基于GPRS網絡與GPS定位的石油管道巡檢數據通信解決方案

一、需求分析
石油管道管控的最終目標是降低成本、提高工作效率以及服務水平，這需要企業能夠及時、準確、全面的掌握各條管道線路的信息，對石油傳輸實現實時信息掌握。現代科技、通訊技術的發展， GPS/GIS 技術的成熟和 GPRS 無線通訊技術的廣泛應用，為現代石油管控提供了強大而有效的工具。 GPS/GIS/GPRS 對企業優化資源配置、提高市場競爭力，將會起到積極的促進作用。
二、 GPRS 網絡概述
GPRS 是目前解決移動通信信息服務的一種較完美的業務，它是以數據流量計費、覆蓋范圍廣泛、數據傳輸速度更快。 GPRS 的推出，為行業和企業用戶開展無線辦公提供了基礎設施平臺，為推動移動辦公的應用和發展創造了有利條件。與有線網絡相比， GPRS 網絡具有租用費用低、移動辦公，不受地域制約等優點。 GPRS 的出現為企業和行業用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。
三、系統概述
GPRS+GPS 數據備份通道解決方案是集全球衛星定位系統（ GPS ）、地理信息系統（ GIS ）以及 GPRS 無線通信技術于一體的軟、硬件綜合系統。主要由四部分組成：終端（ PDA+LZ8713I GPRS+GPS DTU ）、 GPS 衛星定位系統、 GPRS 無線數據鏈路和監控中心軟件系統。可對井口進行統一集中管理和實時監控調度指揮。
鑒于石油行業的特殊可靠性要求，信息系統在總體建設上利用 GPRS 固定 IP （移動 APN 專網業務）＋ GPRS 無線網絡技術，保證網絡的互聯互通性，提供具有一定 QOS 的帶寬保證，所采用的設備以及網絡構架都具有良好可擴展性，可以根據后續發展的需求，在不改變現有組網方案的情況下，通過增加 GPS+GPRS DTU 設備，實現遠程無線數據傳輸功能。
該系統主要設計思路：終端設備（ PDA ）通過串口外掛 LZ8713i GPS+GPRS DTU ，在 GPRS 網絡正常的時候， LZ8713i GPS+GPRS DTU 處于數據通信狀態，當終端移動至偏遠地區，沒有 GPRS 信號時，工作人員可以通過 GPS 衛星定位功能，將定位數據上報數據中心。
四、系統拓撲
一、 GPRS 通信網絡拓撲
二、 GPS 通信網絡拓撲
五、系統特點
- 采集端實時向數據中心提供地理坐標；
- 數據中心可以通過 DTU 內部 ID 對 DTU 進行分組，實時監控其工作狀態；
- 數據中心和采集端之間，保持實時在線，并且提供全透明傳輸通道；
- 強大的信息準確定位、實時監控、高效調度功能；
- 提供標準的數據接口，可實現與企業管理信息系統、決策支持系統的無縫對接；
- 可同時支持多種通信方式，包括 GSM 短消息、語音、 GPRS ；
- 支持多級架構，多中心級連、分布式互聯，支持移動中心；
- 系統具有完整安全以及自動災難恢復機制，保證安全穩定，降低系統維護成本。
六、系統功能簡介
總控中心結構總控制中心是整個系統的控制中心，總控中心可以控制本系統中任何中心注冊的采集端，可以控制各分控中心的權限等。總控中心提供整個系統唯一對外的通信接口（通信服務器），連接 GPRS 接入網關等。總控中心擁有整個系統唯一的數據中心，統一管理調度整個系統的采集端。
本系統總控制中心系統和巡檢工作人員的采集設備（ PDA+LZ8713i GPS+GPRS DTU ）之間通過通信實現地理位置信息實時上傳、調度與信息發布，遠程參數設置與菜單修改等功能；通過中心系統實現基于電子地圖的地理信息查詢功能。
地理位置信息查詢采集設備通過 GPS 模塊接收衛星信息，可以提供實時的位置信息。該信息通過 GPRS 無線通信終端傳回控制中心后在電子地圖上顯示出來，可以確定改采集點的地理位置。
實時定位控制中心可以選擇配置設備，使其按特定時間或到達特定位置通過 GPRS 傳輸設備發送位置信息到控制中心。對于指定時間回報數據是保存在網管數據庫，監控終端可以查詢。對于指定位置回報數據是直接送到監控終端。
統一信息化管理由于下屬采集點數眾多，并且遍布全國，因此需要對采集終端進行集中統一的信息化管理。系統將對采集端的所有信息進行采集、錄入，而后向工作人員提供修改、刪除以及查詢功能。 調度與信息發布總控中心具有信息發布的功能。信息發布時可以選擇預先定義好的信息或自定義信息，向所有采集端發送信息。
七、結論
基于 GPRS 與 GPS 網絡的數據通信解決方案提供的服務依賴于移動通信 GPRS 網絡與 GPS 定位技術體制。隨著公眾移動通信網絡的建設，特別是 GPRS 移動通信網的高速發展，為 GPS 在移動目標中的應用開辟了廣闊的前景。本方案同樣可以使用于各種移動車載的監控調度領域。