基于GPRSCDMA的無線數(shù)據傳輸系統(tǒng)技術說明書中文指示燈

年4月19日基于GPRSCDMA的無線數(shù)據傳輸系統(tǒng)技術說明書中文指示燈文檔僅供參考基于GPRS/CDMA的無線數(shù)據傳輸系統(tǒng)技術說明書一．概述基于GPRS/CDMA的數(shù)據傳輸系統(tǒng)能夠為用戶提供高速、安全、永遠在線的無線數(shù)據傳輸通道。主要針對電力系統(tǒng)自動化、油田油井數(shù)據收集、工業(yè)監(jiān)控、環(huán)境檢測、交通管理、金融、證券等部門的應用，利用公用移動網絡平臺（當前主要是中國移動的GPRS網絡和中國聯(lián)通的CDMA網絡）提供的高帶寬、低收費的數(shù)據通道實現(xiàn)用戶數(shù)據的透明傳輸?；贕PRS/CDMA的無線數(shù)據傳輸系統(tǒng)主要具有以下特點：應用范圍廣。能夠應用在所有GPRS/CDMA網絡信號覆蓋到的地方。成本低廉。首先是建設投資小，網絡建設中省去了大量的組網投資；其次是維護、運行費用低，網絡運行過程中只需承擔少量的終端維護運營費用。網絡組建靈活、方便。由于網絡的基礎設施已經十分的完善，通信系統(tǒng)的組建只需要考慮中心站和外圍布點的問題。在外圍布點時能夠充分利用無線網絡帶來的地點選擇上的自由性和移動通信網絡的較全面的覆蓋范圍。地域范圍和網絡密度的適應性好。當前，移動網的基站在城市中的密度大，而在鄉(xiāng)村中則相對較小，正好滿足在城市通信終端數(shù)量大、密度高而在鄉(xiāng)村數(shù)量少、密度小的要求。支持透明數(shù)據傳輸。直接提供RS232、RS485接口，為用戶設備提供透明的傳輸通道。終端永遠在線。終端與數(shù)據中心的通信鏈路一旦建立后即可長時間保持，能夠隨時完成用戶設備的數(shù)據傳輸。按流量計費。終端按照接收和發(fā)送數(shù)據包的數(shù)據流量來收取費用，沒有數(shù)據傳輸時就不收取任何費用。傳輸速率高。中國移動的GPRS網絡當前可提供20～40kbps的穩(wěn)定數(shù)據傳輸；中國聯(lián)通CDMA1X網絡的傳輸速率能夠高達153.6kbps。

二．應用范圍適用于各種地域范圍廣、分散度高、位置不確定、又要求建設和使用成本都十分低廉的數(shù)據采集和傳輸系統(tǒng)。具體說，主要包括以下方面的應用場合：工業(yè)遙控、遙測、遙信行業(yè)無人值守站機房監(jiān)控和遠端維護（如移動基站、微波、光纖中繼站等）配電網自動化系統(tǒng)數(shù)據傳輸高壓供電設備監(jiān)測輸電網電能量數(shù)據采集自來水管道、閘門、泵站和水廠監(jiān)控煤氣管道、閘門和加壓站監(jiān)控供熱系統(tǒng)實時監(jiān)控和維護環(huán)境監(jiān)測水文監(jiān)測其它無人值守（如倉庫、辦公室等）監(jiān)控金融、零售行業(yè)車載移動銀行POS機數(shù)據傳輸ATM/CDM機數(shù)據傳輸自動售貨機涮卡和商品信息報告銀行儲蓄機機房監(jiān)控移動證券交易和信息查詢公安、交通行業(yè)公安移動性數(shù)據（身份證、犯罪檔案等）查詢交警移動性數(shù)據（車輛、司機檔案等）查詢司機路情、路況查詢車輛違章監(jiān)測交通流量監(jiān)控交通信息指示牌信息發(fā)布移動車輛監(jiān)控調度系統(tǒng)公安、110、交警車輛監(jiān)控調度銀行運鈔車、郵政運輸車監(jiān)控調度出租車涮卡與管理調度電力工程車調度公交車調度集團車輛調度物流系統(tǒng)車輛調度農業(yè)生產狀況監(jiān)控莊稼生產溫度、濕度等監(jiān)控等等典型的應用場合：1、配電網絡自動化系統(tǒng)數(shù)據傳輸配電網絡自動化系統(tǒng)是電力部門改進供電質量、提高供電能力的重要措施，分布在路邊、電線桿上、大樓內的配電開關、配電變壓器，開閉所、公用及用戶配電所等的配電控制與計量設備都需要得到有效的監(jiān)控，但由于配電網絡需要監(jiān)控的點很多而且很分散，自動化信息的傳輸涉及面廣，若使用有線傳輸涉及到布線施工、建設成本和可靠性等一系列問題。使用銅纜連接不但施工困難，而且也不符合電氣安全的要求；使用光纜連接，能夠解決電氣安全問題，但成本過高、施工困難；電力線載波解決問題的方案之一，但存在載波頻率分配等方面的缺陷。另外，隨著部門電力改革的不斷深入，對電力大客戶的供電質量的監(jiān)測是十分必要的，同時電量的實時計量將有效的提高供電部門的經濟效益，而電力系統(tǒng)自己的通信網絡難以滿足涉及范圍如此廣泛的數(shù)據通信需求。基于公用移動網絡的無線專用數(shù)據傳輸系統(tǒng)能夠使得這些問題迎刃而解，不但傳輸可靠、安全、成本低、施工簡單，而且組網靈活，特別適合不斷發(fā)展的城市供電質量監(jiān)測和計量信息的傳輸。2、交通監(jiān)控、調度與交通信息發(fā)布系統(tǒng)數(shù)據傳輸經濟的發(fā)展，汽車數(shù)量的激增，使得路網通行能力已經不能滿足交通量日益增長的需要。道路交通擁擠造成的運行時間延誤、交通事故的增多、環(huán)境污染加劇、燃油損耗上升等狀況日益加劇，引起了世界范圍的社會普遍關注。實踐證明從車輛方面或道路方面采取一些諸如修建足夠的公路、采用道路可變信號燈等措施能夠一定程度上適應交通需求日益增長、交通系統(tǒng)日益復雜的現(xiàn)狀，但它們均很難有效地解決交通阻塞等問題。隨著現(xiàn)代化信息技術的快速發(fā)展，利用先進的信息技術、通信技術、控制技術、傳感器技術和系統(tǒng)綜合技術等高新技術把車輛、道路、使用者緊密結合起來，不但能有效地從根本上解決交通阻塞問題，而且對交通事故的應急處理、車輛的調度、環(huán)境保護、能源的節(jié)約均有顯著的效果。智能交通系統(tǒng)（ITS）就是這樣應運而生的。而如何快速、可靠而安全地傳送交叉路口信號設備的監(jiān)視信息、車輛流量信息等交通監(jiān)控信息，車輛運行與調度信息，和證件審查、規(guī)費征收等運政管理信息又是ITS系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中需要完成一個極其重要的任務。當前，交通監(jiān)控信息的傳輸基本上采用點對點（即路口——控制指揮中心）的方式，但隨著信息容量的增加，點對點的傳輸模式所需的費用越來越高，雖然采用有線網絡傳輸能夠節(jié)約費用，但現(xiàn)階段存在較大延時，網絡技術還需進一步完善。而交通信息的發(fā)布主要采用Internet交管網站、電臺、電視等方式來完成，但實時性、靈活性和實用性方面均存在著很大不足。而構建基于公用移動網絡的無線專用數(shù)據傳輸系統(tǒng)則能夠有效解決這些問題。3、POS機和ATM/CDM機數(shù)據傳輸POS機數(shù)據傳輸是指POS機與銀行之間的數(shù)據傳送，主要用于顧客使用銀行卡支付時對顧客的付款進行確認及顧客帳戶的管理。當前，POS機與銀行之間的聯(lián)網主要采用兩種方式：電話撥號方式：當用戶刷卡之后，POS機就自動撥打銀行數(shù)據中心的號碼來與數(shù)據中心建立連接，進行數(shù)據傳送。采用這種方式，顧客每刷卡一次，POS機就撥號一次，適合于單臺POS機使用，適用于小型超市等。專線方式：多臺POS機用RS232接口聯(lián)網后經過一條數(shù)據專線連接到銀行數(shù)據中心，這種方式適合大中型超市。由于刷卡量、通信費用、設備等因素，在中國主要采用第一種方式，但隨著市話費用的上升和刷卡數(shù)量的增加，刷卡成本上升較大。因此，各國有和商業(yè)銀行迫切需要利用現(xiàn)代通信技改進現(xiàn)有用卡環(huán)境并支持不斷出現(xiàn)的新業(yè)務。 ATM/CDM機數(shù)據傳輸是指ATM/CDM機與銀行之間的數(shù)據傳送，主要用于對顧客使用銀行卡進行存款、取款、轉帳、查詢余額、外匯兌換、票據支付、證券交易等業(yè)務活動時的帳戶管理。與POS機相似，ATM/CDM機與銀行之間當前的聯(lián)網方式也主要采用電話撥號和專線兩種，而且也主要采用電話撥號方式。因此也與POS機存在著相似的問題。而基于公用移動網絡的無線專用數(shù)據傳輸系統(tǒng)具有設備成本低、數(shù)據傳輸安全可靠、使用靈活方便等特點，非常適合POS機和ATM/CDM機數(shù)據傳輸應用。

三．系統(tǒng)構成與組網方案基于GPRS/CDMA的無線數(shù)據傳輸系統(tǒng)主要由數(shù)據采集/處理系統(tǒng)、終端管理系統(tǒng)、前置機和數(shù)據終端（WTE）等幾部分組成。組網方式如圖1所示：圖1基于GPRS/CDMA的無線數(shù)據傳輸網絡圖1基于GPRS/CDMA的無線數(shù)據傳輸網絡數(shù)據采集中心所在的中心局域網經過Internet接入到GPRS/CDMA無線數(shù)據網絡，遠端監(jiān)控設備所采集的信息經過GPRS/CDMA終端設備（WTE）以無線方式傳送至位于數(shù)據采集中心的前置機，前置機對數(shù)據進行基本的處理和協(xié)議格式轉換后，把數(shù)據送至數(shù)據采集/處理系統(tǒng)；同樣，數(shù)據采集/處理系統(tǒng)的響應或指令也能夠經過前置機和終端設備發(fā)送給遠端監(jiān)控設備。在數(shù)據采集中心還設置了一個終端管理系統(tǒng)，它能夠對系統(tǒng)中所存在的各個無線終端設備進行管理。根據應用場合和客戶要求的不同，我們將采取不同的組網方案，以使得客戶的網絡系統(tǒng)具有最優(yōu)異的性能。

四、數(shù)據采集系統(tǒng)1．功能描述數(shù)據采集系統(tǒng)主要用于即時或定期循環(huán)收集網絡中無線終端設備所傳送的數(shù)據，并將數(shù)據存入數(shù)據庫服務器以便用戶使用。從數(shù)據通信的觀點來看，數(shù)據采集系統(tǒng)相當于串行通信接口到網絡接口轉換的終端服務器，為用戶經過網絡收集數(shù)據提供透明通道。數(shù)據采集系統(tǒng)配置有多種接口，可連接各種類型的中繼線路（包括無線、有線和寬帶數(shù)據網絡等），實現(xiàn)與移動通信網之間大容量通信，保證大量的數(shù)據集中時不會在數(shù)據集中主站產生瓶頸。2．硬件構成數(shù)據采集系統(tǒng)采用PIII及以上計算機，它能夠單獨存在，也能夠和數(shù)據庫服務器宿主于一臺物理的服務器。數(shù)據采集系統(tǒng)與移動通信網絡的數(shù)據中繼接口采用無線數(shù)據終端、有線調制解調器和寬帶網絡適配器等中繼設備來實現(xiàn)。軟件構成數(shù)據采集系統(tǒng)的軟件主要包括通道調度和切換控制、接口協(xié)議轉換、數(shù)據加密/解密和數(shù)據轉存等幾個部分。其中，通道調度和切換控制部分完成控制通道在網絡與網絡之間，中繼線與中繼線之間切換，自動實現(xiàn)通道之間的互為備份，同時也完成來自各個移動終端的數(shù)據流量的控制，提高了整個系統(tǒng)的可靠性；接口協(xié)議轉換部分完成各種中繼接口協(xié)議轉換；數(shù)據加密/解密部分根據加密/解密算法還原數(shù)據；數(shù)據轉存部分將處理過的數(shù)據存入數(shù)據庫。

五、網絡管理系統(tǒng)由于基于公用移動網絡的無線專用數(shù)據傳輸網是建立在公用移動網絡的可管理性是比較差的，及時發(fā)現(xiàn)故障和排除故障的手段和能力都不足。為此，需要一個功能強大的網管系統(tǒng)，經過對各個無線終端、網絡終端和網絡通道不斷的監(jiān)測來及時地發(fā)現(xiàn)故障，并準確地定位故障。同時網管系統(tǒng)還可管理網絡的數(shù)據通信流量，為網絡管理費用提供基礎數(shù)據。基于公用移動網絡的無線專用數(shù)據傳輸網的網管系統(tǒng)負責管理所有的無線數(shù)據終端設備、數(shù)據采集系統(tǒng)、數(shù)據通信通道、數(shù)據通信端口，提供對上述設備的監(jiān)測和配置功能，記錄通道的占用數(shù)據，管理通信系統(tǒng)的通道占用計費等。網管系統(tǒng)的主要包括管理功能和用戶界面兩個部分?；贕PRS/CDMA的無線數(shù)據傳輸網絡的網管系統(tǒng)的管理功能分成以下幾個方面：1．無線終端設備管理對無線終端設備進行監(jiān)視，自動發(fā)現(xiàn)終端的接入，對終端進行認證管理，給出終端的具體工作情況，以及終端參數(shù)的配置等。2．網絡性能管理對指定的終端或者具體端口的數(shù)據流量進行實時的監(jiān)視，同時對信號質量、數(shù)據速率、傳輸遲延、響應時間、服務質量等方面的性能指標進行實時的數(shù)據采集，實現(xiàn)對網絡性能的實時監(jiān)視。3．系統(tǒng)故障管理系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)無線終端設備和網絡中發(fā)生的故障，經過濾和分析后確定網絡故障的根源和性質，并向網絡管理員發(fā)出告警信息，同時向網絡管理員提供排除故障的一些幫助，如有可能，可自動對故障進行排除。4．計費管理鑒于基于公用移動網絡的無線專用數(shù)據傳輸網中的數(shù)據終端進行通信時均需要向公用移動網絡運營商支付一定的費用，因此網管系統(tǒng)也需要具備一定的計費管理功能以保證數(shù)據終端的正常運行。

六．無線數(shù)據終端設備（WTE）基于GPRS/CDMA的數(shù)據終端設備為機卡分離的即插即用型終端，內置TCP/IP/UDP協(xié)議棧，數(shù)據傳輸速率最高達115.2Kbps。支持永遠在線，可經過AT命令進行遠程控制，采用簡單而有效的加密/解密方法，提供一定級別的安全性。支持話音業(yè)務、電路型數(shù)據業(yè)務和分組數(shù)據業(yè)務，提供音頻接口，方便維護操作；支持雙音多頻（DTMF），支持全速率、增強型全速率和半速率；支持定點發(fā)送方式和小區(qū)廣播方式的短消息業(yè)務；能夠快速建立高速的Internet連接，可根據用戶要求進行協(xié)議轉換，完成透明數(shù)據傳輸，支持專用協(xié)議的開發(fā)，實現(xiàn)與用戶專用數(shù)據源的對接。WTE的主要由GPRS/CDMA無線通信模塊、數(shù)據處理和通信控制電路、接口控制電路和電源等部分組成。無線通信模塊采用SIMCOM或AnyData公司的GPRS/CDMA模塊，具有無線空中接口和串行通信接口，能完成射頻（RF）信號和基帶信號的處理；終端控制器采用ATMEL公司的工業(yè)級ARM處理器，并在此平臺上移植了嵌入式操作系統(tǒng)和相關的網絡協(xié)議軟件，運行穩(wěn)定可靠、能實時高效地處理多個系統(tǒng)任務。接口控制電路能支持RS232、RS485、以太網、SIM卡等多種設備接口，終端通信時的最大功耗為2A，空閑時僅為20mA。WTE的接口示意圖A：電源開關B：電源插孔：＋5V/3A開關電源適配器C：RS485接口：左邊為＋，右邊為－D：RS232接口：標準DB9插針E：終端編程口：系統(tǒng)更新程序使用F：外置天線接口：外接SMA標準天線

WTE的狀態(tài)指示燈PWR（電源）：電源指示燈，用來指示電源是否供電正常。INI（初始）：設備初始化指示燈，點亮表示終端設備初始化完成。NET（網絡）：網絡狀況指示燈，點亮表明終端已經鏈接上GPRS/CDMA網絡。LNK（鏈接）：鏈接指示燈，點亮表明終端已經和中心站建立鏈接。STA（狀態(tài)）：終端狀態(tài)指示燈，快閃（64msOn/1sOff），表明正在尋找網絡，慢閃（64msOn/3sOff）表明已經完成網絡位置注冊。RDY（準備）：終端就緒指示燈，上電后點亮表明終端已經成功讀取內部配置信息，開始撥號鏈接，當撥號鏈接成功LNK指示燈亮了以后，終端開始注冊中心站，注冊成功后RDY指示燈熄滅，表明終端已經準備就緒，能夠進行數(shù)據傳輸了；有數(shù)據傳輸?shù)臅r候，RDY指示燈也會點亮，表明終端正在進行數(shù)據轉發(fā)。當RDY快閃（500msOn/500msOff）時表明終端處在等待鏈接狀態(tài)。WTE的正常工作狀態(tài)及參數(shù)配置過程終端上電后，紅色PWR（電源）指示燈點亮，接著黃色RDY（準備）指示燈點亮后表明終端已經準備就緒，幾秒鐘后，STA（狀態(tài)）指示燈由快閃變?yōu)槁W，表明WTE已經完成網絡位置注冊，接著INI（初始）指示燈點亮表明終端完成初始化工作，開始連接GPRS/CDMA網絡，大約十秒鐘之后NET（網絡）指示燈點亮表明終端已經和GPRS/CDMA網絡連接成功，幾秒鐘后LNK（鏈接）指示燈點亮表明終端已經和系統(tǒng)的中心站建立了鏈接，當RDY（準備）指示燈熄滅后就表明終端已經經過了中心站的認證，能夠進行用戶數(shù)據傳輸了。在用戶進行數(shù)據傳輸?shù)倪^程中RDY（準備）指示燈會間歇地點亮表明WTE內部正在進行數(shù)據轉發(fā)。當需要改變終端的配置參數(shù)時，將RS232交叉線一端連計算機的串口，另一端連接到WTE的RS232端口，把WTE右側的撥動開關撥到CONF（配置）側，然后將WTE上電，經過WTE的專用配置軟件就能夠把需要配置的相關參數(shù)輸入到WTE里。配置