基于GPRS網絡的氣象信息采集系統(tǒng)

分類：技術教程日期：2009-08-20 08:35:02 來源：廠商

摘要：本文提供了一種基于GPRS網絡的氣象信息無線發(fā)布系統(tǒng)設計原理和實現方案，簡要介紹了GPRS技術的基本知識，描述了GPRS無線傳輸應用于氣象信息發(fā)布的實現方法。通過實際應用，獲得了理想的效果.

關鍵詞： GPRS；APN專線；氣象信息；采集；監(jiān)測；

一、需求分析

目前多數氣象局分為地、州、市級氣象局和多個氣象站(含地、州、市局、地方氣象站)，原有的網絡省、地、縣主要通過X.25和PSTN組網，省中心帶寬為64Kbps，地縣帶寬為9.6Kbps。網絡主要用于傳輸氣象實時信息和辦公信息(內部web、notes等) 同時國家局與全國的各級臺站組建了衛(wèi)星廣播網，用于衛(wèi)星數字廣播。

原有氣象信息系統(tǒng)地面網絡建設較早，設備性能低、線路速度低、時延長，已很難滿足自動站、沙塵暴、雷達等資料傳輸的要求，很難滿足進行數據綜合傳輸的需求；衛(wèi)星網覆蓋面小、速度低，且小站之間無法直接通信，限制了網絡功能。因此，構建一個更完善、更快捷、更安全的氣象廣域網絡平臺迫在眉睫。全省廣域網不僅要在速度、容量上完全滿足需求；而且需要將原本松散的網絡從規(guī)格、管理軟件、安全防護等方面進行整合和統(tǒng)一。并且還需要具有可擴展性，未來可以方便地進行升級。而以上的這些不足都可以通過GPRS無線網絡來實現。

二、 GPRS網絡簡介

GPRS是目前解決移動通信信息服務的一種較完美的業(yè)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(yè)和企業(yè)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(fā)展創(chuàng)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(yōu)點。GPRS的出現為企業(yè)和行業(yè)用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。

GPRS通信方式更適合于氣象信息采集業(yè)務，目前氣象中心與各采集點采用X.25和PSTN進行交互傳輸，月租費太高，用電話線傳送數據按時間計費，帶來諸多不便，費用也不便宜。

三、 GPRS網絡優(yōu)點

1、覆蓋范圍。構建氣象信息采集傳輸系統(tǒng)要求數據通信覆蓋范圍廣，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。由于氣象信息采集點數量眾多，分布在全省范圍內，部分氣象信息采集點位于偏僻地區(qū)，而且地理位置分散。另外，還必須考慮今后系統(tǒng)擴充的可能，必須具有良好的可擴展性。由于目前GPRS已覆蓋省內絕大部分地區(qū)，能夠滿足氣象信息采集傳輸系統(tǒng)對覆蓋范圍的要求。

2、數據傳輸速率高。每個氣象信息采集點每次數據傳輸量在10Kbps之內，目前GPRS實際數據傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統(tǒng)數據傳輸速率(≥10Kbps)的需求。

3、系統(tǒng)的傳輸容量大。氣象中心站要和每一個氣象信息采集點實現實時連接。由于氣象信息采集點數量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數據傳輸的需要，而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發(fā)性數據的需要。

4、通信費用低。采用傳統(tǒng)的有線方式建立氣象信息采集傳輸系統(tǒng)，必須租用專線或電話線進行連接。由于氣象信息采集點必須與中心隨時保持連線狀態(tài)，而每次數據發(fā)送的數據量很小(在幾K至10K之間)，線路資源利用率很低，平均每一個氣象信息采集點每月的線路費用為800～1200元。而如果采用GPRS通信方式，由于GPRS采用按數據流量計費的方式，資源利用率高，月通信費用將在200元之內。

5、良好的實時響應與處理能力。與短消息服務比較，由于GPRS具有實時在線特性，系統(tǒng)無時延，可很好的滿足系統(tǒng)對數據采集和傳輸實時性的要求。

四、解決方案與特點

鑒于氣象各部門的特殊安全性可靠性要求，氣象信息系統(tǒng)在總體建設上采用業(yè)務與網絡分層構建、逐層保護的指導原則，利用寬帶IP（DDN專線）＋GPRS無線網絡技術，保證網絡的互聯(lián)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(xù)發(fā)展的需求，在不改變現有組網方案的情況下，通過增加GPRS DTU設備，實現遠程無線數據傳輸功能。

GPRS氣象信息采集系統(tǒng)的網絡設計采用星型結構，在省局中心、地、州、市級氣象局和氣象站各設立核心節(jié)點。其中，省局中心作為整網核心，關系到全省氣象數據的正常傳輸，因此在省局中心設立兩臺核心服務器，一主一備。主要是考慮到骨干網絡是承載氣象重要數據和承擔其他政府重要部門的交換等功能，氣象的基礎數據是其他許多政府部門決策和執(zhí)法的基礎，因此需要網絡設備可靠、穩(wěn)定，另外，考慮到網絡還可用來承載氣象OA系統(tǒng)的需求，所以中心設備能很好的保障網絡在未來幾年的先進性和可擴展性。例如，未來到各地市的帶寬擴展到2個2M或者更多，此時只需要通過專線升級方式即可。

地市級主用通過SDH 2M接入省氣象中心的通信網絡系統(tǒng)，同時，充分考慮到網絡設計的安全性和可靠性。在本次設計中，市局節(jié)點到各采集點除選用APN專線作為主用外，還選用了ADSL/ISDN網作為備份鏈路。

各采集點采用GPRS DTU設備接入，將采集到的各種氣象數據通過GPRS網絡及時的送到地市級氣象中心，實現快速、穩(wěn)定、可靠的網絡構建。

該方案的建設既能實現全市氣象系統(tǒng)的信息化辦公，也實現了安全互聯(lián)互通、指揮調度、信息共享，端到端的高可靠性設計是本方案建設的特色，具體表現在以下兩個方面:

1、設備級的可靠性：在設計中，通過選擇具備高可靠性設計的網絡設備，減少設備故障率，提高網絡可靠性。設備本身的可靠性是決定整個網絡系統(tǒng)可靠性的主要因素。特別是采集點的GPRS設備，更是整個系統(tǒng)業(yè)務正常運行的重要保障。本次選取廈門藍斯通信有限公司的LZ713C GPRS DTU設備具有高可靠性，通過了國家標準的EMC抗干擾測試，在設備級充分保障了網絡可靠性。

2、互連線路的備份設計：每個節(jié)點與其他節(jié)點之間通過多條線路連接，避免單路故障，提高網絡路徑冗余。本次地市局除選用APN專線作為主用網絡，為了提高鏈路的可靠性，還可選用了ADSL/ISDN網作為備份鏈路。