GPRS技術在MCGS組態軟件中的應用解決方案

北京昆侖通態自動化軟件科技有限公司是國內知名的一家高科技企業，公司主要從事專業自動化軟件的開發，應用系統的集成，并向用戶提供從硬件到軟件的總體設計方案。產品遍布石油、化工、冶金、礦山、運輸、機械、食品等幾十個行業，并應用于全國乃至世界的眾多工業控制現場。值此之即，我們向大家介紹公司軟件最新GPRS技術在MCGS組態軟件中的應用解決方案。
　　
　　一、 GPRS簡介
　　 GPRS 是通用分組無線業務(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現有GSM 系統上發展出來的一種新的承載業務，目的是為GSM 用戶提供分組形式的數據業務。GPRS 采用與GSM 同樣的無線調制標準、同樣的頻帶、同樣的突發結構、同樣的跳頻規則以及同樣的TDMA 幀結構，這種新的分組數據信道與當前的電路交換的話音業務信道極其相似。因此，現有的基站子系統(BSS)從一開始就可提供全面的GPRS 覆蓋。GPRS 允許用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據，而不需要利用電路交換模式的網絡資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數據業務。特別適用于間斷的、突發性的和頻繁的、少量的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。GPRS 理論帶寬可達171.2Kb/s，實際應用帶寬大約在10~70Kb/s，在此信道上提供TCP/IP 連接，可以用于INTERNET 連接、數據傳輸等應用。
　　
　　GPRS 是一種新的移動數據通信業務，在移動用戶和數據網絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP。GPRS 采用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，資源被有效的利用，數據傳輸速率高達160Kbps。使用GPRS技術實現數據分組發送和接收，用戶永遠在線且按流量計費，迅速降低了服務成本。GPRS 移動數據傳輸系統有很大的應用范圍，幾乎所有中低速率的數據傳輸業務都可以應用，如城市配電網絡自動化、自來水、煤氣管道自動化、商業POS 機、INTERNET 接入、個人信息、股票信息、金融、交通、公安等。
　　
　　二、 背景
　　某從事衛星通訊服務的公司要通過MCGS組建一個以一（主站）對多（從站）模式的遠程監控網絡，用于監控各衛星發射機工作情況。各發射機信號通過康拓板卡采集，使用研華工控機作為從站，軟件采用MCGS通用版（嵌入版），一臺有固定IP的服務器作為主站，軟件采用MCGS網絡版。從站用無線GPRS Modem撥號通過GPRS網絡和連接在Internet上的主站通訊并傳輸數據。

如上圖所示，從站可以隨時通過MCGS和GPRS Modem撥號上網與主站建立起用于傳輸數據的TCP/IP鏈接，將自己檢測到的實時數據或歷史數據傳送到主站，主站也可以通過此TCP/IP鏈接發送命令修改從站上MCGS變量的值，以達到對現場設備進行簡單控制的作用。
　　對于GPRS網絡、互聯網、TCP/IP鏈接在數據通訊過程中出現的TCP/IP鏈接中斷，通訊超時，網絡連接中斷等異常情況MCGS軟件中的驅動程序都進行了相應的處理。使被異常中斷的數據通訊能自動恢復到正常通訊狀況。
　　
　　三、 設備簡介
　　以下對GPRS Modem做簡單介紹
　　
　　設備型號：ETProⅣ GPRS Modem（外置無線調制解調器）
　　生產廠商：深圳倚天科技開發有限公司
　　相關資料：ETPro_Guide.pdf（操作手冊）、MC35_AT_v0302.pdf（AT指令說明）
　　
　　設備供應商：
　　公司：深圳倚天科技開發有限公司
　　地址：深圳市南山區南山軟件園西座2301室
　　電話：0755-26581745/46/47/48/49 傳真：0755-26581747
　　網站：http://www.cnetck.net
　　
　　四、 GPRS使用
　　A、GPRS Modem安裝過程中的注意事項：
　　在安裝GPRS Modem的過程中要注意，除非使用西門子（MC35）專用通訊串口線，否則最好能將GPRS的串口線直接與PC串口相連，這樣才能保證GPRS Modem能夠獲得足夠的信號強度，保證撥號成功。
　　
　　B、GPRS Modem的上網設置過程：
　　1， 安裝GPRS Modem
　　按以下順序對GPRS Modem進行設置
　　控制面板—>電話和調制解調器選項—>調制解調器—>選擇添加—>不檢測調制解調器—>標準19200bps調制解調器—>選定安裝到哪個串口
　　2， 設置19200調制解調器
　　 假設19200調制解調器被安裝到COM1
　　控制面板—>電話和調制解調器選項—>調制解調器—>屬性—>常規—>串口1—>最高速率（57600）—>高級—>額外的初始化命令：
　　在額外的初始化命令一欄中填寫：AT+CGDCONT=1，ip，CMNET

最后：在設置完成后進入
　　控制面板—>電話和調制解調器選項—>調制解調器—>屬性—>診斷—>查詢調制解調器
　　按上面步驟可以查詢GPRS Modem是否正確安裝。
　　
　　3， 建立撥號連接
　　新建連接—>撥號到專用網絡—>標準19200調制解調器—>區號置空，電話號碼填： *99***1#
　　
　　4， 設置撥號連接網絡屬性
　　撥號連接—>屬性—>網絡
　　服務器類型選擇PPP
　　連接只選用TCP/IP協議

嘗試登陸網絡：
　　在設置完畢之后可以試一下登陸網絡，雙擊剛才新建的撥號網絡，置空用戶名和密碼，進行撥號，PPP服務器會檢測用戶名和密碼，通過檢測后將注冊您的計算機，過后撥號網絡的圖標會出現在WINDOWS任務欄右下角。
　　
　　C、服務器/客戶端模式的通訊試驗（add by xp）
　　試驗環境：
　　硬件：
　　服務器：普通pc＋普通Modem，撥號上網。
　　客戶端：普通pc＋GPRS Modem，撥號上GPRS網絡。
　　軟件：
　　MCGS通用版：通用TCPIP父設備＋網絡數據同步CE
　　
　　服務器：通過Modem撥號或通過其他方式連接在Internet上，具有固定IP地址。在客戶端軟件中設置服務器的IP地址，通過Internet與服務器建立連接。
　　客戶端：在本試驗中指連接了GPRS Modem的計算機或設備。通過上述步驟安裝了GPRS Modem，并撥上Internet后就具備了實現數據上傳（下傳）的通訊鏈路條件。
　　
　　服務器端設置注意事項：
　　1、 如果服務器端還存在其他網絡（如：局域網）連接，最好將其斷開。
　　2、 通過控制臺命令“ipconfig”可以查看服務器端分配到的IP地址。
　　
　　客戶端設置注意事項：
　　1、 最后斷開其他連接
　　2、 通過ping命令測試網絡連接狀況。由于通過GPRS網絡速度比較慢，需要加大ping命令的超時時間。具體如下：“ping IP地址 –w 超時時間”。一般超時時間可以設置為2000（ms），通過返回的平均通訊時間判斷在MCGS中設置的最小采集周期。如平均返回時間為1200ms，則設置最小采集周期為2000ms比較合適。
　　
　　
　　D、測試中的其他問題：
　　1、 設備測試：
　　由于設備測試端的TimeOut時間比較短，在測試時發現，客戶端設備測試發送成功，但是在服務器端沒有數據接收到，偶然出現同時收到多個發送數據包的情況。只要確定可以ping通網絡，可以進入運行環境進行數據同步。
　　2、 第一次同步時間比較長。
　　一般情況下（尤其是設置的采集周期比較短的時候），網絡數據同步成功的建立起第一次通訊需要的時間比較長，往往需要20秒左右。當連接建立起來之后，數據同步可以按照設定的采集周期更新數據。所以，在剛剛建立連接的時候需要耐心等待一段時間。
　　3、 通訊數據量的影響
　　通訊的數據量和通訊周期有比較密切的關系。如果只有一個數據，可以在1500ms（ping命令的平均返回時間為1200ms）同步數據，而且能夠在一兩個周期內建立起通訊連接。如果有10個數據同步，一般周期需要設置在2500ms以上，并且建立時間比較長（20s）。
　　4、 關于固定IP
　　通過GPRS網路傳輸數據，服務器端必須要有固定IP地址。在實際的現場應用中，需要通過電信部門申請一個固定IP地址，每一個客戶端需要將該IP地址固化在連接的GPRS Modem中，當客戶端上電之后自動根據固化的IP地址撥通GPRS網絡，在網絡上尋找到服務器。
　　在進行調試試驗時，通過Modem撥號獲得的只是一個暫時的IP地址，當再次撥號上網后，該地址會重新分配，在應用中需要和用戶講清楚。
　　試驗時，服務器端和客戶端設置如圖：