GSM&GPRS在无线抄表系统中的应用与比较 | |
摘要:合理地将GSM的SMS短信业务和GPRS分组数据业务用于远程无线抄表系统,不但可以对用户用水量进行有效的实时监控,而且成本较低,可靠性高。以无线抄表系统为基础,描述了系统数据传输常用的GSM短信业务和GPRS分组数据业务,以两者的技术复杂性、实现方法、费用、延时等进行对比,结果表明GSM适合通信频率低,数据量小,且时延时不敏感的场合;GPRS适合通信频率高,数据量大,实时性高的场合。结合无线抄表系统的特点,设计了大多时间采用GPRS模式而网络繁忙时采用SMS模式的数据传输方案,并通过软件控制,实现自动切换。结果表明该方案比采用单一方案费用更低,数据的可靠性几乎可达100%。
无线抄表系统是指利用嵌入式系统和无线网络等技术自动读取和处理用户仪表数据,将用户的水电气表等仪表的使用信息传输到管理企业进行综合处理的系统。它是在有线抄表系统的基础上发展起来的,但由于采用的是无线通信等技术,可以解决有线抄表系统距离受限、组网困难、建设成本和维护成本高、功耗较大等同题。
1 无线抄表系统
2 数据传输方式
3 GSM和GPRS的比较和选择
4. 2 SMS和GPRS自动切换的依据和实现 根据上面的分析可知,对实时性要求不是十分苛刻的无线抄表系统,考虑其数据传输方案的2个主要因素是成本的高低和数据的可靠性,而决定这2个因素的则是数据收发频率的高低和网络是否拥堵繁忙。若收发频率较高,SMS方案成本将会增加,此时选择GPRS传送数据可大大减小成本,较为合理;若网络拥堵繁忙,GPRS方案将会出现数据丢失的可能,此时选择SMS传送数据可靠性较高。所以根据这2种情况,设计能够根据不同的条件而自动切换数据传输方案将十分必要,既能降低成本,又能提高可靠性。 1)选择GPRS的依据整个抄表系统通过实时时钟(RTC)定时唤醒数据采集器中的MCU实现定时抄表。根据需要,定时周期设为小时、日、星期和月4种模式,分别由监控中心计算机管理员通过GPRS模块发布,然后MCU自动修改。若处于用水高峰期或水资源缺乏时,很有必要对用水大户进行实时监控,此时收发频率较高。假设抄表周期为小时模式,每隔4小时抄一次表,则每天的费用将是日周期模式的6倍,此时采用SMS模式费用较高。因此,为了降低成本,系统应用程序默认传输方式为GPRS模式,这样不论在哪种模式下,都可以做到降低费用。 2)选择SMS的依据系统默认为GPRS数据传输模式,但是一旦网络拥堵繁忙,GPRS模式会出现数据丢失的现象,起不到监控数据的作用。此时很有必要让系统自动切换到GSM的SMS方案,由于其通过短消息中心(SMSC)存储转发,可靠性很高,能确保数据的可靠传输。判断网络是否繁忙的主要方法是通过检测返回确认信息的延时时间是否大于预设值。若大于预设值,则认为此时网络繁忙,切换到SMS模式重新发送,直到返回确认信息时,系统认为发送成功,然后进入休眠,等待下一次的唤醒。反之,则按照系统默认的GPRS方式传输数据。 3)系统软件的设计 大多数时间网络都是正常的,所以系统大多时间处于GPRS模式,只有在很少一部分时间处于SMS模式,这样设计不但大大降低了成本,增加了数据传输速率,而且提高了系统的可靠性和稳定性。不管是采用GPRS模式还是采用SMS模式,都是通过软件控制来实现自动切换的,这样可以节省硬件开销,降低系统成本,软件控制流程图如图4所示。
5 实验结果分析
6 结束语 |