H7000 GPRS无线通信在电力行业的应用

深圳宏电技术股份有限公司依托 2.5G的 GPRS移动通信网络，以H7000 GPRS无线数据通信系统产品，为合作伙伴及行业用户提供更灵活可靠的无线数据通信的解决方案。

一、概述 

宏电H7000 GPRS无线数据传输系统以中国移动GSM/GPRS网络为通信平台，采用GPRS、SMS、CSD、USSD等承载方式，通过无线数据传输终端设备(GPRS DTU)，提供透明数据传输通道，满足行业用户数据传输需求。 

二、产品特点

1.功能特点

①使用简便：用户无需提供其他外围电路即可通过普通串口实现与Internet互联。
②多功能接口：可以根据客户的要求来选择如RS-232,RS-485,TTL等接口。
③功能强大：无须PC的拨号，通过RS-232等串行协议即可实现与Internet交换数据。宏电H7000数据终端永远在线，即使在工作的中途由于某种原因突然掉电或重启，H7000系列会自动上线,当网络运行出现故障时还具有设置参数自动复原功能。
④配置灵活：用户也可对Internet参数和GPRS参数自由配置。
⑤体积小巧：产品体积小巧，设计时还考虑到不同环境下的应用，避免了各种内因造成的工作隐患。既可以作为嵌入式使用，也可以外置使用。
⑥升级方便：具有升级功能，用户可以方便的升级到更高版本。
⑦扩展性强：H7000系列拥有强大的数据传输功能，用户可将上位机与H7000构成一套完整的数据通信系统，而不需要其他的设备。
⑧抗干扰性强：外壳采用冷轧板，坚固耐用，可以有效地抵御各种恶劣环境；抗强电磁干扰，并且高温散热能力极强；加上性能优异的电源伺服电路，可以最大限度地保证在煤矿设备监控、工厂车间设备监控等电压不太稳定的环境中正常使用。

H7000系列内嵌了完整的TCP/IP协议族，包括TCP,UDP,DDP,FTP,PPP,TELNET,HTTP,WebServer,SMTP,Pop3等。内嵌的TCP/IP使H7000系列有了各种方式访问Internet的强大能力。

2.宏电H7000 GPRS无线数据传输系统的构成 

2.1 网络构成 
H7000 GPRS系统为用户提供永远在线、透明数据传输的虚拟专用数据通信网络。可提供点对点、外围设备间、外围设备与中心节点之间的通信方式，适用于信息互传、远程数据采集等。可实现点对点、中心对多点以及多点之间实时、对等的数据传输。中心对多点的传输方式是电力等行业较常见的应用，网络组成结构图如下:

2.2 网络接入方式 
数据终端(GPRS DTU)的接入： 
GPRS用户可选择CMNET和APN接入网络，CMNET通常用于公众用户，APN针对行业用户，通常在一个组内，用户需设定用户名和密码，安全性更好。此外，APN用户可以申请绑定移动内网的固定IP地址。
数据中心(DSC)的接入： 
数据中心接入有多种方式，结合GPRS的特点和应用领域的具体要求进行组网。组网形式由业务数据量、时延、可靠性要求、数据保密性、网络状况决定。

方案一：GPRS接入，适合总数据带宽需求不太大的应用，如Polling传输协议的数据采集系统。全部数据在GPRS网内运行，要求所有GPRS终端之间可以通讯，并接入到同一专有APN；数据中心的GPRS数据终端接入点绑定固定IP地址(至少提供一个绑定移动内网固定IP地址的SIM卡)。 
方案二：Internet接入方式，GRE隧道与RADIUS可选。GRE两端地址、RADIUS SERVER 地址和企业路由器端口地址必须是公有的，考虑到IP地址广播，企业端的路由器端口地址、GRE 隧道端地址，RADIUS Server 地址应由ISP提供；企业数据中心服务器与中国移动GGSN服务器不必在同一城市。 
方案三：专线接入，适合电力、金融、证券、工业监控等行业；企业通过专线接入中国移动的路由器，移动为用户提供公有或私有IP地址。数据安全性好，稳定可靠，传输延迟小。 
方案四：直接接入，适用于没有接入Internet、而且对安全要求极高的企业，如电力、金融、证券等；企业在运营商一端放置GRE路由器，路由器不经过GPRS防火墙直接接入内部网络。 

GPRS数据中心与用户应用程序接口： GPRS数据中心与系统的应用软件接口有两种方式，即动态连接库(DLL)和GPRS数据中心服务程序转发。动态连接库方式需进行接口程序的编程与开发，如希望保持原有系统应用软件，可采用宏电公司提供的GPRS数据中心服务程序与应用系统软件之间进行数据转发，包括实际串行口转发、虚拟串行口转发、UDP/IP转发、TCP/IP转发等。

三、传输效率与稳定性 

1、 数据链路传输方式
经过实测，网络的数据传输质量和稳定性较好，考虑到冗余性和效率，建议采用UDP方式传输业务数据，对于无冗错处理的文件传输可采用TCP方式。 

2、传输效率 
1） 用户数据传输效率(用户数据占网络层总数据的比例)： 
传输效率会因组网方式和数据包长度的不同而改变。下面假设当前最长所能支持的最大用户数据包长的情况下，即1024字节包长。 
i. 仅支持GPRS DTU主动发起到数据中心的数据传输：最大传输效率(w) = 97.3% 
ii. 支持双向主动互传：最大传输效率(w) = 95.9% 
2） 传输时延(从发送到接收数据之间的时间)： 
不同的数据包长度，传输的时延不同。目前，一个包长为100到200字节之间的数据包在1秒内互传完毕，大于200字节的数据包平均在1秒到3秒之间。 

3、稳定性
1） 有效率：发送成功数据占总发送数据比例在目前GPRS网络正常的情况下，一般数据包成功率都在99.9%以上。 2） 稳定性综合参数：有效率x传输效率 一般MTU（最大传输单元）大于200字节不会明显增加带宽，但会增大平均延迟，测试结果表明MTU的最优大小是250字节左右。 
3） 链路检测与激活： 对于经常性传输和实时性要求较高的数据传输(如电力自动化信息)，其心跳间隔根据网络质量和应用要求进行设置。 

4、H7000 GPRS无线数据传输系统在电力行业的典型应用 
H7000 GPRS系统可向用户提供数据终端与数据中心之间的透明数据通道。在电力系统的可用于大用户抄表、配电网/农网自动化数据信息的传输等。