數(shù)量的限制，適合小規(guī)模應(yīng)用（比如各個(gè)采油隊(duì)的監(jiān)控）。

　　GSM 短信（SMS）：SMS 是一種存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。也就是說(shuō)，短消息并不是直接從發(fā)送人發(fā)送到接收人，而始終通過(guò) SMS 中心進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。如果接收人處于未連接狀態(tài)（可能電話已關(guān)閉），則消息將在接收人再次連接時(shí)發(fā)送。短信息應(yīng)用于內(nèi)部管理，業(yè)務(wù)系統(tǒng)和客戶服務(wù)系統(tǒng)： A公司在全國(guó)已有100多個(gè)業(yè)務(wù)劃分區(qū)域，日常工作中有大量諸如新商品信息、價(jià)格調(diào)整等業(yè)務(wù)資訊需要及時(shí)提供給所有區(qū)域經(jīng)理，在應(yīng)用短信息之前，主要通過(guò)電話或Email來(lái)完成這些事情，需要投入大量的人力來(lái)完成這些工作，并且還經(jīng)常由于各種因素的影響而出現(xiàn)延誤的現(xiàn)象，現(xiàn)在用短信息則可以快捷和輕松地完成這部分工作。另外A公司在全國(guó)還有近50000個(gè)會(huì)員客戶，以前要向他們以郵件的形式郵寄商品信息、活動(dòng)信息、節(jié)日問(wèn)候等小宣傳單，成本很高，工作量非常大，而且速度又慢，用了短信息以后，現(xiàn)在的郵件都盡可能地用短信息來(lái)代替了。在其他方面，像業(yè)務(wù)員的月度計(jì)劃任務(wù)、完成情況以及業(yè)務(wù)提成等用短信息來(lái)提醒。

　　GPRS：一種分組交換系統(tǒng)，有實(shí)時(shí)在線，按量計(jì)費(fèi)，快捷登錄、高速傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。

　　3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　4.產(chǎn)品安裝圖

　　GPRS無(wú)線業(yè)務(wù)與其他網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的性價(jià)比較

　　5.系統(tǒng)組成

　　1）終端設(shè)備

　　用戶端：

　　油井智能數(shù)據(jù)集中器

　　油井智能數(shù)據(jù)集中器功能強(qiáng)大，可支持多種通用接口方式，實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、預(yù)處理、傳輸?shù)榷喾N功能。油井智能數(shù)據(jù)集中器可直接通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口連接到監(jiān)控儀器，完成對(duì)監(jiān)控參數(shù)的采集或進(jìn)行控制操作。

　　GPRS無(wú)線設(shè)備采用廈門(mén)桑榮科技發(fā)展有限公司的GPRS-DTU通信模塊，采用串口和油井智能數(shù)據(jù)集中器相連，完成用戶系統(tǒng)的構(gòu)成。

　　● GPRS設(shè)備采用山東力創(chuàng)科技LQ系列GPRS-DTU傳輸設(shè)備，模塊采用SIMCOM、摩托羅拉G20、愛(ài)立信GR47、德國(guó)西門(mén)子

　　MC35I無(wú)線GPRS模塊， 強(qiáng)大功能如下：

　　1）串口通訊輸率有6種工作速率，分別是1200、2400、4800、9600、19200、57600Bps，串口速率可以通過(guò)配置軟件設(shè)置。串口通訊的模式是8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無(wú)奇偶校驗(yàn)、無(wú)硬件流控。

　　2）遠(yuǎn)程/自動(dòng)喚醒功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程模擬量、開(kāi)關(guān)量采集、控制，可隨時(shí)通過(guò)遠(yuǎn)程控制或自動(dòng)啟動(dòng)通訊連接，保證了其工作的可靠性。

　　3）可以實(shí)現(xiàn)TCP、UDP等多種通訊方式，可實(shí)現(xiàn)通訊參數(shù)在線配置，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集中心的自由切換調(diào)保證客戶系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　4）針對(duì)GPRS按流量計(jì)費(fèi)的客戶，要節(jié)約數(shù)據(jù)流量，在使用TCP方式實(shí)時(shí)自診斷在線數(shù)據(jù)包采用小數(shù)據(jù)心跳包并且可以設(shè)置發(fā)送心跳包的間隔。

　　5）LQ系列GPRS實(shí)現(xiàn)了對(duì)主控電路實(shí)時(shí)監(jiān)控傳輸信號(hào)，實(shí)現(xiàn)可靠的斷線監(jiān)測(cè)和掉線重連，實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)，解決了在連接過(guò)程中所出現(xiàn)的假撥號(hào)現(xiàn)象。

　　6）實(shí)現(xiàn)下位機(jī)ID編號(hào)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，結(jié)合相應(yīng)的軟件，便可靈活實(shí)現(xiàn)點(diǎn)～點(diǎn)、點(diǎn)～多點(diǎn)的對(duì)等數(shù)據(jù)傳輸。下位機(jī)可不用申請(qǐng)固定IP,以節(jié)省固定IP租用費(fèi)。

　　7）內(nèi)嵌了完整的TCP/IP協(xié)議棧，包括 TCP、UDP、FTP、SOCKET、TELNET、HTTP等協(xié)議的開(kāi)發(fā)，應(yīng)用更全面、更廣闊。

　　8） 帶自主開(kāi)發(fā)的主控電路和硬件看門(mén)狗，保證電路可靠工作，并可根據(jù)需要進(jìn)行軟件串口升級(jí)。

　　9）支持TTL、RS232/485三種通訊接口，方便了用戶選擇使用。

　　10）可上電即自動(dòng)撥號(hào)上網(wǎng)，一直在線，掉線可自動(dòng)重?fù)堋７浅＿m合無(wú)人職守。的應(yīng)用。

　　11）LQ系列GPRS不僅采用低功耗、低電壓的專(zhuān)用電源管理芯片，更方便嵌入式用戶，同時(shí)還針對(duì)外接用戶所采用的外接產(chǎn)品。

　　12）組網(wǎng)簡(jiǎn)單、迅速、靈活， LQ系列GPRS不依賴于運(yùn)營(yíng)商交換中心的數(shù)據(jù)接口設(shè)備，通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地的構(gòu)建覆蓋全中國(guó)的虛擬移動(dòng)數(shù)據(jù)通信專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)

　　2）傳輸網(wǎng)絡(luò)端：

　　采用移動(dòng)公司提供的覆蓋全國(guó)的GPRS/GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)線路和接口。經(jīng)過(guò)數(shù)年多的建設(shè)，中國(guó)移動(dòng)GPRS網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了沿海地區(qū)的全面覆蓋和山區(qū)地區(qū)的地市覆蓋，并且于2002年5.17正式向用戶提供服務(wù)。

　　3）用戶后臺(tái)軟件系統(tǒng)：

　　應(yīng)用服務(wù)

　　主要由四層軟件組成：

　　前端軟件：

　　前端軟件運(yùn)行于終端上，支持本地業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的查詢及業(yè)務(wù)事務(wù)處理；同時(shí)管理

　　無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)，完成撥號(hào)、掛斷及狀態(tài)監(jiān)測(cè)；對(duì)于事務(wù)處理請(qǐng)求與確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)可靠

　　的傳輸控制，保證與局端的協(xié)作。

　　外網(wǎng)服務(wù)軟件：

　　外網(wǎng)服務(wù)軟件完成與前端軟件的安全及加解密，協(xié)同外網(wǎng)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)完成數(shù)據(jù)查詢請(qǐng)求的處理及應(yīng)答；處理內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同步命令維護(hù)外網(wǎng)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)；為內(nèi)網(wǎng)服務(wù)軟件與前端軟件提供穿透物理隔離的傳輸，使業(yè)務(wù)處理請(qǐng)求可以全有效地到達(dá)內(nèi)網(wǎng)并進(jìn)行處理。

　　內(nèi)網(wǎng)服務(wù)軟件：

　　內(nèi)網(wǎng)服務(wù)軟件完成與外網(wǎng)服務(wù)軟件的隔離傳輸，及與前端軟件的安全和加解密，對(duì)前端產(chǎn)生的事務(wù)處理請(qǐng)求進(jìn)行解釋、執(zhí)行，依靠數(shù)據(jù)庫(kù)適配層軟件，將各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)同步至外網(wǎng)查詢服務(wù)軟件。

　　局端數(shù)據(jù)庫(kù)適配層軟件：

　　局端數(shù)據(jù)庫(kù)適配層軟件對(duì)存在于多體系異種數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)提供抽象接口，支持內(nèi)網(wǎng)服務(wù)軟件完成事務(wù)處理及數(shù)據(jù)同步。

　　三。移動(dòng)GPRS專(zhuān)線APN傳輸方式

　　APN（Access Point Name），即“接入點(diǎn)名稱”，是您在通過(guò)手機(jī)上網(wǎng)時(shí)必須配置的一個(gè)參數(shù)，它決定了您的手機(jī)通過(guò)哪種接入方式來(lái)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)標(biāo)識(shí)GPRS的業(yè)務(wù)種類(lèi)，目前分為兩大類(lèi)：CMWAP/UNIWAP/3GWAP（通過(guò)GPRS訪問(wèn)WAP業(yè)務(wù)）、CMNET/UNINET/3GNET（除了WAP以外的服務(wù)目前都用CMNET,比如連接因特網(wǎng)等）。現(xiàn)在我們涉及到的APN具體有兩種，一種是通過(guò)手機(jī)瀏覽器上網(wǎng)使用的，另一種是通過(guò)客戶端軟件來(lái)登陸服務(wù)器。中國(guó)聯(lián)通的2G業(yè)務(wù)WAP瀏覽器中使用的APN為“UNIWAP”，3G業(yè)務(wù)WAP瀏覽器使用的APN為“3GWAP”；中國(guó)聯(lián)通的2G上公網(wǎng)使用的APN為“UNINET”，3G業(yè)務(wù)上網(wǎng)卡及上公網(wǎng)使用的APN為“3GNET“。 中國(guó)移動(dòng)上內(nèi)網(wǎng)的APN為“CMWAP“，上網(wǎng)卡及上公網(wǎng)使用的APN為“CMNET“。

　　1、根據(jù)企業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的特殊要求，本公司設(shè)計(jì)了基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸方案，采用了多種安全措施，主要包括：

　　·通過(guò)一條2M專(zhuān)線由信息中心接入移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有IP地址進(jìn)行廣域連接，在GGSN與移動(dòng)公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。

　　·為客戶分配專(zhuān)用的APN，普通用戶不得申請(qǐng)?jiān)揂PN。用于GPRS專(zhuān)網(wǎng)的SIM卡僅開(kāi)通該專(zhuān)用APN，限制使用其他APN。

　　·客戶可自建一套R(shí)ADIUS服務(wù)器和DHCP服務(wù)器，GGSN向RADIUS服務(wù)器提供用戶主叫號(hào)碼，采用主叫號(hào)碼和用戶賬號(hào)相結(jié)合的方式；用戶通過(guò)后由DHCP服務(wù)器分配企業(yè)內(nèi)部的靜態(tài)IP地址。

　　·端到端加密：移動(dòng)終端和服務(wù)器平臺(tái)之間采用端到端加密，避免信息在整個(gè)傳輸過(guò)程中可能的泄漏。

　　·雙方采用防火墻進(jìn)行隔離，并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過(guò)濾。

　　2.APN業(yè)務(wù)流程

　　GPRS專(zhuān)網(wǎng)系統(tǒng)終端上網(wǎng)登錄服務(wù)器平臺(tái)的流程為：

　　1） 用戶發(fā)出GPRS登錄請(qǐng)求，請(qǐng)求中包括由移動(dòng)公司為GPRS專(zhuān)網(wǎng)系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)分配的專(zhuān)網(wǎng)APN;

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

　　3） GGSN將用戶信息通過(guò)專(zhuān)線送至Radius進(jìn)行；

　　4） Radius服務(wù)器看到手機(jī)號(hào)等信息，確認(rèn)是合法用戶發(fā)來(lái)的請(qǐng)求，向DHCP服務(wù)器請(qǐng)求分配用戶地址；

　　5） Radius通過(guò)后，由Radius向GGSN發(fā)送攜帶用戶地址的確認(rèn)信息；

　　6） 用戶得到了IP地址，就可以攜帶數(shù)據(jù)包，對(duì)GPRS專(zhuān)網(wǎng)系統(tǒng)信息查詢和業(yè)務(wù)處理平臺(tái)進(jìn)行訪問(wèn)。

　　四、移動(dòng)資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備費(fèi)用

　　1、該業(yè)務(wù)包括開(kāi)戶費(fèi)、安裝調(diào)試費(fèi)、GPRS專(zhuān)網(wǎng)使用費(fèi)以及使用GPRS 產(chǎn)生流量的資費(fèi)。

　　1） 專(zhuān)網(wǎng)開(kāi)戶費(fèi)以及安裝調(diào)試費(fèi)（專(zhuān)網(wǎng)應(yīng)用）開(kāi)戶費(fèi)：1000元，安裝調(diào)試費(fèi)：500元

　　2）服務(wù)器端GPRS專(zhuān)網(wǎng)使用費(fèi)（專(zhuān)網(wǎng)應(yīng)用）1000元/月或者10000元/年，對(duì)終端數(shù)目不限；

　　3） 終端GPRS 流量資費(fèi)（終端應(yīng)用）月租費(fèi)（元） 的流量數(shù)（MB） 超過(guò)流量后的流量費(fèi)（元/KB），自由套餐 0 0 0.03，經(jīng)濟(jì)套餐 20 1 0.01，時(shí)尚套餐 100 　20 0.01，力創(chuàng)套餐 60 不限量使用（專(zhuān)用APN）。

　　2、設(shè)備需要終端路由器一臺(tái)在5000元左右（客戶自行選擇），每個(gè)點(diǎn)配備一臺(tái)GPRS無(wú)線MODEM，大概在1000-1500元之間。