第一部分 概述
1. 需求分析
      目前多數氣象局分為地、州
、市級氣象局和數個氣象站(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。網絡主要用於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台站組建了衛星廣播網，用於衛星數字廣播。
      原有氣象信息係統地麵網絡建設較早，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
；衛星網覆蓋麵小、速度低
，且小站之間無法直接通信，限製了網絡功能。因此
，構建一個更完善
、更快捷、更安全的氣象廣域網絡平台迫在眉睫。全省廣域網不僅要在速度、容量上完全滿足需求；而且需要將原本鬆散的網絡從規格
、管理軟件、安全防護等方麵進行整合和統一。並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。
2. 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務，它是以數據流量計費、覆蓋範圍廣泛、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台，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，不受地域製約等優點。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。
      GPRS通信方式更適合於氣象信息采集業務

，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。
3.GPRS網絡優點
      1
、覆蓋範圍。構建氣象信息采集傳輸係統要求數據通信覆蓋範圍廣

，擴容無限製
，接入地點無限製，能滿足山區、xiangzhenhekuadiqudejieruxuqiu。youyuqixiangxinxicaijidianshuliangzhongduo，fenbuzaiquanshengfanweinei，bufenqixiangxinxicaijidianweiyupianpidiqu，erqiediliweizhifensan。lingwai，haibixukaolvjinhouxitongkuochongdekeneng，bixujuyoulianghaodekekuozhanxing。youyumuqianGPRS已覆蓋省內絕大部分地區，能夠滿足氣象信息采集傳輸係統對覆蓋範圍的要求。 
      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
，完全能滿足本係統數據傳輸速率(≥10Kbps)的需求。
      3、xitongdechuanshurongliangda。qixiangzhongxinzhanyaohemeiyigeqixiangxinxicaijidianshixianshishilianjie。youyuqixiangxinxicaijidianshuliangzhongduo，xitongyaoqiunengmanzutufaxingshujuchuanshudexuyao，erGPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要。
      4、通tong信xin費fei用yong低di。采cai用yong傳chuan統tong的de有you線xian方fang式shi建jian立li氣qi象xiang信xin息xi采cai集ji傳chuan輸shu係xi統tong，必bi須xu租zu用yong專zhuan線xian或huo電dian話hua線xian進jin行xing連lian接jie。由you於yu氣qi象xiang信xin息xi采cai集ji點dian必bi須xu與yu中zhong心xin隨sui時shi保bao持chi連lian線xian狀zhuang態tai，而er每mei次ci數shu據ju發fa送song的de數shu據ju量liang很hen小xiao(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，由於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，由於GPRS具有實時在線特性，係統無時延，可很好的滿足係統對數據采集和傳輸實時性的要求。
      基於GPRS氣象信息采集係統是廈門四信通信科技有限公司和係統集成商合作開發的基於GPRS技術的氣象信息采集係統。它由氣象采集器、PLC邏輯控製 ，F2103 GPRS IP modem、數據中心（管理工作站，數據庫服務器，web發布服務器）組成。采集器負責實時采集各種氣象參數（風速，溫度，濕度，氣壓等等），然後彙總到PLC控製邏輯
，接著傳到F2103GPRS傳輸終端

，通過GPRS網絡把數據彙集到服務器
，服務器上的數據可以通過web和客戶端形式發布到各個省縣級氣象站。具有采集數據快速準確，能快速生成統計分析,安全可靠等特點
，極大地提高了氣象發布的實時性，穩定性
，高效性。

第二部分 項目分析
本係統由氣象采集器，自動氣象站，F2103 GPRS IP modem傳輸終端，氣象中心軟件組成。
2.1係統組成
2.1.1 氣象采集器： 風溫濕壓參數是氣象采集的四大基本要素
， 一般采集溫度、濕度
、輻射

、風速
、風向、雨量等環境參數。
2.1.2 監測儀：采集器主要特征如下：16路溫度通道
，10路模擬通道，1路風向風速通道
，1路雨量，8000條的數據存儲容量，RS232通訊接口，應答式通訊協議。
2.1.3 傳輸終端： 傳輸終端采用廈門四信的F2103，實時永久在線，內嵌自主知識產權的TCP/IP協議棧，透明傳輸，同時支持RS232和RS485，支持多種工作模式，支持虛擬數據專用網。
2.1.4 中心軟件係統：基於大型數據庫的係統軟件，對數據進行實時處理和存儲
，通過GIS電子地圖直觀顯示各種參數。支持分級管理，設備監視，通過B/S或C/S進行信息發布。
2.2 係統總架構
溫度傳感器、濕度傳感器、輻射傳感器
、風速感應器、風向感應器、雨量測量計等設備把各指標的數據傳輸監測儀
，接著監測儀進行分析處理，然後通過串口RS232或RS485傳給了四信通信的IP modem（F2103），遠程數據中心服務器可以使用APN專線或普通ADSL等作為網絡接入。當F2103通過GPRS網絡連接到遠程數據中心服務器主機，建立透明數據通道後，采集終端產生的數據隻要送到串口
，F2103就會把收到的數據原封不動地發送到數據中心服務器主機
；同時服務器主機下發的命令通過通道傳輸到F2103後
，F2103通過串口送到采集終端
，從而實現了數據雙向透明傳輸。係統拓撲圖如下圖所示：

2.3係統功能
1） 終端設備的添加、編輯、刪除功能

；終端設備可以隨時增加和減少。終端設備的增加和減少不影響係統的正常運行。
2） 終端設備的管理通過GIS電子地圖，直觀顯示和查找，某區域可以任意放大和縮小，終端設備可以查詢
、標識
、記錄等。
3） 設she備bei的de分fen級ji管guan理li
，市shi中zhong心xin可ke以yi對dui所suo有you設she備bei進jin行xing管guan理li
，可ke以yi對dui所suo有you設she備bei進jin行xing信xin息xi發fa布bu，各ge個ge縣xian中zhong心xin可ke以yi對dui本ben區qu域yu的de設she備bei進jin行xing管guan理li，對dui本ben區qu域yu的de信xin息xi進jin行xing發fa布bu。
4） xinxideshenzhahejilu，shizhongxinkeyiduisuoyoushebeidexinxijinxingzhakanhejianguan，xianzhongxinkeyiduibenquyusuoyoudeshebeixinxijinxingzhakan，benquyufasongdesuoyouxinxitongshifankuidaoshizhongxin。
5） 簡單的信息發布功能
；信息支持單發、群發、分組發。
6） 設備的狀態監控功能，管理中心可以查詢設備的工作情況
，了解設備的運行情況
，能遠程維護和升級設備。

第三部分 項目架構實施
3.1 傳輸模塊與采集終端連接
四信的F2103無線傳輸模塊同時支持RS232/485接口
，可通過RS232/485與終端通訊。本係統采用的是485的接口方式。
氣象監測儀的麵板如下，可以接各種設備：

3.2
數據中心網絡接入方式分析
1. APN專線接入
      中心采用APN專線
， 所有點都采用內網固定IP，客戶中心通過一條2M APN專線接入移動公司GPRS網絡，雙方互聯路由器之間采用私有固定IP地址進行廣域連接，在GGSN與移動公司互聯路由器之間采用GRE隧道。
      為客戶分配專用的APN
，普通用戶不得申請該APN。用於GPRS專網的SIM卡才能進入專網APN，防止其他非法用戶的進入。
      用戶在內部建立RADIUS服務器
，作為內部用戶接入的遠程認證服務器（或在APN路由器內，啟用路由器本地認證功能）。隻有通過認證的用戶才允許接入

，用以保證用戶內部安全。
      用戶在內部建立DHCP服務器（或在APN路由器內
，啟用DHCP功能），為wei通tong過guo認ren證zheng的de用yong戶hu分fen配pei用yong戶hu內nei部bu地di址zhi。移yi動dong終zhong端duan和he服fu務wu器qi平ping台tai之zhi間jian采cai用yong端duan到dao端duan加jia密mi，避bi免mian信xin息xi在zai整zheng個ge傳chuan輸shu過guo程cheng中zhong可ke能neng的de泄xie漏lou。雙shuang方fang采cai用yong防fang火huo牆qiang進jin行xing隔ge離li
，並bing在zai防fang火huo牆qiang上shang進jin行xingIP地址和端口過濾。
      中心采用APN專線接入的方式，在實時性，安全性和穩定性表現優異
，適合於安全性要求較高、數據點比較多、實時性要求較高的應用環境。在資金允許的情況下之最佳組網方式。
2. ADSL撥號連接（動態公網IP地址）
      中心采用ADSL等INTELNET公網連接，采用公網動態IP+DNS解析服務的。客戶先與DNS服務商聯係開通動態域名，IP MODEM先采用域名尋址方式連接DNS服務器，再由DNS服務器找到中心公網動態IP，建立連接。此種方式可以大大節約公網固定IP的費用，但穩定性受製於DNS服務器的穩定，所以要尋找可靠的DNS服務商。此種方案適合小規模應用。
3. 通過固定公網IP連接
      中心采用ADSL等INTELNET公網連接
，采用公網固定IP服務的。此種方案先向INTERNET運營商申請ADSL等寬帶業務，中心有公網固定IP的。IP MODEM直接向中心發起連接。雖然申請固定IP費用比較貴，但其運行可靠穩定，組網方式簡易方便，深受廣大用戶的青睞，一般推薦此種方案。
3.3 無線數據傳輸方式
      傳輸設備采用廈門四信的F2103，其功能齊全，性能穩定，簡單易用，它是一款工業級別的無線傳輸終端，已經廣泛地應用在各種各樣的工業，金融場合。
      終端設備和傳輸設備連接好後，設置好各種通訊參數，工作模式後，在傳輸設備F2103中填入數據中心的地址和應用程序的端口號。這樣當終端設備數據傳給傳輸設備F2103，F2103就會把數據透明地傳輸到中心。
      終端設備支持多種中心模式（主備中心

，多中心），多種激活模式（電話，短信，數據），多種工作模式（TCP，UDP，telnet等），fangbianyonghuzuwanghegezhongxitongxuqiu。xintiaobaojizhi
，zhucebaojizhi
，shujuzhenkekong，zhonglianjizhidengduozhongjizhibujinbaozhengshebeishishizaixian，erqiewendingkekao
，tongshifangbiankehugenjuxianchangdeqingkuang
，laishezhigezhongchuanshucanshu
，jinerdadaozuijiaxiaoguo。
3.4 數據中心軟件平台構建
      基於GPRSqixiangxinxicaijixitongshigezhongqixiangcaijizhongdeyibufen
，zhexieshujukeyicaijihuigongsideqixiangshujuguanlizhanjinxingchuli，ranhouhegezhongqixiangfuwuyiqitongguodianshi

，shouji，duanxin
，web等發布出去。
      基於四信通信的GPRS無wu線xian模mo塊kuai的de中zhong心xin端duan軟ruan件jian建jian有you多duo種zhong方fang式shi
，對dui於yu傳chuan入ru數shu據ju的de方fang式shi的de不bu同tong
，我wo們men提ti供gong不bu同tong的de軟ruan件jian來lai幫bang助zhu客ke戶hu快kuai速su地di實shi現xian中zhong心xin端duan的de數shu據ju接jie收shou和he現xian場chang設she備bei的de管guan理li。
目前四信提供三種方式的中心接口：

      首先是對於組態軟件，目前很多組態軟件廠家已經集成了四信通信的驅動了，可以直接配置使用
；其次對於原本是讀串口的程序，為了兼容原來的係統而不做開發工作
，我們提供一個虛擬串口軟（TCP2COM）
；最zui後hou是shi對dui於yu想xiang開kai發fa自zi己ji獨du有you的de數shu據ju中zhong心xin軟ruan件jian的de客ke戶hu，會hui提ti供gong一yi個ge動dong態tai鏈lian接jie庫ku及ji四si信xin公gong司si的de測ce試shi版ban數shu據ju中zhong心xin軟ruan件jian，不bu僅jin開kai放fang源yuan碼ma還hai全quan程cheng協xie助zhu客ke戶hu進jin行xing自zi己ji數shu據ju中zhong心xin軟ruan件jian和he功gong能neng的de開kai發fa。客ke戶hu可ke能neng通tong過guo動dong態tai鏈lian接jie庫ku快kuai速su開kai發fa一yi個ge靈ling活huo的de，穩wen定ding的de，功gong能neng齊qi全quan的de終zhong端duan管guan理li和he數shu據ju交jiao互hu的de中zhong心xin軟ruan件jian。
如下分別是手機平台，處理中心平台，和web發布平台軟件的節目：

    在係統安全方麵，本公司除了采用大型
、多用戶的ORACLE數據庫、係(xi)統(tong)對(dui)用(yong)戶(hu)實(shi)現(xian)分(fen)級(ji)授(shou)權(quan)管(guan)理(li)和(he)提(ti)供(gong)防(fang)火(huo)牆(qiang)功(gong)能(neng)及(ji)完(wan)善(shan)的(de)數(shu)據(ju)備(bei)份(fen)功(gong)能(neng)外(wai)
，對(dui)網(wang)絡(luo)無(wu)線(xian)數(shu)據(ju)監(jian)控(kong)中(zhong)心(xin)還(hai)提(ti)供(gong)了(le)安(an)全(quan)技(ji)術(shu)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)
，以(yi)確(que)保(bao)數(shu)據(ju)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)。

第四部分 設備的特點和參數
1.采集，傳感器，檢測儀

自動氣象站
，生態環境測試，工業現場等無人值守的自動監測係統中使用。
1．溫度通道：16路（鉑電阻）；2．模擬通道：10路 0～5V；6路 0～20mV；
3．風速通道：1路（配EC―9S）；4．風向通道：1路（配EC―9X）；
5．雨量：開關量1路
；6．工作電壓： 交流220V, DC：12V 內配充電電池
7．數據存儲容量：8000條
；8．工作溫度：－20℃～50℃

；
9.存儲內容：各路數據瞬時值,存儲時間,可以人工設定
；
10.顯示分辨率：10uV，內部電路分辨率1/65536（16位AD）
；
11.微機通訊接口：RS232；12.微機軟件通訊協議：應答方式
；
2.F2103通信模塊
F2103 GPRS IP MODEM采用高性能嵌入式處理器，以實時操作係統為軟件支撐平台，內嵌自主知識產權的TCP/IPxieyizhan。weiyonghutigonggaosu，wendingkekao
，shujuzhongduanyongyuanzaixian
，duozhongxieyizhuanhuandexunizhuanyongwangluo。zhenduiwangluoliuliangkongzhideyonghu，chanpinzhichiyuyin，duanxin，shujuchufashangxianyijichaoshizidongduanxiandegongneng。tongshiyezhichishuangshujuzhongxinbeifen，yijiduoshujuzhongxintongbujieshoushujudenggongneng。gongsichanpinyiguangfanyingyongyujinrong，shuili，huanbao，dianli
，youzheng，qixiangdengxingye。
它具有豐富的軟件功能：
1. 智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設備永遠在線。
2. 支持RSA，RC4加密算法
3. 支持虛擬數據專用網（APN）
4. 透明數據傳輸與協議轉換
，支持多種工作模式
5. 支持數據中心動態域名和IP地址訪問
6. 支持雙數據中心備份
7. 支持多數據中心
8. 支持短信、語音、數據等喚醒方式以及超時斷開網絡連接。
9. 支持短消息備份及告警。
10. 多重軟硬件看門狗
11. 數據包傳輸狀態報告。
12. 標準的AT命令界麵
13. 可以用做普通撥號MODEM
14. 支持telnet功能。
15. 支持遠程配置，遠程控製
16. 通過串口軟件升級
17. 同時支持LINUX和WINDOWS操作係統

第五部分 總結
      采用GPRS構gou建jian氣qi象xiang信xin息xi采cai集ji係xi統tong，不bu僅jin能neng很hen好hao地di滿man足zu氣qi象xiang信xin息xi采cai集ji的de需xu求qiu，而er且qie，做zuo為wei網wang絡luo運yun營ying商shang的de移yi動dong通tong信xin公gong司si也ye將jiang因yin此ci獲huo得de業ye務wu穩wen定ding的de集ji團tuan用yong戶hu
，隨sui著zhe用yong戶hu數shu量liang的de增zeng加jia，移yi動dong通tong信xin公gong司si的de營ying收shou也ye隨sui之zhi增zeng加jia，調tiao動dong了le運yun營ying商shang的de積ji極ji性xing，符fu合he網wang絡luo建jian設she和he網wang絡luo應ying用yong同tong步bu發fa展zhan的de要yao求qiu。
     基於GPRS氣象信息采集係統是采用廈門四信通信的F2103 GPRS傳輸終端，實現了實時在線，永遠在線，穩定可靠的數據傳輸。在成熟的GPRS網(wang)絡(luo)上(shang)構(gou)建(jian)無(wu)線(xian)數(shu)據(ju)網(wang)絡(luo)
，其(qi)通(tong)信(xin)費(fei)用(yong)較(jiao)低(di)
，接(jie)入(ru)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)移(yi)動(dong)等(deng)特(te)點(dian)使(shi)得(de)氣(qi)象(xiang)數(shu)據(ju)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)技(ji)術(shu)服(fu)務(wu)成(cheng)本(ben)大(da)為(wei)降(jiang)低(di)。而(er)且(qie)廈(sha)門(men)四(si)信(xin)通(tong)信(xin)的(de)F2103 GPRS傳輸終端工業級設計，組網靈活，安全可靠，實時在線的特點很適合運用在工業應用場合如氣象采集行業。