一、 需求分析
　　在人類生存環(huán)境日益惡化的今天，建立完整的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是非常必要的，處理分布在各處的環(huán)境檢測點的數(shù)據(jù)傳輸問題一直是建立環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的難點，建立獨立的無線擴頻系統(tǒng)和使用專線都有龐大的建設、運營費用問題。

　　GPRS是通用分組無線業(yè)務(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展起來的一種承載業(yè)務，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務。GPRS拋棄了傳統(tǒng)的獨占電路交換模式，采用分組交換技術(shù)，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，有效地利用了信道資源，帶寬最高可達171.2Kb/s。目前中國移動的GPRS覆蓋范圍在中心城市幾乎達到了100%，在邊遠地區(qū)也達到了80%以上，實際應用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合像金融交易、遠程監(jiān)測等行業(yè)的通信需求，完全取代過去傳統(tǒng)的有線MODEM、X.25、數(shù)傳電臺、短信等通信方式。GPRS通信方式更適合于環(huán)保數(shù)據(jù)采集業(yè)務。GPRS無線傳輸數(shù)據(jù)有以下優(yōu)勢：

1） GPRS用戶可隨意分布和移動自己的網(wǎng)點，無需擔心線路的維護或有線在移機時導致的通訊中斷。建設新的監(jiān)測點無需進行拉線、埋線等工作。較光纖或?qū)＞€系統(tǒng)投資較少，設備安裝方便。
2） GPRS資費便宜，計費合理。GPRS 資費包月比有線電話網(wǎng)絡資費還便宜。環(huán)保數(shù)據(jù)采集業(yè)務沒有大數(shù)據(jù)量的信息傳輸，不必要采用資費很高的專線（DDN、幀中繼）。GPRS還可根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量和提供的服務質(zhì)量進行計費。在GPRS網(wǎng)中，用戶只需與網(wǎng)絡建立一次連接，就可長時間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時才占用信道并被計費，保持時不占用信道不計費。這樣，監(jiān)測點既不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時的費用。
3） GPRS能最好地支持頻繁的、少量突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務。通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠，永不掉線。
4） 覆蓋較好。比較很多無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網(wǎng)絡覆蓋是最好的。

二、 解決方案
　　在環(huán)保系統(tǒng)中，常常需要對眾多的污染排放點進行實時監(jiān)測，大部分監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實時發(fā)送到管理中心的后端服務器進行處理。由于監(jiān)測點分散，分布范圍廣，而且大多設置在環(huán)境較惡劣的地區(qū)，通過電話線傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半。利用GPRS網(wǎng)絡進行無線數(shù)據(jù)傳輸，成為環(huán)保部門選擇的通信手段亮點之一。污染監(jiān)測設備將采集到的污染數(shù)據(jù)和告警信息，通過GPRS網(wǎng)絡，及時發(fā)送到環(huán)保監(jiān)察部門，可以實現(xiàn)對排污單位或個人的及時管理，大大提高了工作效率，為環(huán)境保護提供了嶄新方式。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)方案組成
2.2.1 環(huán)保監(jiān)控中心
監(jiān)控中心服務器申請配置Internet上固定的IP地址，或申請配置專線，通過光纖、DDN 等數(shù)據(jù)專線直接和移動中心機房的GPRS 網(wǎng)絡連接。監(jiān)控中心服務器上安裝相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)軟件。監(jiān)控系統(tǒng)軟件包括通信服務器、監(jiān)控中心服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、WEB服務器四個部分。
· 通信服務器負責實現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)通信協(xié)議、數(shù)據(jù)代理轉(zhuǎn)發(fā)、通信設備狀態(tài)監(jiān)控等功能；
· 監(jiān)控中心服務器實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、存儲、反控等功能；
· 數(shù)據(jù)庫服務器進行數(shù)據(jù)存儲、備份；
· WEB服務器實現(xiàn)實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理、業(yè)務管理等功能。
· 具體實現(xiàn)時，通信服務器、監(jiān)控中心服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、WEB 服務器可以安裝在一臺服務器中，也可以安裝在不同服務器中。如果行業(yè)客戶要求對終端進行終端IP綁定，需要安裝RADIUS服務器，為系統(tǒng)提供AAA 認證和IP綁定功能。

2.2.2 移動網(wǎng)絡
利用中國移動現(xiàn)有的GPRS/GSM 網(wǎng)絡，監(jiān)控點和監(jiān)控中心系統(tǒng)的所有交換信息通過中國移動的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)傳輸.

2.2.3 監(jiān)控終端
監(jiān)控儀器通過RS232 串口直接與GPRS DTU連接，并由其建立無線數(shù)據(jù)連接。原則上，所有提供RS232/485接口的環(huán)境監(jiān)測設備，如污水流量計、COD（含氧量）/BOD（生物耗氧量）測量儀等均能夠用于該系統(tǒng)方案

2.3GPRS方案的安全性分析
· GPRS 的物理鏈路數(shù)據(jù)本身已經(jīng)采用了加密傳送。
· 該方案中如果監(jiān)控中心直接連接到GPRS 網(wǎng)絡，實質(zhì)為內(nèi)網(wǎng)方案，所有數(shù)據(jù)均與INTERNET 隔離。大大增強了信息的安全性。
· 可以向移動中心申請單獨的APN（網(wǎng)絡接入點名稱），類似于VPN 方案，可以限制非法SIM用戶的登錄。

三、產(chǎn)品具有的優(yōu)勢
　　目前GPRS DTU處于一個新興的蓬勃發(fā)展階段。宏信GPRS DTU硬件采用全新的高性能CPU，處理能力及系統(tǒng)資源非常高。為客戶以后的二次開發(fā)，奠定了極其強硬的基礎(chǔ)。