GPRS/CDMA數據采集系統若干問題
一、系統簡介
環保、市政、熱網等行業的用戶數據采集、抄送，是一個十分典型的分布式數據采集系統，由于各個用戶單位所覆蓋的地域范圍較廣（幾公里到幾十公里不等），且用戶數量會隨著時間的推移而發生變化，因而采用GPRS/CDMA無線通信手段完成數據采集已得到業內普遍的認同。
該系統有三大部分組成:
（1） 數據管理中心
各個采集點的數據通過無線通信網絡匯總到數據管理中心，在此進行處理、實時顯示；中心的服務器通過防火墻連接在Internet上，可供客戶端遠程訪問；根據需要，中央控制室可以設置有模擬屏或投影儀，可實時、清晰地顯示各個采集點的相關信息。
如果熱網站點不多，中心服務器采用普通的計算機即可。計算機上運行客戶的應用軟件，對GPRS終端采集上來的數據進行處理。應用軟件通過特定的接口接受GPRS終端的數據。我公司的GPRS終端提供了非常靈活的應用接口：
第一種：ActiveX控件，如果用戶軟件采用VB平臺，采用該控件非常方便；
第二種：動態鏈接庫，如果用戶軟件采用VC，Delphi等平臺，可采用該接口；
第三種：組態軟件驅動，目前，國內比較有名的組態王、力控均提供了我公司GPRS終端的底層驅動；使用這些組態軟件可方便地與我們的GPRS終端連接；
第四種：虛擬串口驅動，任何應用軟件均可借助于該驅動與我們的GPRS終端通信，而無須任何更改。
（2） 無線通信系統
指GPRS網絡或CDMA網絡，采用這種方式通信，有以下優點：
· 實時性好：
由于GPRS或者CDMA永遠在線的特性，中央控制室與各個分控點的通信鏈路可保持永遠暢通；
· 網絡覆蓋好，通信的抗干擾性好：
經過中國移動、中國聯通多年的建設和優化，目前，公共無線數字網絡的覆蓋已無處不在，借助于GSM或者CDMA網絡通信，無須考慮建筑物遮擋、盲區等導致通信鏈路不暢的問題；
· 設備投資小：
無須購置收、發電臺、龐大的天線等設備，大大降低系統的投資；
· 運行費用低廉：
由于采用公共網絡，無須支付頻率使用費，同時，數據傳輸按照流量計費，且移動、聯通公司推出了多種非常靈活的計費方式，如各種包月制的套餐等，整個系統的運行費用可降到很低的水平；
· 工程建設方便、系統的后續維護非常簡單
（3） 現場數據采集、傳輸系統
現場數據采集、傳輸系統主要包括各種儀表、數據傳輸終端，用來采集熱用戶的蒸氣溫度、壓力、流量等數據，并通過無線網絡實時傳送到中央集控室。
二、系統設備配置
組建該GPRS數據采集系統的主要設備清單如下：
1、GPRS DTU：每個站點一般1臺，通過RS232或者RS485與現場儀表等設備連接；如設備本身只提供4～20mA模擬量接口，則需配備模擬量――RS485、或者模擬量――RS232的轉換器；
2、SIM卡：每個GPRS DTU 1張，向移動公司購買，可根據實際數據量的大小，選用合適的資費套餐；比如在上海地區，套餐資費見下一節描述。
3、數據中心服務器：也可用一般配置的計算機代替，該計算機要求連接在互聯網上，最好有固定的IP地址。
4、應用軟件：運行在數據中心服務器上，我們提供免費的通信接口。接口軟件的形式見前面描述，根據實際需要選擇。
5、如果采用中國移動的VPN業務，對設備本身沒有影響，只是GPRS終端接入時，采用移動公司提供的用戶名、密碼、或者接入點（APN）等。
三、運行費用分析
運行費用主要是數據傳輸的通信費用，交給移動公司?，F在各地的移動公司都在大力拓展增值數據業務，這一塊優惠的資費政策很多，具體可咨詢當地的移動公司。以下是上海移動公司公布的資費標準，供參考：
方案月租費包含流量（MB） 超出后流量資費（元/KB） 自由套餐0 0 0.03 20元套餐20 50 0.01 100元套餐100 800 0.01 200元套餐200 2000 0.01，封頂500元備注：
1、國內漫游不收取漫游費用；
2、國際漫游費用單獨收?。?/FONT>
四、關于無線虛擬專網（VPN：Virtual Private Network）
1、何為無線VPN（VPDN）
在組建基于GPRS/CDMA無線數據采集系統時，有些行業的客戶對數據的安全性、保密性非常敏感，而一般的GPRS/CDMA數據采集系統，其傳輸的數據要經過GPRS/CDMA網、Internet網，而后送到數據中心，這些數據在經過這些公共網絡時，可能存在安全隱患。
針對這個問題，移動公司（GPRS）、聯通公司（CDMA）都推出了VPN（聯通公司叫做VPDN）業務，它為我們提供了一種通過公用網絡，安全地對企業內部專用網絡進行遠程訪問的連接方式。
我們知道：一個網絡連接通常由三個部分組成：客戶機、傳輸介質和服務器。VPN同樣也由這三部分組成，不同的是VPN連接使用隧道作為傳輸通道，這個隧道是建立在公共網絡或專用網絡基礎之上的，如：Internet或Intranet。要實現VPN連接，企業內部網絡中必須配置有一臺基于Windows NT或Windows2000 Server的VPN服務器，VPN服務器一方面連接企業內部專用網絡，另一方面要連接到Internet，也就是說VPN服務器必須擁有一個公用的IP地址。當客戶機通過VPN連接與專用網絡中的計算機進行通信時，先由ISP（Internet服務提供商）將所有的數據傳送到VPN服務器，然后再由VPN服務器負責將所有的數據傳送到目標計算機。
VPN使用三個方面的技術保證了通信的安全性：隧道協議、身份驗證和數據加密。客戶機向VPN服務器發出請求，VPN服務器響應請求并向客戶機發出身份質詢，客戶機將加密的響應信息發送到VPN服務器，VPN服務器根據用戶數據庫檢查該響應，如果賬戶有效，VPN服務器將檢查該用戶是否具有遠程訪問權限，如果該用戶擁有遠程訪問的權限，VPN服務器接受此連接。
在GPRS/CDMA無線數據采集系統中，GPRS/CDMA DTU可看作是客戶機，每次接入時，VPN服務器需要對它進行身份驗證。采用VPN服務時，GPRS/CDMA DTU要使用移動公司或者聯通公司提供的專用的SIM卡（GPRS網絡）或者UIM卡（CDMA網絡），通常，SIM卡和UIM卡還進行了IP地址綁定。所謂IP地址綁定是指：每次DTU撥號上網時，所獲得的IP地址是固定的（GPRS網或者CDMA網網內地址）。而如果沒有進行IP地址綁定，或者是未采用VPN業務，則GPRS/CDMA DTU每次撥號上網時，獲得的IP地址是動態的。綁定了IP地址可以為無線網絡設計帶來了更多的靈活性。
2、對GPRS/CDMA DTU有何要求
采用VPN，對GPRS/CDMA DTU有一些特殊的要求。
對于GPRS DTU，它在撥號時使用的APN（接入點）不是通常的“CMNET”，而是移動公司提供的專用APN；
對于CDMA DTU，則要使用聯通公司提供的用戶名、密碼進行撥號，而不是通常用的用戶名“CARD”、密碼“CARD”。
此外，DTU還需要通過PPP協議進行用戶身份驗證，驗證方法包括：PAP協議、CHAP協議、SPAP協議、MS－CHAP等等，比較常用的是PAP和CHAP。以上身份驗證由企業的VPN服務器執行。
我公司的GPRS/CDMA DTU完整地支持組建VPN網絡所需要的所有功能。
3、無線VPN帶來的好處
簡單而言，有2個方面：
第一， 增強數據的安全性。VPN采用了身份驗證、數據加密等多種手段，可以大大增強GPRS/CDMA數據采集系統的安全性；
第二， 如果同時綁定了IP地址，則可以為無線網絡的設計帶來更多的靈活性。
五、數據中心的IP地址問題
這個問題在組建GPRS/CDMA數據采集系統時，是所有用戶都要面臨的問題。數據中心的IP地址問題有以下幾種方式：
1、固定IP地址
從系統運行的可靠角度而言，數據中心具有固定IP地址是最好的選擇，而且，這對于將來系統增加新的、更強大的功能（比如：無線視頻監控）也非常方便，但是，申請固定IP地址需要支付較大的一筆月租費，而且，如果數據采集系統本身規模就不大，這就更不經濟了。
2、動態域名解析
也可以通過域名解析解決數據中心的IP地址問題。
用戶向ISP（Internet Service Provider）申請一個域名服務，并將此域名配置到GPRS/CDMA DTU中，則每次撥號時，DTU就可以通過域名解析連接到服務器，無須服務器具有固定IP地址了。用戶需要向ISP支付域名服務的費用，通常這個費用比申請固定IP地址低得多。但是，采用域名解析，系統的穩定性在很大程度上取決于域名解析服務器的工作狀況，而域名服務器通常是由ISP提供的。
3、ADSL撥號，短消息通知IP
客戶可以采用價格低廉的ADSL撥號連接Internet，每次撥號連接所獲得的IP地址都是動態的，這個IP地址以短消息的方式通知GPRS/CDMA數據采集系統中的每個DTU，DTU接受到短消息后，就以此IP地址進行連接。
采用這種方式就無須支付任何月租費用了。缺點是每次ADSL撥號后，如果要進行數據傳輸，都需要用短消息通知每個DTU數據中心的IP地址。這種方式特別適用于數據傳輸不是很頻繁、也無須DTU永遠在線的情況。
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