簡(jiǎn)單概述實(shí)現(xiàn)無線數(shù)傳方案.doc

基于APN/VPDN專網(wǎng)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸方案 CM_FA_S20141101-1基于APN/VPDN專網(wǎng)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸方案1、前言利用GPRS無線傳輸技術(shù)，基于GPRS 網(wǎng)絡(luò)，通過APN/VPDN專網(wǎng)業(yè)務(wù)，利用才茂通信DTU無線傳輸終端設(shè)備，可以為電力、水利、熱網(wǎng)、環(huán)保、交通等行業(yè)提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸、采集、發(fā)布、遠(yuǎn)程管理與控制、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐昝澜鉀Q方案。2、關(guān)于GPRS、APN與VPDN2.1、GPRS（General Packet Radio Service）通用無線分組業(yè)務(wù)所謂GPRS，是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接。GPRS充分利用共享無線信道，采用IP Over PPP實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)終端的高速、遠(yuǎn)程接入。作為現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動(dòng)通信演變的過渡技術(shù)（2.5G），GPRS在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)。 GPRS有下列特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)：1）、可充分利用現(xiàn)有資源-中國(guó)移動(dòng)全國(guó)范圍的GSM電信網(wǎng)絡(luò)，靈活、方便、快速、低建設(shè)成本地為用戶數(shù)據(jù)終端提供遠(yuǎn)程接入網(wǎng)絡(luò)的部署；2）、傳輸速率高，GPRS數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)到57.6Kbps，最高可達(dá)到115Kbps170Kbps，完全可以滿足用戶應(yīng)用的需求，下一代GPRS業(yè)務(wù)的速度可以達(dá)到384Kbit/s；3）、接入時(shí)間短，GPRS接入等待時(shí)間短，可快速建立連接，平均為兩秒；4）、提供實(shí)時(shí)在線功能 “alwaysonline”，用戶將始終處于連線和在線狀態(tài)，這將使訪問服務(wù)變得非常簡(jiǎn)單、快速；5）、資費(fèi)便宜，計(jì)費(fèi)合理：GPRS是按流量計(jì)費(fèi)的，GPRS用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，用戶可以一直在線，按照用戶接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費(fèi)用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時(shí)，用戶即使掛在網(wǎng)上也是不收費(fèi)的。GPRS業(yè)務(wù)，具有接入迅速、永遠(yuǎn)在線、流量計(jì)費(fèi)等特點(diǎn)，在遠(yuǎn)程突發(fā)性數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸中有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，特別適合于頻發(fā)小數(shù)據(jù)量的實(shí)時(shí)傳輸,因而GPRS業(yè)務(wù)在某些行業(yè)上有特殊的應(yīng)用。如：城市公用事業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)控維護(hù)系統(tǒng)煤氣調(diào)壓站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)控制自來水、污水管網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和維護(hù)熱力系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和維護(hù)電力系統(tǒng)城市中壓電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)補(bǔ)償2.2、APN與VPDN2.2.1、APN(Access Point Name)APN即“接入點(diǎn)名稱”：用來標(biāo)識(shí)GPRS的業(yè)務(wù)種類，俗稱虛擬局域網(wǎng)。根據(jù)企業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的特殊要求，采用了多種安全措施，主要包括：通過一條2M 專線接入移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有IP地址進(jìn)行廣域連接，在GGSN與移動(dòng)公司互聯(lián)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(qǐng)?jiān)揂PN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡僅開通該專用APN，限制使用其他APN?？蛻艨勺越ㄒ惶識(shí)ADIUS服務(wù)器和DHCP服務(wù)器，GGSN向RADIUS服務(wù)器提供用戶主叫號(hào)碼，采用主叫號(hào)碼和用戶賬號(hào)相結(jié)合的認(rèn)證方式；用戶通過認(rèn)證后由DHCP服務(wù)器分配企業(yè)內(nèi)部的靜態(tài)IP地址。端到端加密：移動(dòng)終端和服務(wù)器平臺(tái)之間采用端到端加密，避免信息在整個(gè)傳輸過程中可能的泄漏。雙方采用防火墻進(jìn)行隔離，并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過濾。2.2.2、VPDN（Virtual Private Dial-up Network）VPDN即虛擬撥號(hào)專用網(wǎng)：采用專用的網(wǎng)絡(luò)安全和通信協(xié)議，可以使企業(yè)在公共網(wǎng)絡(luò)上建立相對(duì)安全的虛擬專網(wǎng)。VPN用戶可以經(jīng)過公共網(wǎng)絡(luò)，通過虛擬的安全通道和用戶內(nèi)部的用戶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，而公共網(wǎng)絡(luò)上的用戶則無法穿過虛擬通道訪問用戶網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的資源。3、DTU無線數(shù)據(jù)傳輸終端DTU(Data Transfer Unit),全稱數(shù)據(jù)傳輸單元,為用戶提供高速、永遠(yuǎn)在線、TCP/UDP 透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓I(yè)級(jí)無線終端設(shè)備。產(chǎn)品采用高速高性能工業(yè)級(jí)ARM9 嵌入式處理器或者X86 架構(gòu)高性能嵌入式處理器，以實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺(tái)，超大內(nèi)存，內(nèi)嵌自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)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(yuǎn)在線，多種協(xié)議轉(zhuǎn)換、虛擬專用網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)應(yīng)用。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量控制的用戶，DTU 產(chǎn)品支持語音，短信，數(shù)據(jù)觸發(fā)上線以及超時(shí)自動(dòng)斷線的功能。同時(shí)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。4、需求概述才茂通信工業(yè)級(jí)無線DTU數(shù)據(jù)傳輸終端，廣泛應(yīng)用于電力集中抄表、水表集中抄表、熱網(wǎng)監(jiān)控、燃?xì)獗O(jiān)控、水利監(jiān)控、環(huán)保檢測(cè)、石油檢測(cè)、安防監(jiān)控、氣象檢測(cè)以及地震監(jiān)測(cè)等行業(yè)。5、組網(wǎng)方案1、各類PLC通過RS232或RS485方式與才茂通信DTU連接；2、開通APN專網(wǎng)業(yè)務(wù)，即中心端采用APN專線， 所有點(diǎn)都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP。 此種方式是在用戶管理中心與移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò)之間開通一條2M 的APN專線接入，在雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進(jìn)行廣域連接，在GGSN與移動(dòng)公司互聯(lián)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(qǐng)?jiān)揂PN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡僅開通該專用APN，限制使用其他APN。得到APN后，給所有DTU傳輸終端及中心分配移動(dòng)內(nèi)部固定IP。移動(dòng)終端和服務(wù)器平臺(tái)之間采用端到端加密，避免信息在整個(gè)傳輸過程中可能的泄漏。雙方采用防火墻進(jìn)行隔離，并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過濾。此種方案無論實(shí)時(shí)性，安全性和穩(wěn)定性較任何其他的組網(wǎng)方式都有大大提高，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點(diǎn)比較多、實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用環(huán)境，在資金允許的情況下是最佳的組網(wǎng)方式。6、系統(tǒng)組成本方案系統(tǒng)主要由各類PLC終端或采集終端、才茂無線數(shù)據(jù)傳輸終端DTU、GPRS無線網(wǎng)絡(luò)及通訊網(wǎng)絡(luò)、管理電腦、系統(tǒng)軟件等組成。5.1、各類具備RS232或RS485通訊接口的PLC終端；5.2、才茂無線數(shù)據(jù)傳輸終端DTU；5.3、利用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)及通訊網(wǎng)絡(luò)；5.4、行業(yè)應(yīng)用軟件及管理電腦；7、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D8、數(shù)據(jù)的傳輸及處理 各類PLC終端通過RS232/485通訊接口，直接或通過總線匯集，與才茂通信DTU傳輸終端進(jìn)行連接。當(dāng)DTU通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與用戶管理中心建立透明傳輸通道后，DTU隨即將接收到來自PLC數(shù)據(jù)，通過無線遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)透?jìng)鞴δ埽瑢?shù)據(jù)原封不動(dòng)的發(fā)送到用戶管理中心（的系統(tǒng)主機(jī)上），用戶管理中心通過行業(yè)管理軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集與處理。當(dāng)用戶管理中心發(fā)送的管理命令到達(dá)DTU時(shí)，DTU同樣將數(shù)據(jù)送至各PLC終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的雙向透?jìng)?，以及?duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)與管理。9、產(chǎn)品介紹才茂通信CM3160P/CM3160EP GPRS DTU是一款工業(yè)級(jí)無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，通過移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)為用戶提供透明TCP無線遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸或者透明UDP無線遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。CM3160P支持串口RS232接口，CM3160EP支持RS485接口或者TTL接口。采用工業(yè)級(jí)高性能嵌入式處理器，以實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺(tái),超大內(nèi)存,內(nèi)嵌自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TCP/IP協(xié)議棧；支持RS232接口或者RS485即可，設(shè)備可以直接客戶的串口/RS485設(shè)備相連；設(shè)備支持雙數(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；設(shè)備提供在線維持技術(shù)，保持?jǐn)?shù)據(jù)終端永久在線，保存數(shù)據(jù)鏈路任何時(shí)候暢通，實(shí)現(xiàn)高速、穩(wěn)定、可靠的TCP/UDP透明數(shù)據(jù)傳輸功能。正對(duì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量和產(chǎn)品功耗比較敏感的客戶，本產(chǎn)品支持語音、短信、數(shù)據(jù)觸發(fā)上線以及超時(shí)自動(dòng)斷線的功能，降低流量降低產(chǎn)品功耗，實(shí)現(xiàn)低功耗功能。本品擁有ARM9工業(yè)級(jí)處理器和智能三級(jí)保護(hù)，它不但通過電力3000V電擊測(cè)試，同時(shí)設(shè)備有加裝在線維持專利技術(shù)，產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠。 本品已廣泛應(yīng)用于電力集中抄表、水表集中抄表、熱網(wǎng)監(jiān)控、燃?xì)獗O(jiān)控、水利監(jiān)控、環(huán)保檢測(cè)、氣象檢測(cè)、地震監(jiān)測(cè)，交通控制等等行業(yè)。產(chǎn)品特性：工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì) 工業(yè)級(jí)CPU：工業(yè)級(jí)高性能嵌入式處理器。 工業(yè)級(jí)無線模塊：采用工業(yè)級(jí)無線模塊，抗干擾強(qiáng)，傳輸穩(wěn)定。 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：采用帶完善TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。 強(qiáng)化電路板：PCB采用遵循20H和3W原則，同時(shí)公司所有產(chǎn)品電路板都采用生益材質(zhì)來生產(chǎn)，確保板材的穩(wěn)定可靠。 工業(yè)級(jí)元器件：整機(jī)元器件采用嚴(yán)格篩選的工業(yè)級(jí)元器件來生產(chǎn)。 工業(yè)級(jí)電源：寬壓電源設(shè)計(jì)，電源適應(yīng)范圍為DC5VDC35V，內(nèi)置電源反向保護(hù)和過壓過流保護(hù)。穩(wěn)定可靠 三層系統(tǒng)保護(hù)：在原來兩級(jí)（軟件保護(hù)+CPU內(nèi)置看門狗WDT保護(hù)）系統(tǒng)保護(hù)的基礎(chǔ)上，增加一級(jí)系統(tǒng)虛擬值守VWM（Virtual Man Watch）檢測(cè)保護(hù)功能，網(wǎng)絡(luò)異常、或者系統(tǒng)收到強(qiáng)干擾異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)重新徹底復(fù)位，相當(dāng)于維護(hù)人員上門拔電，徹底解決了業(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。 UIM/SIM卡ESD保護(hù)：1.8V/3V/5V標(biāo)準(zhǔn)的推桿式用戶卡接口，內(nèi)置15KV ESD保護(hù)。 串口ESD保護(hù)：RS232/RS485/TTL/RS422,內(nèi)置15KV ESD保護(hù)。 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(shè)計(jì)；符合電力安規(guī)要求；防護(hù)等級(jí)為IP41；特別適合于環(huán)境惡劣的工業(yè)控制領(lǐng)域。 所有無線模塊都有通過CGD認(rèn)證或者FCC認(rèn)證或者CE認(rèn)證。 DNS自動(dòng)獲取：自動(dòng)獲取DNS，不再需要人工配置輸入DNS；規(guī)避了因?yàn)檫x擇的DNS服務(wù)器異常，導(dǎo)致DTU設(shè)備當(dāng)機(jī)的嚴(yán)重現(xiàn)象。 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(luò)通信性能優(yōu)異，掉線概率極大降低。 EMC性能優(yōu)異：通過電力3000V電擊測(cè)試，特別適合在工業(yè)領(lǐng)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；通過EMC測(cè)試；公司產(chǎn)品2010年榮獲“中國(guó)工控行業(yè)客戶滿意最佳供應(yīng)商”。功能強(qiáng)大1. TCP透明數(shù)據(jù)傳輸和UDP透明數(shù)據(jù)傳輸；支持多種工作模式2. 支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)（APN/VPDN）3. 支持雙數(shù)據(jù)中心備份及多數(shù)據(jù)中心（8個(gè)）接受數(shù)據(jù)，最大支持發(fā)送中心達(dá)256個(gè)4. 智能防掉線，支持在線檢測(cè)，在線維持，掉線自動(dòng)重?fù)?，確保設(shè)備永遠(yuǎn)在線5. 遠(yuǎn)程喚醒：支持短信、語音、數(shù)據(jù)等喚醒方式以及超時(shí)斷開網(wǎng)絡(luò)連接6. 支持固定IP通信方式；支持DDNS動(dòng)態(tài)域名通信方式7. 豐富I/O控制和告警口：支持6路告警輸入，支持6路輸出控制8. 支持無線撥號(hào)上線指示；支持I/O管腳硬件復(fù)位DTU9. 支持短信遠(yuǎn)程配置，遠(yuǎn)程控制；支持短消息告警10. 數(shù)據(jù)包傳輸狀態(tài)報(bào)告11. 19.支持RSA，RC4加密算法12. 標(biāo)準(zhǔn)的AT命令界面13. 支持telnet功能14. 可以用做普通撥號(hào)MODEM15. 低功耗設(shè)計(jì)：休眠功耗1mA，待機(jī)功耗15mA，通信功耗35mA16. 支持串口軟件升級(jí)17. 同時(shí)支持LINUX、UNIX和WINDOWS操作系統(tǒng)簡(jiǎn)單易用 圖形化配置工具：完善的圖形化配置工具，提供快速配置功能，實(shí)現(xiàn)客戶快速配置；提供批量配置功能，實(shí)現(xiàn)批量設(shè)備的配置。 中心軟件：提供C#，VC，VB，DEPHI中心端軟件，方便客戶測(cè)試。 豐富第三方軟件支持：包括亞控軟件，三維力控軟件在內(nèi)的業(yè)內(nèi)主要中心端軟件支持（驅(qū)動(dòng)中選擇“廈門才茂（桑榮）”或者“桑榮”的驅(qū)動(dòng) ），可以直接方便購(gòu)買第三方軟件來上項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定低成本地完成項(xiàng)目。 豐富接口：才茂DTU系列產(chǎn)品，可以提供RS232接口或者RS485接口或者TTL接口或者RS422接口或者USB接口或者RJ45以太網(wǎng)接口，全接口支持。 完善的網(wǎng)絡(luò)