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HEISS 油缸(GPRS无线传输网络构架应用与分析)

HEISS 油缸(GPRS无线传输网络构架应用与分析)

2023-04-07

引言:   GPRS无线数据传输系统中有着越来越广泛的应用,几乎所有低速率的数据传输服务都可以应用,如城市配电网络的自动化、自来水、煤气管道自动化、商业POS机、INTERNET接入、个人信息、股票信息、金融、交通、公安、环保、彩票等领域。

应用广泛主要是因为移动GPRS网络覆盖到哪里,哪里就可以通过GPRS网络进行数据的传输,使得系统通讯稳定可靠、架设简单DSC主站系统通过GPRS网络,负责将来自不同现场采集终端的数据进行整合、处理以及管理,随着GPRS在金融等重要领域中的应用,网络层次要求也越来越复杂,有固定IP地址的、没有固定IP地址、专有的APN等。

可以针对不同的层次的需求来选择恰当的主站系统网络构架方式,以节约成本,提高系统可靠性 一、接入Internet根据GPRS无线数据传输模块是否可以直接接入Internet方面来区分,有如下2种情况 1、DSC主站系统可以直接接入Internet

1.1 DSC主站系统拥有固定公网IP,采用端口映射方式 中心用公网固定IP,监控点直接向中心发起连接或客户公司有一台连接Internet的服务器,并且具有公网固定IP,但是考虑到服务器的稳定运行问题,通常不让在服务器上安装其他应用软件,所以GPRS数据中心系统也不能安装在该服务器上,可以用NAT端口映射的方法来解决这个问题。

见下图

此种方案在实时性和稳定性方面很好,但公网固定IP使用费用比较高 NAT的具体实现方式是在代理路由/防火墙/计算机上开设端口映射,可以采用软方式,也可以采用硬方式,推荐使用硬方式,在硬件设备上开设NAT,主要是因为软方式其实现方式是在数据层实现,硬件在网络/传输层实现,相比之下硬件传输速度更快,数据不会发生丢失。

其基本原理是凡是来自公网IP上的某一端口的数据,全部转发给映射的内网IP和端口上;如,公网IP ,端口2020,则通过NAT指向内网,端口5002,那么内网用户可在的5002端口上启动DSC服务,完成GPRS通讯。

1.2 中心采用专线APN接入, 所有点都采用内网固定IP 此种方式需要客户的数据中心通过一条APN专线接入移动公司GPRS网络,双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接,并用防火墙进行隔离,在防火墙上进行IP地址和端口过滤。

移动为客户分配专用的APN,用于GPRS专网的SIM卡开通该专用APN得到专用APN后,给所有监控点及中心分配APN专网内部固定IP见下图

此种方案在实时性、安全型和稳定性方面都很好,适用于安全性要求较高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境 主站系统拥有自己的APN专线,此类主站系统拥有良好的网络环境,可以采用TCP/UDP两种基本模式,以及一些扩展模式(不同厂家的GPRS通讯终端可以根据客户的不同需求来提供不同的扩展模式,即不同的服务功能,比如UDP LICHUANG为力创公司GPRS—LQ8110模块提供)。

此类主站系统可以采用如下两种种模式进行网络构架: A:采用TCP模式,采用专门申请的APN,SIM卡的IP号码必须是本APN内部的IP号码段,即专线接入,接入专用网络,实现主站模块通讯; B:采用UDP模式,以山东力创LQ8110模块为例,APN必须为专用APN,不可以为CMNET,如可以使用力创APN:,或者使用类似力创这类的其他公司提供的APN;或者自行申请APN,接入专用网络,可以实现主站模块通讯。

并且SIM卡的IP号码必须是本APN内部的IP号码段 2. DSC主站系统无法直接接入Internet 2.1 采用拨号方式,获取固定IP接入Internet 此类DSC主站系统直接没有网络环境,因此必须采用无线猫拨号上网的方式,主站无线猫必须有SIM卡,主站SIM卡IP可以固定,也可以不固定。

不固定IP只能作为演示使用,无法实际应用在此就不在陈述 若要实际应用,则主站的SIM卡,必须是具有固定IP的卡。见下图

此方案受无线猫硬件方面的影响,稳定性不是很好,而且SIM卡申请固定IP的难度和费用也较高,受带宽的影响,不适宜大量采集点的情况 此类网络构架,若现场安装的SIM卡的IP固定,且与主站的SIM卡共用同一个APN,则可以进行TCP或UDP通讯;若现场安装的SIM卡的IP不固定,则只可以采用TCP模式,APN 为CMNET,并只能做演示使用。

2.2 采用动态IP接入Internet,应用DNS域名解析方式 此方式是在数据中心无法获取以上两种工作模式,中心通过ADSL拨号接入网络,虽然能接入Internet,但是其IP地址随着每一次的重新连接而发生改变,此类DSC主站系统拥有较差的网络环境,目前网络环境中很大一部分是这种情况,如果仅需要进行演示,可以在保证连接没有被断开的情况下,也就是IP没有变化的前提下,采用TCP模式,APN采用CMNET,来进行主站与模块通讯;如果需要投入实际使用,则需要进行域名解析,但此类方法受ISP提供的网络环境影响,以及第三方DNS提供商限制,使用中可能极其不稳定,因此不建议使用这种模式。

见下图

此方案在安全性、稳定性方面不是很好,不适合长期使用,仅限于测试用 建议采用以下方式进行改造应用: A:系统内GPRS模块数量小,建议客户申请ADSL固定IP,具体费用可以咨询当地运营商(经咨询:费用从50-上千元不等)。

此类系统必须采用TCP模式,APN采用CMNET,来接入Internet,实现主站模块通讯,SIM卡设置不需要特殊需求; B: 系统内GPRS模块数量大,则建议申请APN专线,采用APN网关接入GPRS网络的方式。

当地运营商是否办理,还需要用户自行协调,价格比较昂贵,按月计算,大体费用2000元左右/月,具体资费咨询当地移动公司 C:模块数量大,并且因考虑成本,则建议申请当地运营商固定IP价格大约几百元-上千元/月不等,同时运营商可能会送几个固定公网IP,具体情况需要咨询当地运营商。

二、使用模式从使用模式方面来区分,有如下情况 总体按传输标准分类,主要为TCP、UDP两种模式: 1、DSC主站系统采用TCP模式 适用于具有固定公网IP,或者固定GPRS内网IP,APN可以使用CMNET,也可以是专用的APN。

如果IP不固定,则需要域名解析 2、DSC主站系统采用UDP模式 适用于具有固定公网IP,或者固定GPRS内网IP,APN必须为专用的APN,而不是CMNET 在实际应用中,TCP模式下,需要维护连接,传输过程包含TCP控制协议,流量增加;UDP模式下,为无连接协议,不需要维护连接,数据直接传送,缺少TCP控制协议,流量小,但连接不敢保证。

不同的GPRS供应厂商可以根据客户的不同需求进行功能定制,增加一定控制字节,用来保证连接的稳定,下面就以力创GPRS为例,简单介绍当前GPRS供应厂家的产品功能:   A:TCP“中心对多点”模式:标准的TCP模式,常规的中心对多点通讯方式。

采用TCP协议实现数据的透明传输(支持短信控制功能)   B:TCP Data Stream模式:标准TCP模式,常规的中心对多点通讯方式,采用TCP协议、数据流模式传送实现数据的透明、密集、快速传输(不支持短信控制功能) 。

C:TCP DG模式:非标准TCP模式,为特定客户定制,常规的中心对多点通讯方式,采用TCP协议、数据加密握手实现数据的安全、透明传输(支持短信控制功能)   D:UDP SERVER模式:标准UDP模式,采用UDP协议与数据中心建立连接实现数据的广发广收功能。

(支持短信控制功能)   D:UDP LICHUANG模式:标准UDP模式,非透明传输,采用UDP协议与数据中心建立连接可以接收所有网内数据,只向设定IP发送数据(支持短信控制功能) 主动上传ID、IP、PORT等信息,而且每次发送数据都以以上信息为开头。

如果考虑流量,又要保证连接稳定,可以考虑这种模式   E:UDP HD模式:标准UDP模式,非透明传输,主要为兼容其它厂家模块,连接后有一次握手,中间过程连接不敢保证采用UDP协议与数据中心建立连接,登陆后,主动向上传ID、DSC IP、DSC PORT,本地IP、本地PORT、登陆时间等参数。

F:点对点模式:标准UDP模式,模块与模块直接的UDP传输采用UDP协议实现网内点对点的透明数据传输 G:短信模式:(支持短信控制功能) 三、应用系统规模从使用模块数量/流量方面来区分,有如下几种情况。

主站系统连接大量GPRS模块 TCP连接需要时刻维护连接,耗费资源比较多,因此如没有特殊要求,则推荐使用UDP模式,如果需要保持连接稳定,则推荐使用类似力创UDP LICHUANG模式 应用案例: 济北大明公司抽油机无线监控系统,共有采集点400多口井,系统采用UDP LICHUANG模式,数据中心采用专线APN方式。

主站系统连接少量模块 模块数量较少,为了保证连接稳定,推荐采用TCP模式,采用UDP模式也可以,如果考虑流量以及连接稳定性问题,则推荐使用类似力创UDP LICHUANG模式 应用案例: 东营胜利油田胜南小区供暖监控系统,共有采集点50多个,系统采用TCP模式,数据中心采用拨号上网获取固定IP的方式。

3.系统数据流量比较大   用户流量较大,用户需要减少流量消耗,推荐UDP模式,此种模式下可减少连接流量 4.系统数据流量比较小 可根据实际需求采用TCP/UDP模式 总结:        随着计算机网络技术的不断发展,还有许多复杂网络结构不能一一做出说明,因此本文重点介绍了应用力创GPRS数据传输模块在目前较为流行的现场网络环境下的组网应用方法,并对各种应用方法做出了分析,提供了在部分网络环境下,如何获得性价比的一些方法,如何快速、方便、经济的建立GPRS网络采集平台。

综合上述可见,要架设稳定可靠的无线监控系统,建议选用具有固定IP的网络传输模式 参考文献:[1]廖传书 程鑫 基于GPRS的配电网远程监控终端的设计《电子技术应用》-2007年33卷5期 [2]张英,王炎 GPRS在城市热网监控系统中的应用 科技信息,2005,4:38~40

[3]高巍,殷小贡,雷肖 GPRS-WLAN综合移动数据网的研究与开发 移动通信; 2005年01期

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