一．概述
基於GPRS/CDMA的數據傳輸係統可以為用戶提供高速、安全、永遠在線的無線數據傳輸通道。主要針對電力係統自動化、油田油井數據收集、工業監控、環境檢測、交通管理、金融、證券等部門的應用，利用公用移動網絡平台（目前主要是中國移動的GPRS網絡和中國聯通的CDMA網絡）提供的高帶寬、低收費的數據通道實現用戶數據的透明傳輸。
基於GPRS/CDMA的無線數據傳輸係統主要具有以下特點：
1、 應用範圍廣。可以應用在所有GPRS/CDMA網絡信號覆蓋到的地方。
2、 成本低廉。首先是建設投資小，網絡建設中省去了大量的組網投資；其次是維護、運行費用低，網絡運行過程中隻需承擔少量的終端維護運營費用。
3、 網絡組建靈活、fangbian。youyuwangluodejichusheshiyijingshifendewanshan，tongxinxitongdezujianzhixuyaokaolvzhongxinzhanhewaiweibudiandewenti。zaiwaiweibudianshikeyichongfenliyongwuxianwangluodailaidedidianxuanzeshangdeziyouxingheyidongtongxinwangluodejiaoquanmiandefugaifanwei。
4、 地域範圍和網絡密度的適應性好。目前，移動網的基站在城市中的密度大，而在鄉村中則相對較小，正好滿足在城市通信終端數量大、密度高而在鄉村數量少、密度小的要求。
5、 支持透明數據傳輸。直接提供RS232、RS485接口，為用戶設備提供透明的傳輸通道。
6、 終端永遠在線。終端與數據中心的通信鏈路一旦建立後即可長時間保持，可以隨時完成用戶設備的數據傳輸。
7、 按流量計費。終端按照接收和發送數據包的數據流量來收取費用，沒有數據傳輸時就不收取任何費用。
8、 傳輸速率高。中國移動的GPRS網絡目前可提供20～40kbps的穩定數據傳輸；中國聯通CDMA1X網絡的傳輸速率可以高達153.6kbps。
二．應用範圍
適用於各種地域範圍廣、分散度高、位置不確定、又要求建設和使用成本都十分低廉的數據采集和傳輸係統。具體說，主要包括以下方麵的應用場合：
工業遙控、遙測、遙信
行業無人值守站機房監控和遠端維護（如移動基站、微波、光纖中繼站等）
配電網自動化係統數據傳輸
高壓供電設備監測
輸電網電能量數據采集
自來水管道、閘門、泵站和水廠監控
煤氣管道、閘門和加壓站監控
供熱係統實時監控和維護
環境監測
水文監測
其它無人值守（如倉庫、辦公室等）監控
金融、零售行業
車載移動銀行
POS機數據傳輸
ATM/CDM機數據傳輸
自動售貨機涮卡和商品信息報告
銀行儲蓄機機房監控
移動證券交易和信息查詢
公安、交通行業
公安移動性數據（身份證、犯罪檔案等）查詢
交警移動性數據（車輛、司機檔案等）查詢
司機路情、路況查詢
車輛違章監測
交通流量監控
交通信息指示牌信息發布
移動車輛監控調度係統
公安、110、交警車輛監控調度
銀行運鈔車、郵政運輸車監控調度
出租車涮卡與管理調度
電力工程車調度
公交車調度
集團車輛調度
物流係統車輛調度
農業生產狀況監控
莊稼生產溫度、濕度等監控
等等
典型的應用場合：
1、 配電網絡自動化係統數據傳輸
配電網絡自動化係統是電力部門改善供電質量、提高供電能力的重要措施，分布在路邊、電線杆上、大樓內的配電開關、配電變壓器，開閉所、gongyongjiyonghupeidiansuodengdepeidiankongzhiyujiliangshebeidouxuyaodedaoyouxiaodejiankong，danyouyupeidianwangluoxuyaojiankongdedianhenduoerqiehenfensan，zidonghuaxinxidechuanshushejimianguang，ruoshiyongyouxianchuanshushejidaobuxianshigong、建設成本和可靠性等一係列問題。使用銅纜連接不但施工困難，而且也不符合電氣安全的要求；使用光纜連接，可以解決電氣安全問題，但成本過高、施工困難；dianlixianzaibojiejuewentidefanganzhiyi，dancunzaizaibopinlvfenpeidengfangmiandequexian。lingwai，suizhebumendianligaigedebuduanshenru，duidianlidakehudegongdianzhiliangdejianceshishifenbiyaode，tongshidianliangdeshishijiliangjiangyouxiaodetigaogongdianbumendejingjixiaoyi，erdianlixitongzijidetongxinwangluonanyimanzushejifanweiruciguangfandeshujutongxinxuqiu。jiyugongyongyidongwangluodewuxianzhuanyongshujuchuanshuxitongkeyishidezhexiewentiyingrenerjie，budanchuanshukekao、安全、成本低、施工簡單，而且組網靈活，特別適合不斷發展的城市供電質量監測和計量信息的傳輸。
2、 交通監控、調度與交通信息發布係統數據傳輸
經濟的發展，汽車數量的激增，使得路網通行能力已經不能滿足交通量日益增長的需要。道路交通擁擠造成的運行時間延誤、交通事故的增多、環境汙染加劇、燃油損耗上升等狀況日益加劇，引起了世界範圍的社會普遍關注。實踐證明從車輛方麵或道路方麵采取一些諸如修建足夠的公路、采用道路可變信號燈等措施可以一定程度上適應交通需求日益增長、交通係統日益複雜的現狀，但它們均很難有效地解決交通阻塞等問題。隨著現代化信息技術的快速發展，利用先進的信息技術、通信技術、控製技術、傳感器技術和係統綜合技術等高新技術把車輛、道路、使用者緊密結合起來，不僅能有效地從根本上解決交通阻塞問題，而且對交通事故的應急處理、車輛的調度、環境保護、能源的節約均有顯著的效果。智能交通係統（ITS）就是這樣應運而生的。而如何快速、可靠而安全地傳送交叉路口信號設備的監視信息、車輛流量信息等交通監控信息，車輛運行與調度信息，和證件審查、規費征收等運政管理信息又是ITS係統的實現過程中需要完成一個極其重要的任務。目前，交通監控信息的傳輸基本上采用點對點（即路口――控製指揮中心）的(de)方(fang)式(shi)，但(dan)隨(sui)著(zhe)信(xin)息(xi)容(rong)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)，點(dian)對(dui)點(dian)的(de)傳(chuan)輸(shu)模(mo)式(shi)所(suo)需(xu)的(de)費(fei)用(yong)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)，雖(sui)然(ran)采(cai)用(yong)有(you)線(xian)網(wang)絡(luo)傳(chuan)輸(shu)可(ke)以(yi)節(jie)約(yue)費(fei)用(yong)，但(dan)現(xian)階(jie)段(duan)存(cun)在(zai)較(jiao)大(da)延(yan)時(shi)，網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)還(hai)需(xu)進(jin)一(yi)步(bu)完(wan)善(shan)。而(er)交(jiao)通(tong)信(xin)息(xi)的(de)發(fa)布(bu)主(zhu)要(yao)采(cai)用(yong)Internet交管網站、電台、電視等方式來完成，但實時性、靈活性和實用性方麵均存在著很大不足。而構建基於公用移動網絡的無線專用數據傳輸係統則可以有效解決這些問題。
3、POS機和ATM/CDM機數據傳輸
POS機數據傳輸是指POS機與銀行之間的數據傳送，主要用於顧客使用銀行卡支付時對顧客的付款進行確認及顧客帳戶的管理。目前，POS機與銀行之間的聯網主要采用兩種方式：
電話撥號方式：當用戶刷卡之後，POS機就自動撥打銀行數據中心的號碼來與數據中心建立連接，進行數據傳送。采用這種方式，顧客每刷卡一次，POS機就撥號一次，適合於單台POS機使用，適用於小型超市等。
專線方式：多台POS機用RS232接口聯網後經過一條數據專線連接到銀行數據中心，這種方式適合大中型超市。
由於刷卡量、通信費用、shebeidengyinsu，zaizhongguozhuyaocaiyongdiyizhongfangshi，dansuizheshihuafeiyongdeshangshengheshuakashuliangdezengjia，shuakachengbenshangshengjiaoda。yinci，geguoyouheshangyeyinxingpoqiexuyaoliyongxiandaitongxinjigaishanxianyouyongkahuanjingbingzhichibuduanchuxiandexinyewu。
ATM/CDM機數據傳輸是指ATM/CDM機與銀行之間的數據傳送，主要用於對顧客使用銀行卡進行存款、取款、轉帳、查詢餘額、外彙兌換、票據支付、證券交易等業務活動時的帳戶管理。與POS機相似，ATM/CDM機與銀行之間目前的聯網方式也主要采用電話撥號和專線兩種，而且也主要采用電話撥號方式。因此也與POS機存在著相似的問題。而基於公用移動網絡的無線專用數據傳輸係統具有設備成本低、數據傳輸安全可靠、使用靈活方便等特點，非常適合POS機和ATM/CDM機數據傳輸應用。
三．係統構成與組網方案
基於GPRS/CDMA的無線數據傳輸係統主要由數據采集/處理係統、終端管理係統、前置機和數據終端（WTE）等幾部分組成。
組網方式如圖1所示：
 數據采集中心所在的中心局域網通過Internet接入到GPRS/CDMA無線數據網絡，遠端監控設備所采集的信息通過GPRS/CDMA終端設備（WTE）以無線方式傳送至位於數據采集中心的前置機，前置機對數據進行基本的處理和協議格式轉換後，把數據送至數據采集/處理係統；同樣，數據采集/處chu理li係xi統tong的de響xiang應ying或huo指zhi令ling也ye可ke以yi通tong過guo前qian置zhi機ji和he終zhong端duan設she備bei發fa送song給gei遠yuan端duan監jian控kong設she備bei。在zai數shu據ju采cai集ji中zhong心xin還hai設she置zhi了le一yi個ge終zhong端duan管guan理li係xi統tong，它ta可ke以yi對dui係xi統tong中zhong所suo存cun在zai的de各ge個ge無wu線xian終zhong端duan設she備bei進jin行xing管guan理li。
根據應用場合和客戶要求的不同，我們將采取不同的組網方案，以使得客戶的網絡係統具有最優異的性能。
四、數據采集係統
1．功能描述
shujucaijixitongzhuyaoyongyujishihuodingqixunhuanshoujiwangluozhongwuxianzhongduanshebeisuochuansongdeshuju，bingjiangshujucunrushujukufuwuqiyibianyonghushiyong。congshujutongxindeguandianlaikan，shujucaijixitongxiangdangyuchuanxingtongxinjiekoudaowangluojiekouzhuanhuandezhongduanfuwuqi，weiyonghutongguowangluoshoujishujutigongtoumingtongdao。
數據采集係統配置有多種接口，可連接各種類型的中繼線路（包括無線、有線和寬帶數據網絡等），實現與移動通信網之間大容量通信，保證大量的數據集中時不會在數據集中主站產生瓶頸。
2．硬件構成
數據采集係統采用PIII及以上計算機，它可以單獨存在，也可以和數據庫服務器宿主於一台物理的服務器。
數據采集係統與移動通信網絡的數據中繼接口采用無線數據終端、有線調製解調器和寬帶網絡適配器等中繼設備來實現。
3． 軟件構成
數據采集係統的軟件主要包括通道調度和切換控製、接口協議轉換、數據加密/解jie密mi和he數shu據ju轉zhuan存cun等deng幾ji個ge部bu分fen。其qi中zhong，通tong道dao調tiao度du和he切qie換huan控kong製zhi部bu分fen完wan成cheng控kong製zhi通tong道dao在zai網wang絡luo與yu網wang絡luo之zhi間jian，中zhong繼ji線xian與yu中zhong繼ji線xian之zhi間jian切qie換huan，自zi動dong實shi現xian通tong道dao之zhi間jian的de互hu為wei備bei份fen，同tong時shi也ye完wan成cheng來lai自zi各ge個ge移yi動dong終zhong端duan的de數shu據ju流liu量liang的de控kong製zhi，提ti高gao了le整zheng個ge係xi統tong的de可ke靠kao性xing；接口協議轉換部分完成各種中繼接口協議轉換；數據加密/解密部分根據加密/解密算法還原數據；數據轉存部分將處理過的數據存入數據庫。
五、網絡管理係統
youyujiyugongyongyidongwangluodewuxianzhuanyongshujuchuanshuwangshijianlizaigongyongyidongwangluodekeguanlixingshibijiaochade，jishifaxianguzhanghepaichuguzhangdeshouduanhenenglidoubuzu。weici，xuyaoyigegongnengqiangdadewangguanxitong，tongguoduigegewuxianzhongduan、網(wang)絡(luo)終(zhong)端(duan)和(he)網(wang)絡(luo)通(tong)道(dao)不(bu)斷(duan)的(de)監(jian)測(ce)來(lai)及(ji)時(shi)地(di)發(fa)現(xian)故(gu)障(zhang)，並(bing)準(zhun)確(que)地(di)定(ding)位(wei)故(gu)障(zhang)。同(tong)時(shi)網(wang)管(guan)係(xi)統(tong)還(hai)可(ke)管(guan)理(li)網(wang)絡(luo)的(de)數(shu)據(ju)通(tong)信(xin)流(liu)量(liang)，為(wei)網(wang)絡(luo)管(guan)理(li)費(fei)用(yong)提(ti)供(gong)基(ji)礎(chu)數(shu)據(ju)。
基於公用移動網絡的無線專用數據傳輸網的網管係統負責管理所有的無線數據終端設備、數據采集係統、數據通信通道、數據通信端口，提供對上述設備的監測和配置功能，記錄通道的占用數據，管理通信係統的通道占用計費等。
網管係統的主要包括管理功能和用戶界麵兩個部分。
基於GPRS/CDMA的無線數據傳輸網絡的網管係統的管理功能分成以下幾個方麵：
1．無線終端設備管理
對無線終端設備進行監視，自動發現終端的接入，對終端進行認證管理，給出終端的具體工作情況，以及終端參數的配置等。
2．網絡性能管理
對指定的終端或者具體端口的數據流量進行實時的監視，同時對信號質量、數據速率、傳輸遲延、響應時間、服務質量等方麵的性能指標進行實時的數據采集，實現對網絡性能的實時監視。
3．係統故障管理
係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)及(ji)時(shi)發(fa)現(xian)無(wu)線(xian)終(zhong)端(duan)設(she)備(bei)和(he)網(wang)絡(luo)中(zhong)發(fa)生(sheng)的(de)故(gu)障(zhang)，經(jing)過(guo)濾(lv)和(he)分(fen)析(xi)後(hou)確(que)定(ding)網(wang)絡(luo)故(gu)障(zhang)的(de)根(gen)源(yuan)和(he)性(xing)質(zhi)，並(bing)向(xiang)網(wang)絡(luo)管(guan)理(li)員(yuan)發(fa)出(chu)告(gao)警(jing)信(xin)息(xi)，同(tong)時(shi)向(xiang)網(wang)絡(luo)管(guan)理(li)員(yuan)提(ti)供(gong)排(pai)除(chu)故(gu)障(zhang)的(de)一(yi)些(xie)幫(bang)助(zhu)，如(ru)有(you)可(ke)能(neng)，可(ke)自(zi)動(dong)對(dui)故(gu)障(zhang)進(jin)行(xing)排(pai)除(chu)。
4．計費管理
鑒jian於yu基ji於yu公gong用yong移yi動dong網wang絡luo的de無wu線xian專zhuan用yong數shu據ju傳chuan輸shu網wang中zhong的de數shu據ju終zhong端duan進jin行xing通tong信xin時shi均jun需xu要yao向xiang公gong用yong移yi動dong網wang絡luo運yun營ying商shang支zhi付fu一yi定ding的de費fei用yong，因yin此ci網wang管guan係xi統tong也ye需xu要yao具ju備bei一yi定ding的de計ji費fei管guan理li功gong能neng以yi保bao證zheng數shu據ju終zhong端duan的de正zheng常chang運yun行xing。
六．無線數據終端設備（WTE）
基於GPRS/CDMA的數據終端設備為機卡分離的即插即用型終端，內置TCP/IP/UDP協議棧，數據傳輸速率最高達115.2Kbps。支持永遠在線，可通過AT命令進行遠程控製，采用簡單而有效的加密/解密方法，提供一定級別的安全性。支持話音業務、電路型數據業務和分組數據業務，提供音頻接口，方便維護操作；支持雙音多頻（DTMF），支持全速率、增強型全速率和半速率；支持定點發送方式和小區廣播方式的短消息業務；可以快速建立高速的Internet連接，可根據用戶要求進行協議轉換，完成透明數據傳輸，支持專用協議的開發，實現與用戶專用數據源的對接。
WTE的主要由GPRS/CDMA無線通信模塊、數據處理和通信控製電路、接口控製電路和電源等部分組成。無線通信模塊采用SIMCOM或AnyData公司的GPRS/CDMA模塊，具有無線空中接口和串行通信接口，能完成射頻（RF）信號和基帶信號的處理；終端控製器采用ATMEL公司的工業級ARM處理器，並在此平台上移植了嵌入式操作係統和相關的網絡協議軟件，運行穩定可靠、能實時高效地處理多個係統任務。接口控製電路能支持RS232、RS485、以太網、SIM卡等多種設備接口，終端通信時的最大功耗為2A，空閑時僅為20mA。
WTE的接口示意圖
A：電源開關
B：電源插孔：＋5V/3A開關電源適配器
C：RS485接口：左邊為＋，右邊為－
D：RS232接口：標準DB9插針
E：終端編程口：係統更新程序使用
F：外置天線接口：外接SMA標準天線
WTE的狀態指示燈
PWR（電源）：電源指示燈，用來指示電源是否供電正常。
INI（初始）： 設備初始化指示燈，點亮表示終端設備初始化完成。
NET（網絡）：網絡狀況指示燈，點亮表明終端已經鏈接上GPRS/CDMA網絡。
LNK（鏈接）：鏈接指示燈，點亮表明終端已經和中心站建立鏈接。
STA（狀態）：終端狀態指示燈，快閃（64ms On / 1s Off），表明正在尋找網絡，慢閃（64ms On / 3s Off）表明已經完成網絡位置注冊。
RDY（準備）：終端就緒指示燈，上電後點亮表明終端已經成功讀取內部配置信息，開始撥號鏈接，當撥號鏈接成功LNK指示燈亮了以後，終端開始注冊中心站，注冊成功後RDY指示燈熄滅，表明終端已經準備就緒，可以進行數據傳輸了；有數據傳輸的時候，RDY指示燈也會點亮，表明終端正在進行數據轉發。當RDY快閃（500ms On / 500ms Off）時表明終端處在等待鏈接狀態。
WTE的正常工作狀態及參數配置過程
終端上電後，紅色PWR（電源）指示燈點亮，接著黃色RDY（準備）指示燈點亮後表明終端已經準備就緒，幾秒鍾後，STA（狀態）指示燈由快閃變為慢閃，表明WTE已經完成網絡位置注冊，接著INI（初始）指示燈點亮表明終端完成初始化工作，開始連接GPRS/CDMA網絡，大約十秒鍾之後NET（網絡）指示燈點亮表明終端已經和GPRS/CDMA網絡連接成功，幾秒鍾後LNK（鏈接）指示燈點亮表明終端已經和係統的中心站建立了鏈接，當RDY（準備）指示燈熄滅後就表明終端已經通過了中心站的認證，可以進行用戶數據傳輸了。在用戶進行數據傳輸的過程中RDY（準備）指示燈會間歇地點亮表明WTE內部正在進行數據轉發。當需要改變終端的配置參數時，將RS232交叉線一端連計算機的串口，另一端連接到WTE的RS232端口，把WTE右側的撥動開關撥到CONF（配置）側，然後將WTE上電，通過WTE的專用配置軟件就可以把需要配置的相關參數輸入到WTE裏。配置成功後，配置軟件會返回成功提示信息，同時WTE的RDY（準備）指示燈會點亮，這時再將撥動開關撥回到NORM（正常）端，WTE即可以新配置的參數工作。
WTE使用中的一些典型故障及處理
1、WTE上電後PWR（電源）指示燈正常點亮，但RDY（準備）指示燈不亮。則檢查配置開關的狀態，NORM代表正常工作狀態，CONF代表參數配置狀態，正常情況下應置為NORM狀態。如果置為NORM狀態後上電RDY（準備）指示燈仍然不亮，則對WTE重新進行參數配置，配置的步驟參考前文所述。
2、STA（狀態）指示燈持續快閃。則檢查WTE的天線是否連接正常，當地的網絡信號覆蓋狀況是否良好。
3、NET（網絡）指示燈始終不亮。則檢查SIM的GPRS/CDMA業務是否開通並有效
4、NET（網絡）指示燈正常點亮但LNK（鏈接）指示燈始終不亮。則檢查前置機及其網絡是否正常工作。
5、NET（網絡）指示燈亮後，黃色的RDY（準備）指示燈不熄滅。這是WTE未能通過中心站的登記注冊，請檢查WTE的名稱是否合法。
6、WTE加電開機後一切正常，但采不上數據。則檢查WTE的通信配置和設備是否一致，包括通信端口，通信波特率，校驗位等參數是否相符。
WTE應用指標
物理接口：
提供RS-232和RS-485接口，傳輸速率300～115200bps
提供10M以太網接口RJ45
SIM卡：3V/5V，自動檢測
天線：
SMA標準車載天線
電源：
+5V / 3A電源適配器
外形尺寸：
160*100*30mm（長*寬*高）
工作溫度：
－20～＋700C
工作濕度：
5％～95％（無凝結）
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