GPRS技術的沿岸海洋機動調查測量數(shù)據傳輸系統(tǒng)的研

摘要：基于沿岸海洋機動調查測量數(shù)據傳輸?shù)男枨?，提出以通用分組無線業(yè)務(GPRS)作為數(shù)據傳輸?shù)耐ǖ?，硬件系統(tǒng)采用功能強大的ATmega 128L微控制器嵌入式系統(tǒng)作為數(shù)據傳輸?shù)目刂浦行模?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/GPRS">GPRS模塊采用內置TCP／IP協(xié)議的MC55模塊作為數(shù)據傳輸?shù)墓ぞ?，從而既保證了數(shù)據傳輸?shù)膶崟r性和可靠性，而且非常經濟實用。
關鍵詞：GPRS；無線數(shù)據傳輸；遠程監(jiān)控；TCP／IP協(xié)議

0 引言
目前沿岸地帶的應急機動調查測量，一般是利用臨時租用的民船來執(zhí)行任務。但由于受到遠程數(shù)據傳輸手段和船只所攜帶調查測量設備功能的制約，測量數(shù)據只有在完成航次任務返航后，才能將數(shù)據帶回到岸站中心進行處理和評估，導致測量數(shù)據質量評估滯后，使得測量數(shù)據的精度、密度、成功率、有效率、覆蓋范圍等主要技術指標都難以一次達到要求，補充測量時有發(fā)生，無法滿足應急機動測量的需求。
本文根據目前海洋調查測量技術、嵌入式技術和無線通信技術的發(fā)展現(xiàn)狀及沿岸海域地域特點，為滿足機動海洋調查測量的需求，結合海洋機動調查測量的儀器設備、技術手段、數(shù)據采集類型等因素，利用信號覆蓋范圍能滿足沿岸測量需求的GPRS無線通信技術，設計了沿岸海洋機動調查測量數(shù)據傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)岸站或母船的監(jiān)控中心對一個或多個機動測量船的遙測遙控。

1 數(shù)據傳輸系統(tǒng)結構
本系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、監(jiān)測終端和無線通信數(shù)據鏈組成。監(jiān)測終端從調查測量數(shù)據中選取能夠代表當前測量狀態(tài)的信息，收集當前調查測量船的航行狀態(tài)，并對采集到的信息進行壓縮編碼，利用無線通信數(shù)據鏈將其發(fā)送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對接收的機動調查測量船的航行狀態(tài)、關鍵調測數(shù)據等信息進行處理，隨時對調查測量船進行遠程遙控。其構成如圖1所示。

1．1 GPRS技術簡述
GPRS是通用分組無線業(yè)務的簡稱，該技術建立在GSM網絡的基礎上，被稱為2．5代移動通信技術，它將無線通信與Internet緊密結合。GP RS作為一種先進的、全新的無線網絡承載手段，具有獨特優(yōu)勢：
(1)GPRS引入分組交換的傳輸方式，使用者只有在發(fā)送或接收數(shù)據期間才占用資源，按實際通信的數(shù)據流量為計費標準，是一種面向使用的計費，計費方式更加科學合理，大幅降低使用成本。
(2)GPRS可提供115 Kbjs傳輸速率(最高值為171．2 Kb／s)，明顯高于其他方式。
(3)GPRS提供快速及時的聯(lián)接，接入時間小于1 s，大幅提高數(shù)據收集及監(jiān)控效率。而且激活GPRS應用后，將永遠保持在線，類似于一種無線專線網絡。用戶只在發(fā)送信息時才申請無線資源，其他時間保持激活狀態(tài)，發(fā)送信息的時候無需重新連接。IP數(shù)據包通過分組交換技術被分成若干片段，通過不同的路由以存儲轉發(fā)的方式傳送到目的端，再組成完整的數(shù)據。根據移動的網絡狀況，每數(shù)據包傳輸時間在1 s左右，并可連續(xù)發(fā)送，從而保證實時傳輸?shù)目煽啃浴?br /> (4)GPRS支持Internet上最廣泛使用的IP協(xié)議和x．25協(xié)議，提供了一個完備的基于TCP／IP協(xié)議的通信解決方案。
GPRS作為一種高速、高效、經濟的無線系統(tǒng)，具有網絡覆蓋范圍廣、數(shù)據帶寬寬、適應性強、計價按數(shù)據流量計算、實時在線的優(yōu)點，特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據傳輸，也適用于偶爾的大量數(shù)據傳輸，完全滿足多點機動測量數(shù)據采集及監(jiān)控的雙向數(shù)
據信息傳輸，為機動測量數(shù)據采集傳輸及監(jiān)控提供了一種新的數(shù)據傳輸通信方式。
1．2 監(jiān)測終端模塊
監(jiān)測終端通過RS 232串口從機動調查測量船中接收數(shù)據，然后進行分析、處理，將數(shù)據打成IP包，通過GPRS模塊接入GPRS網絡，再通過各種網關和路由將數(shù)據發(fā)送到監(jiān)控中心。GPRS網絡用GGSN接入因特網，GGSN提供了GPRS網絡和因特網直接的無縫連接，所以遠程傳輸終端和數(shù)據中心的數(shù)據傳輸是透明的。
1．3 監(jiān)控中心模塊
監(jiān)控中心是整個數(shù)據傳輸系統(tǒng)的通信核心，主要功能是接收和處理監(jiān)測終端發(fā)送來的數(shù)據，并對監(jiān)測終端進行結果反饋，實現(xiàn)數(shù)據的雙向傳輸，包括服務器端的數(shù)據網絡傳輸和數(shù)據庫的管理等，同時對整個網絡狀況進行管理。
在實現(xiàn)監(jiān)控中心和監(jiān)測終端通信時，監(jiān)控中心采用TCP／IP協(xié)議和一臺接入因特網的PC機來進行數(shù)據的接收、處理及對終端的管理。GPRS DTU一開機就自動附著到GPRS網絡上，并與監(jiān)控中心建立通信鏈路，隨時收發(fā)用戶數(shù)據設備的數(shù)據。GPRS網絡采用分組交換方式，針對GPRS的網絡特點，采用終端主動發(fā)送數(shù)據的方式，數(shù)據傳輸效率更高。