才茂GPRS路由器在環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽梅桨?/span>
一、項目需求
環(huán)保數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一個由污染源排放監(jiān)測點和監(jiān)測中心組成的污染源監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對污染源進行自動采樣、對主要污染因子進行在線監(jiān)測；掌握城市污染源排放情況及污染源排放總量，監(jiān)測數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)江h(huán)保監(jiān)測中心；由監(jiān)測中心的計算機進行數(shù)據(jù)匯總、整理和綜合分析；監(jiān)測信息傳至*，*作為系統(tǒng)的決策中心，對從監(jiān)測中心站獲得的監(jiān)測信息進行分析、調(diào)研，及時作出管理決策，增加管理力度。
目前，省環(huán)保監(jiān)測站與各采集點之間的數(shù)據(jù)通信主要采用手工抄錄或PSTNdianhua線傳輸。采用dianhua線傳輸數(shù)據(jù)時，由于每次撥號都需要等待，速度慢，而且費用也較高。同時，由于各監(jiān)控點分布范圍廣、數(shù)量多、距離遠，個別點還地處偏僻，因此需申請很多dianhua線，而且有些監(jiān)控點有線線路難以到達。
GPRS或CDMA具有速度快、使用費用低的特點，其傳輸速度可達171.2kb/s。與有線通訊方式相比，采用GPRS或CDMA無線通信方式則顯得非常靈活，它具有組網(wǎng)靈活、擴展容易、運行費用低，維護簡單、性價比高等優(yōu)點。因此，可以采用GPRS或CDMA無線傳輸方式解決污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸問題。
二、方案優(yōu)點
中國移動可提供廣域的無線IP連接。基于GPRS、CDMA業(yè)務平臺上構建環(huán)保信息采集傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)環(huán)保信息采集點的無線數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡，縮短建設周期，降低建設成本的優(yōu)點，而且設備安裝方便、維護簡單。
GPRS、CDMA無線環(huán)保污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)具備如下特點：
1、實時性強：
廈門才茂公司的無線數(shù)傳設備具有實時在線特性，無時延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個監(jiān)測點的各種數(shù)據(jù)。可很好的滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。
2、建設成本少低：
由于采用公網(wǎng)平臺，無需建設網(wǎng)絡，只需安裝好設備就可以，建設成本低；
3、監(jiān)控范圍廣：
構建環(huán)保信息采集傳輸系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)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。由于環(huán)保信息采集點數(shù)量眾多，分布在全省范圍內(nèi)，部分環(huán)保信息采集點位于偏僻地區(qū)，而且地理位置分散。
4、具有良好的可擴展性。
由于目前公用網(wǎng)絡已覆蓋省內(nèi)絕大部分地區(qū)，基本不存在盲區(qū)，可實現(xiàn)大范圍的在線監(jiān)控，滿足環(huán)保信息采集傳輸系統(tǒng)對覆蓋范圍的要求。
5、系統(tǒng)的傳輸容量大：
環(huán)保中心站要和每一個環(huán)保信息采集點實現(xiàn)實時連接。由于環(huán)保信息采集點數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鳪PRS、CDMA技術能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。
6、數(shù)據(jù)傳送速率高：
每個環(huán)保信息采集點每次數(shù)據(jù)傳輸量在10Kbps之內(nèi)。GPRS網(wǎng)絡傳送速率理論上可達171.2kbit/s，目前GPRS實際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，CDMA 的理論帶寬可達153.6Kbps，
但實際帶寬，上行和上行高能到100Kbps 左右，平均在60~80Kbps 左右,完*滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求。
8、通信費用低：
采用包月計費方式，運營成本低。
三、解決方案介紹
由于GPRS、CDMA通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡，監(jiān)測中心計算機主機配置固定的IP地址，各個數(shù)據(jù)采集點采用廈門才茂路由器和該主機進行通信。
（一）系統(tǒng)組成
現(xiàn)場監(jiān)控點通過數(shù)據(jù)采集模塊自動采集污染源信息，通過RS232、485或RJ45接口與廈門才茂路由器，數(shù)據(jù)透明傳輸，各監(jiān)控點使用通過GPRS、CDMA網(wǎng)絡與監(jiān)控中心相連，各污染源數(shù)據(jù)采集點支持24小時實時在線，實現(xiàn)信息采集點24小時傳送采集的環(huán)保信息數(shù)據(jù)。
（二）系統(tǒng)應用連接圖
1．組建網(wǎng)絡。
a.在實際應用中如果采集點不是很多而且采集點又很分散并且數(shù)據(jù)量大的情況下，可以采取中心對多點的網(wǎng)絡應用。用戶需要在中心服務器安裝相應的服務軟件方可進行中心對多點的網(wǎng)絡應用。整個無線網(wǎng)絡服務系統(tǒng)中，用戶在不需要了解TCP/IP、UDP 協(xié)議，不用更改程序的情況下即可實現(xiàn)原有串口設備的無線網(wǎng)絡連接，而且組網(wǎng)簡潔可靠，可以節(jié)省您寶貴的時間和已有投資，可用于長距離通信或控制。在此情況下，數(shù)傳多少不受限制，組網(wǎng)靈活，可以保證串口通訊的穩(wěn)定，避免重要數(shù)據(jù)丟失。實際應用圖（1）如下：
b.在實際應用中如果采集點比較集中，而且采集點相對又比較多并且數(shù)據(jù)量不大的情況下可以采取分組的方式，每組共用一個無線數(shù)傳，在每個組合中數(shù)據(jù)采集設備和無線數(shù)傳之間的通訊是485總線，在這種情況下組網(wǎng)方便，后期的運營費較少，可以保證數(shù)據(jù)量小的情況下不丟失，并且能大量減少數(shù)傳設備節(jié)省成本，但每組數(shù)據(jù)采集設備不超過30臺，數(shù)據(jù)采集設備和無線數(shù)傳之間的連線不能太遠。由于485是半雙工的方式，在滿足全雙工的通訊方式的情況下效率低下。
實際應用如圖（2）如下：
c.在實際應用中如果采集點比較集中，而且采集點相對又比較多的情況下也可以采取如下分組的方式。在這種情況下，采用的是采集設備先和串口服務器設備（串口服務器）連接，在每組中串口服務器設備（串口服務器）和具有多個RJ45接口的交換機連接，然后交換機在和無線路由器連接。在通訊過程中串口服務器設備（串口服務器）把數(shù)據(jù)采集設備需要發(fā)送的數(shù)據(jù)進行轉換以便利用以太網(wǎng)進行傳送，也可以把從以太網(wǎng)接收來的數(shù)據(jù)進行轉換利用串口發(fā)送給數(shù)據(jù)采集設備。下圖中RC10為無線路由器，由于無線路由器只有一個RJ45接口，所以還得需要一個交換機擴展成多個RJ45接口。在這個方案中串口服務器可以根據(jù)現(xiàn)場施工和技術的要求來靈活安排它和數(shù)據(jù)采集設備以及交換機的距離。由于使用串口服務器設備避免了由于圖（2）中采用的485這種半雙工的通訊方式所帶來的不足，而且后期的運營費較低,由于使用的是串口服務器,整個方案成本比圖（1）低，但比圖（2）高。
圖（3）
無線路由器 采用 ARM9 高性能工業(yè)級嵌入式處理器，以實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺,超大 內(nèi)存,內(nèi)嵌自主知識產(chǎn)權的 TCP/IP 協(xié)議棧。為用戶提供高速，穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)終端永遠在線，多種 協(xié)議轉換的虛擬網(wǎng)絡。針對網(wǎng)絡流量控制的用戶，產(chǎn)品支持語音，短信，數(shù)據(jù)觸發(fā)上線以及超 時自動斷線的功能。同時也支持雙數(shù)據(jù)中心備份，以及多數(shù)據(jù)中心同步接收數(shù)據(jù)等功能。公司產(chǎn)品
已廣泛應用于金融，水利，環(huán)保，電力，郵政，氣象等行業(yè)。
四、才茂路由器功能
1.支持以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信和路由轉發(fā)
2.支持串口TCP/UDP透明數(shù)據(jù)傳輸或者串口配置（DTU功能）
3.支持RS232/485接口TCP/UDP透明數(shù)據(jù)傳輸
4.支持VPN安全隧道功能,包括PPTP、MPPE、L2TP、GRE和IPSEC
5.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
6.支持IPTABLES防火墻，過濾功能
7.支持定時上線下線功能，可以設置設備在某段時間內(nèi)上線和某個時間內(nèi)下線
8.支持多種上下線觸發(fā)模式，包括短信、dianhua振鈴、串口數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)觸發(fā)上下線模式
9.支持動態(tài)路由和靜態(tài)路由、R*1、R*2、OSPF、BGP、NDSP、IRMP、SNSP、IGMP、DVMRP、PIM-SM/DM
10.支持多種協(xié)議：TCP/IP，UDP，ICMP，SMTP，HTTP，POP3，OICQ，TELNET，F(xiàn)TP等。
11.支持動態(tài)路由和靜態(tài)路由
12.支持DHCP/DHCPD功能
13.支持端口映射NAT功能，如SNAT，DNAT
14.支持動態(tài)DDNS：支持花生殼、88IP和dyndns域名服務商
15.支持DMZ主機
16.支持APN/VPDN網(wǎng)絡
17.支持帶寬管理
18.方便的WEB配置，支持遠程WEB管理
19.支持WEB配置保存和恢復，實現(xiàn)參數(shù)的備份和批量設備的快速配置
20.支持telnet管理，方便易用的控制臺shell交互環(huán)境
21.支持多臺終端共享router ppp廣域網(wǎng)出口
22.支持多種無線撥號方式：自動分配，IP，本地對端IP
23.支持作為PPP服務器，多種認證方式，支持雙向認證
24.方便易用的COM及SYSLOG系統(tǒng)診斷，調(diào)試功能
25.支持串口本地軟件升級
26.支持TFTP軟件遠程升級
27.支持RTC實時時鐘
28.支持Zigbee網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡TCP/UDP協(xié)議間的數(shù)據(jù)轉換
29.支持GPS定位功能
30.同時支持LINUX和WINDOWS操作系統(tǒng)
五、才茂路由器的優(yōu)勢
1.在線維持zhuanli技術：智能防掉線，在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，異常自動復位，確保設備永遠在線
2.三層系統(tǒng)保護：在原來兩級（軟件保護+CPU內(nèi)置看門狗WDT保護）系統(tǒng)保護的基礎上，增加一級系統(tǒng)虛擬值守VWM（Virtual Man Watch）檢測保護功能，網(wǎng)絡異常、或者系統(tǒng)收到強干擾異常時，系統(tǒng)會重新*復位，相當于維護人員上門拔電，*解決了業(yè)內(nèi)系統(tǒng)異常是需要上門拔電的麻煩，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠
3.UIM/SIM卡ESD保護：1.8V/3V/5V標準的推桿式用戶卡接口，內(nèi)置15KV ESD保護。
4.串口ESD保護：串口RS232內(nèi)置15KV ESD保護。
5.金屬外殼：采用金屬外殼，防輻射，抗干擾；外殼和系統(tǒng)安全隔離，防雷設計；符合電力安規(guī)要求；防護等級為IP41；特別適合于環(huán)境惡劣的工業(yè)控制領域。
6.所有無線模塊都有通過CGD認證或者FCC認證或者CE認證。
7.工業(yè)級CPU：工業(yè)級ARM9高性能嵌入式處理，400MHz；帶 16KB Dcache，高速緩存數(shù)據(jù)，加快高速數(shù)據(jù)訪問速度；帶16KB Icache，高速指令緩存，加強了指令處理速度, 帶內(nèi)存管理單元MMU,配合操作系統(tǒng)，可以防止內(nèi)存溢出導致的死機問題。
8.超大內(nèi)存：FLASH64Mbits，DDR2，1Gbits，有超大的內(nèi)存來緩存客戶發(fā)送數(shù)據(jù)，同時接收超大數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)不丟失。
9.完善的協(xié)議棧：新系統(tǒng)加載了完善的TCP/IP協(xié)議棧，采用了完善的TCP/IP協(xié)議棧；使網(wǎng)絡通信性能優(yōu)異，掉線概率*降低。
10.EMC性能優(yōu)異：通過歐洲CE認證，通過中檢所測試，通過EMC測試；通過電力3000V電擊測試，特別適合在工業(yè)領域環(huán)境惡劣下使用；系統(tǒng)EMC/EMI優(yōu)異，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
六、總 結
環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)在越來越受到各國的重視，中國這幾年環(huán)境受到了國家的*重視，采利用現(xiàn)代通信技術和計算機技術以及環(huán)境監(jiān)測技術結合在一起，可以實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測的實時性、準確性和應用性等方面都多方面優(yōu)勢。
