第一部分 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、或大數據的包月包年計費。覆蓋范圍廣泛、數據傳輸速度更快。GPRS的推出，為行業和企業用戶開展無線數據傳輸提供了基礎設施平臺，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，不受地域制約等優點。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通信方式更適合于監控數據采集業務，目前監控中心與各數據采集點大部分采用有線交互傳輸，甚至有些偏遠采集點要有線網絡接入成了不可能。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。

GPRS網絡優點

1、覆蓋范圍。構建采集傳輸系統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、鄉鎮和跨地區的接入需求。由于采集點數量眾多，分布在全省范圍內，部分采集點位于偏僻地區，而且地理位置分散。另外，還必須考慮今后系統擴充的可能，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，能夠滿足數據傳輸系統對覆蓋范圍的要求。

2、數據傳輸速率高。目前GPRS實際數據傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足監控數據傳輸速率的需求。

3、系統的傳輸容量大。數據控制中心要和每一個采集點實現實時連接。由于采集點數量眾多，系統要求能滿足突發性數據傳輸的需要，而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要。

4、通信費用控制靈活。采用傳統的有線方式建立數據傳輸系統，必須租用專線或電話線進行連接。由于采集點必須與中心隨時保持連線狀態，而每次數據發送的數據量很小，線路資源利用率很低，平均每一個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，如果數據量很大的情況下也可按包月或包年計費。

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，系統無時延，可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。

第二部分 F2103特點介紹

F2103 GPRS DTU技術規范

F2103 GPRS DTU采用高性能嵌入式處理器，以實時操作系統為軟件支撐平臺，內嵌自主知識產權的TCP/IP協議棧。為用戶提供高速，穩定可靠，數據終端永遠在線，多種協議轉換的虛擬專用網絡。針對網絡流量控制的用戶，產品支持語音，短信，數據觸發上線以及超時自動斷線的功能。同時也支持雙數據中心備份，以及多數據中心同步接收數據等功能。公司產品已廣泛應用于金融，水利，環保，電力，郵政，氣象等行業。

一、 無線參數

1、支持EGSM900/GSM1800無線網絡
2、GPRS multi-slot class 10
3、編碼方案：CS1~CS4
4、符合SMG31bis技術規范
5、Compliant to GSM phase 2/2+
6、支持數據和短信功能

二、 硬件系統

1、高性能RISC 嵌入式處理器，主頻100M，512K FLASH。
2、接口：
同時支持RS232/RS485串口。串口速率110~230400bits/s。
指示燈：具有電源、通信及在線指示燈。
天線接口：標準SMA陰頭天線接口，特性阻抗50歐。
SIM卡接口：3V/1.8V標準的推桿式用戶卡接口。
電源接口：標準的3芯火車頭電源插座。
3、供電：
外接電源：DC 12V 500mA
寬電壓供電：DC 5-35V
通信電流：250mA (12V)
4、無線模塊
采用高性能工業級GPRS無線模塊
5、尺寸
外形尺寸：91x58.5x22 mm（不包括天線及固定件）
6、其他參數:
工作環境溫度 -25~+65ºC
儲存溫度 -40~+85ºC
相對濕度 95%(無凝結)

三、 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命令界面
13. 可以用做普通撥號MODEM
14. 支持telnet功能。
15. 支持遠程配置，遠程控制
16. 通過串口軟件升級
17. 同時支持LINUX和WINDOWS操作系統

第三部分 解決方案

1、系統綜合拓撲圖：
2、系統組成
本數據采集系統由控制中心；監控告警設備、和F2103 DTU組成。

1) 終端設備
終端器件組成: F2103 DTU、SIM卡、PLC、監控告警設備等。
首先對DTU進行設置，設置要連接的中心IP和端口及其它必要性的設置，設置好后PLC或采集設備通過RS232接口和DTU相連，DTU上電之后根據事先設置好的中心IP和端口進行連接，成功連接到中心軟件后即可雙向傳輸數據。

目的：建立監控中心與采集點之間的信息網絡，完整、及時、準確采集告警數據，實現控制中心對采集點的管理、統計、分析，同時支持采集點基本日常業務管理，提高管理部門和采集點的工作效率。

2) 監控中心部分：寬帶網絡、服務器、PC、組態軟件或其它中心軟件。
首先用某臺能上網的PC機，條件必須能讓外網訪問的到，如運行中心軟件的PC機在局域網里面，那要在局域網路由器做端口映射到本機PC，等這些條件具備之后在本機運行一個中心DEMO或組態軟件，開放一個端口，運行軟件等待DTU的連接。

DTU連接中心后，就可按要求進行傳輸數據，中心收到數據后，通過系統進行解密、過濾、篩選，最終獲得所需要的數據進行分析、統計等工作。

目的:主要是監控中心對所有采集數據的集成。并且通過網絡將各個采集數據和中心監控部門聯系起來，及時的反饋數據采集點各類信息，提供管理部門制訂計劃。

通道建立成功后，DTU串口實時監控采集器的數據，只要串口有數據過來，DTU將全透明進行實時傳輸。如果數據量小，或需要定時傳輸數據的，DTU可選數據激活、電話呼叫或短信激活等模式，或根據實際應用也可考慮修改軟件來實現數據傳輸的需要。這樣就可靈活應用不同的數據傳輸需求來采取不同的傳輸方式，以減少及節約不必要的傳輸費用。

本文引用地址：http://www.j9360.com/article/201706/353383.htm3、組網實施

方案一： 中心采用公網固定IP

中心采用ADSL等INTELNET公網連接，采用公網固定IP服務的。

此種方案向先INTERNET運營商申請ADSL等寬帶業務，中心有公網固定IP的。

監控點（無線數傳終端）直接向設定好的中心固定IP發起連接。

方案二：公網動態IP ＋ 域名(DNS)解析

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服務商聯系開通動態域名，監控點(無線數傳終端)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。也就是說當DTU上線后首先去連接設定好的DNS域名,再通過DNS服務器找到此域名當時在公網的動態IP,之后DTU再去連接這個IP及端口。

此種方式可以大大節約公網固定IP的費用，但穩定性受制于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。

方案三： APN專線

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。用于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）。只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），為通過認證的用戶分配用戶內部地址。

移動終端和服務器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。

雙方采用防火墻進行隔離，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾。

此種方案無論實時性，安全性和穩定性較前一種方案都有大大提高，適合于安全性要求較高、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。

業務流程

GPRS專網系統終端上網登錄服務器平臺的流程為：

1）用戶發出GPRS登錄請求，請求中包括由移動公司為GPRS專網系統專門分配的專網APN；

2）根據請求中的APN，SGSN向DNS服務器發出查詢請求，找到與企業服務器平臺連接的GGSN，并將用戶請求通過GTP隧道封裝送給GGSN；

3）GGSN將用戶認證信息（包括手機號碼、用戶賬號、密碼等）通過專線送至Radius進行認證；

4）Radius認證服務器看到手機號等認證信息，確認是合法用戶發來的請求，向DHCP服務器請求分配用戶地址；

5）Radius認證通過后，由Radius向GGSN發送攜帶用戶地址的確認信息；

6）用戶得到了IP地址，就可以攜帶數據包，對GPRS專網系統信息查詢和業務處理平臺進行訪問。

方案四：中心無線路由器接入

此方案在中心無寬帶條件接入的情況下采用，但要有GPRS或CDMA網絡覆蓋。

1.中心采用無線路由器，采用DNS解析方式，穩定性較差。
2.中心采用無線路由器，申請固定IP，穩定性好，推薦此方式。
3.中心采用無線路由器，申請APN專線，穩定性較好，此方式為最佳

備注:如果主站是通過串口接收數據的，那中心主站就要應用轉發軟件(本公司提供)，也就是說接收到的數據轉發到某個串口中(虛擬串口)，具體應用到時另與技術部聯系提供資料。

四．總結

以GPRS為基礎的無線數據系統有很廣泛的應用，GPRS使互聯網進入無線領域，一直延伸到手掌上。除了支持傳統的互聯網應用，GPRS也可使無線終端支持B2B、B2C的電子商務和電子支付、股票交易、銀行轉帳等應用。GPRS同樣可以應用于公司內部網(INTRANET)，基于IP的遠程LAN接入，使無線終端成為LAN的延伸，幾乎所有低速率的數據傳輸服務都可以應用，如對電力系統自動化、工業監控、交通管理、氣象、金融、環保監測、煤礦、油田、證券等行業領域的應用。

F3120 GPRS ROUTER技術規范

F3120 GPRS ROUTER采用高性能的工業級ARM9通信處理器，以嵌入式實時操作系統為軟件支撐平臺，系統集成了全系列從邏輯鏈路層到應用層通信協議，支持靜態及動態路由，PPP server及PPP client，VPN（包括PPTP和IPSEC）,DHCP server及DHCP client，DDNS，防火墻，NAT，DMZ主機等功能。為用戶提供安全，高速，穩定可靠，各種協議路由轉發的無線路由網絡。本產品已廣泛應用于金融，水利，環保，電力，郵政，氣象等行業。

四、 無線參數

1、支持EGSM900/GSM1800無線網絡
2、GPRS multi-slot class 10
3、編碼方案：CS1~CS4
4、符合SMG31bis技術規范
5、Compliant to GSM phase 2/2+
6、支持數據和短信功能
7、支持13K QCELP音頻編解碼

五、 硬件系統

1、工業級ARM9 CPU，主頻200M
2、FLASH：4MB（可擴展至16MB）
3、SDRAM：16MB（可擴展至64MB）
4、E2PROM：64KB
5、接口：
1個10/100M以太網口
1個RS232串口。（根據需要，可支持RS422/RS485），串口速率110~230400bits/s
指示燈：具有“Power”、“Online”、“Alarm”、“System”、“Link/ACT”五個指示燈。
天線接口：標準SMA陰頭天線接口，特性阻抗50歐。
SIM/UIM卡接口：標準的抽屜式用戶卡接口（3V/5V）。
電源接口：標準的3芯火車頭電源插座。
“Reset”復位按鈕，通過此按鈕，可將ROUTER的參數配置恢復為出廠值。
6、供電：
外接電源：DC 9V 1.5A
寬電壓供電：DC 5-35V
通信電流：450mA (9V)
待機電流：35mA (9V)
7、無線模塊
采用高性能工業級GPRS無線模塊
8、尺寸
外形尺寸：157x97x25 mm (不包括天線和安裝件)
9、其他參數:
工作環境溫度 -25~+65ºC
儲存溫度 -40~+85ºC
相對濕度 95%(無凝結)

六、 軟件功能

1. 支持VPN安全隧道功能,包括PPTP＋MPPE和IPSEC

2. 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。

3. 支持IPTABLES防火墻，包過濾功能

4. 支持多種協議：TCP/IP，UDP，ICMP，SMTP，HTTP，POP3，OICQ，TELNET，FTP等。

5. 支持動態路由和靜態路由

6. 支持DHCP 功能

7. 支持NAT功能，如SNAT，DNAT

8. 支持動態DDNS

9. 支持DMZ主機

10. 支持路由轉發，同時也支持串口數據傳輸,，數據中心管理

11. 支持APN網絡

12. 方便的WEB配置，支持遠程WEB管理

13. 支持telnet管理，方便易用的控制臺shell交互環境

14. 支持多臺終端共享router ppp廣域網出口

15. 支持多種無線撥號方式：自動分配，指定IP，指定本地對端IP

16. 支持作為PPP服務器，多種認證方式，支持雙向認證

17. 方便易用的COM及SYSLOG系統診斷，調試功能

18. 支持串口本地軟件升級

19. 支持TFTP軟件遠程升級

20. 同時支持LINUX和WINDOWS操作系統

編輯：小宇