摘要:本文提供了一种基于GPRS网络的加油站数据采集系统设计原理和实现方案,简要介绍了GPRS技术的基本知识,描述了GPRS无线传输应用于中石化加油站数据采集系统的实现方法。通过实际应用,获得了理想的效果.关键词:GPRS;DTU;Internet;加油站;第一部分 需求分析
近年来,随着我国国民经济的快速发展、交通基础设施的不断改善和机动车保有量的快速增加,加油站已成为民众生活中不可或缺的一部分。50年代全国加油站总量只有70座左右;60年代末不到200座左右;70年代末发展到600座左右;1985年全国加油站大约有3600多座;1990年底为5000多座;1993年猛增到38000座左右;1996底达到42600座。到2000年底,全国加油站总数达到8万多座。面对这一组数据如何对遍布全国角落的加油站进行科学管理是石化企业所面临的一个难道.
在我国,加油站已经是由少到多、由分散经营到规模经营、由单一经济成分向多种经济成分、由经验型管理向专业化管理、由单品种经营向多种经营转化的发展过程。
石油、石化两大集团在国内南北地区形成各自的加油站分销网络后,开始相互渗透,双方在竞争中加强联合,相互促进,共同提高。近年来,国外跨国石油公司通过各种途径进入国内成品油零售市场,与各地方、中国石油合资经营的加油站相继在国内亮相。目前世界几大石油公司在国内都有加油站,而这些公司在成品油分销业务上先进的管理方式和技术都是值得其它石油公司学习的。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,对成品油的需求迅速增长。中国成品油零售市场对外开放已近两年。审视国内成品油市场环境,一个微妙的变化日益清晰,那就是作为成品油销售最前端的加油站被推到了市场最前沿。作为石油工业链条中的重要一环,加油站行业同样维系着国民经济命脉。如何在市场日益开放的大环境下守住或争夺这块阵地,无疑是要有专业的先进管理水平和快速的优质服务。原有加油站信息系统地面网络建设较早,设备性能低、线路速度低、时延长,已很难满足各子站各种安全数据,库存数据等资料传输的要求,很难满足进行数据综合传输的需求;卫星网覆盖面小、速度低,且加油站之间无法直接通信,限制了网络功能。因此,构建一个更完善、更快捷、更安全的广域网络平台迫在眉睫。全省广域网不仅要在速度、容量上完全满足需求;而且需要将原本松散的网络从规格、管理软件、安全防护等方面进行整合和统一。并且还需要具有可扩展性,未来可以方便地进行升级。而以上的这些不足都可以通过GPRS无线网络来实现。第二部分 GPRS网络简介 GPRS是目前解决移动通信信息服务的一种较完美的业务,它是以数据流量计费、或大数据的包月包年计费。覆盖范围广泛、数据传输速度更快。GPRS的推出,为行业和企业用户开展无线数据传输提供了基础设施平台,为推动移动办公的应用和发展创造了有利条件。与有线网络相比,GPRS网络具有租用费用低、移动办公,不受地域制约等优点。GPRS的出现为企业和行业用户开展无线办公提供了一种新的选择。 GPRS通信方式更适合于加油站数据采集业务,目前加油站控制中心与各加油点大部分采用有线交互传输,甚至有些偏远加油站要有线网络接入成了不可能。月租费太高,用电话线传送数据按时间计费,带来诸多不便,费用也不便宜。、GPRS网络优点1、覆盖范围。构建加油站信息采集传输系统要求数据通信覆盖范围广,扩容无限制,接入地点无限制,能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。由于加油站数量众多,分布在全省范围内,部分加油站位于偏僻地区,而且地理位置分散。另外,还必须考虑今后系统扩充的可能,必须具有良好的可扩展性。由于目前GPRS已覆盖省内绝大部分地区,能够满足加油站数据传输系统对覆盖范围的要求。2、数据传输速率高。目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右,完全能满足加油站数据传输速率的需求。3、系统的传输容量大。省石化控制中心要和每一个加油站实现实时连接。由于加油站数量众多,系统要求能满足突发性数据传输的需要,而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。4、通信费用控制灵活。采用传统的有线方式建立加油站数据传输系统,必须租用专线或电话线进行连接。由于加油站必须与中心随时保持连线状态,而每次数据发送的数据量很小,线路资源利用率很低,平均每一个加油站每月的线路费用为800~1200元。而如果采用GPRS通信方式,由于GPRS采用按数据流量计费的方式,资源利用率高,月通信费用将在200元之内,如果数据量很大的情况下也可按包月或包年计费。5、良好的实时响应与处理能力。与短消息服务比较,由于GPRS具有实时在线特性,系统无时延,可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。
第三部分 厦门才茂公司及产品特点介绍
厦门才茂通信科技有限公司是厦门市一家专注高新科技领域的企业,公司成立之初定位于2G/3G/4G以及未来更高数据通信平台行业数据终端产品的研发、制造、销售和服务,经过多年的积累,现已成为国内为数不多的拥有自己核心协议技术的企业,公司自成立以来已完成GSM MODEM/DTU、GPRS MODEM/DTU/ROUTER、CDMA MODEM/DTU/ROUTER、EDGE ROUTER、WCDMA/EVDO/TD-SCDMA ROUTER、3G上网卡以及无线视频监控产品系列产品的生产和销售,其中CaiMore GPRS DTU系列产品通过了中国移动终端标准测试和电科院EMC电磁兼容性测试,并大量应用于电力、环保、气象、煤矿、油田、交通、金融、水利、水务、路灯等领域, CaiMore 系列产品以稳定可靠、服务周全赢得广大国内客户的尊敬,同时也赢得了国外客户的青睐! 厦门才茂无线通信系列产品以技术扎实、性能稳定、功能强大、灵活可靠、服务及时等诸多优势深得各行业客户好评,也是国内外同行业中的佼佼者。 基于GPRS网络平台的无线数据技术自2002年在中国正式商用以来,以“实时在线、按流量计费、覆盖率广”等优势在各行业取得广泛应用,随着移动GPRS网络的不断完善,为了更好规范产品终端市场,营造良性的行业产业链,中国移动集团公司于2005年组织了GPRS DTU行业终端产品入围测试工作,厦门才茂作为GPRS行业的先行者,作为第一批受邀的测试企业,才茂系列DTU以良好的各项性能指标顺利通过标准测试,并取得了中国移动公司颁发的的产品标准证书。 随着信息化的发展,DTU已经完全取代了以往的各种有线接入。而以往的有线连接必须依赖于网络布线、固定电话线路,对于发展移动性的服务、增设新的服务网点、增设临时性的窗口常会受到有线连接的困扰。同时布线还需要昂贵的费用和铺设时间,对已有的网络也会有影响,所以有线连接已经严重限制了目前各种信息化应用的主要原因。GPRS与其它通迅方式综合比较表:
厦门才茂GPRS DTU(本文简称DTU)为用户提供高速、永远在线、透明数据传输的虚拟专用数据通信网络。主要针对电力系统自动化、工业监控、交通管理、气象、金融、环保监测、煤矿、油田、证券等行业的应用,利用GPRS网络平台实现数据信息的透明传输,同时考虑到各应用部门组网方面的需要,在网络结构上实现虚拟数据专用网。
CM3150P/CM3150EP GPRS DTU技术规范:
(一)产品概述 CM3150P/CM3150EP GPRS DTU采用ARM9高性能工业级嵌入式处理器,以实时操作系统为软件支撑平台,超大内存,内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈。为用户提供高速,稳定可靠,数据终端永远在线,多种协议转换的虚拟专用网络。针对网络流量控制的用户,产品支持语音,短信,数据触发上线以及超时自动断线的功能。同时也支持双数据中心备份,以及多数据中心同步接收数据等功能。公司产品已广泛应用于金融,水利,环保,电力,邮政,气象等行业。(二)无线参数1、支持EGSM900/GSM1800无线网络2、GPRS multi-slot class 103、编码方案:CS1~CS44、符合SMG31bis技术规范5、Compliant to GSM phase 2/2+6、支持数据、语音、短信和传真(三)硬件系统1、CPU:工业级高性能ARM9嵌入式处理器,带内存管理MMU,200MPS, 16KB Dcache,16KB Icache2、FLASH:8MB,可扩充到32MB3、SDRAM:32MB,可扩充到256MB4、接口:UART: CM3150P: 1个RS232串口。 串口速率: 110bps ~ 230400bps 数据位支持: 8位 或 7位 奇偶校验位: 无 或 奇数校验 或 偶数校验 停止位: 1位 或 2位 流控: 无 或 RTS/CTS CM3150EP: 1个RS485接口。(根据需要,可支持RS232/422/TTL) 串口速率: 110bps ~ 230400bps 数据位支持: 8位 或 7位 奇偶校验位: 无 或 奇数校验 或 偶数校验 停止位: 1位 或 2位 流控: 无 或 RTS/CTS 控制口: RS-232, 115200 bps, 8 data bits,1 stop bit, no parity (8N1) 指示灯:具有电源、通信及在线指示灯。 天线接口:标准SMA阴头天线接口,特性阻抗50欧。 UIM卡接口:3V/5V标准的推杆式用户卡接口。 电源接口:标准的3芯火车头电源插座。 语音接口:标准的耳机麦克风接口。5、供电:外接电源:DC 9V 500mA宽电压供电:DC 5-32V通信电流:350mA待机电流:35mA6、尺寸 外形尺寸:92.7x61.3x23 mm(不包括天线及固定件)7、其他参数:工作环境温度 -25~+65oC储存温度 -40~+85oC相对湿度 95%(无凝结)(四)软件功能1.TCP/UDP透明数据传输;支持多种工作模式。心跳包技术。2.智能防掉线,支持在线检测,在线维持,掉线自动重拨,确保设备永远在线。3.支持RSA,RC4加密算法4.支持虚拟值守VWM(Virtual Man Watch)功能,确保系统稳定可靠5.支持虚拟数据专用网(APN/VPDN)6.支持数据中心动态域名和IP地址访问7.支持DNS动态获取,防止DNS服务器异常导致的设备当机。8.支持双数据中心备份9.支持多数据中心同时接受数据10. 支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接。11. 支持短消息备份及告警。12. 多重软硬件看门狗13. 数据包传输状态报告。14. 标准的AT命令界面15. 可以用做普通拨号MODEM16. 支持telnet功能。17. 支持远程配置,远程控制18. 通过串口软件升级19. 同时支持LINUX、UNIX和WINDOWS操作系统(五)产品特性1.三层系统保护: 在原来两级(软件保护+CPU内置看门狗保护,外置硬件看门狗保护)系统保护的基础上,增加一级系统监测保护SWP(System Watch Protect),彻底解决了业内”假在线”,”假死机”,”当机”等疑难问题。2.超大缓存: 可以提供16M的客户传输数据缓存,解决因网络瓶颈导致的数据丢失3.高速处理CPU: 采用极高速ARM9的工业级CPU,可以更加高速地处理各种协议数据转换,规避因CPU处理速度慢而导致的数据重传和丢失等问题4.DNS自动获取:自动获取DNS,不再需要人工配置输入DNS,规避了因为选择的DNS服务器异常,导致DTU设备当机的严重现象!5.完善的协议栈: 新系统加载了完善的TCP/IP协议栈,原来系统采用的是轻量级TCP/IP(LPIP)协议栈,协议栈是有裁剪的,新系统采用了完善的TCP/IP协议栈,网络通信性能优异。6.EMC性能优异:通过电力3000V电击测试,特别适合在工业领域环境恶劣下使用,系统稳定可靠。7.支持多中心:客户数据可以同时往客户指定的监控中心发送,最大支持发送中心达256个8.RTU全面支持: 新款设备在数据位、停止位、校验位、流控上,能全面支持业内的所有型号的RTU.解决了原来无法支持7位数据和2位停止位的问题。第四部分 解决方案1、网络拓扑图: