1 前言
    近年來，我國(guó)移動(dòng)通信業(yè)獲得了極大的發(fā)展。基于無線新技術(shù)的增值服務(wù)悄然地改動(dòng)著城市的面貌、改動(dòng)著人民的生活方式。無線應(yīng)用不僅美化了城市、增添了生活現(xiàn)代感、而且能改善投資環(huán)境、增加安全性，為我們帶來巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益；另外，無線應(yīng)用也是展現(xiàn)一個(gè)城市現(xiàn)代化、國(guó)際化水平的重要標(biāo)志。無線應(yīng)用現(xiàn)已成為城市生活中一個(gè)不可缺少的重要組成部分。

    目前，整個(gè)基于無線系統(tǒng)的監(jiān)視管理還停留在一個(gè)較低的水平，多是采用發(fā)傳真，打電話的形式通過人工來控制，只有部分控制點(diǎn)使用了定時(shí)器裝置。在這種模式下，出現(xiàn)故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，存在隱患不能及時(shí)排除，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行效率低下，不便管理，而且這種模式也無法解決迅速部署靈活監(jiān)視的現(xiàn)代監(jiān)視管理的需求。

    采用先進(jìn)的GPRS技術(shù)的無線監(jiān)視管理系統(tǒng)，集計(jì)算機(jī)、通信、機(jī)電、自動(dòng)控制等多種先進(jìn)技術(shù)于一體，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)無線分布式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)視管理和靈活部署，解決了傳統(tǒng)控制由于沒有通訊功能，無法實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視的問題，將運(yùn)行維護(hù)人員從大量繁瑣的工作中解放出來，提高無線系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，增強(qiáng)無線的可靠性和可控性，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)定位無線系統(tǒng)故障，大大減少了系統(tǒng)停用帶來的不良影響。

2 用于監(jiān)視系統(tǒng)的通信方式及其比較
    目前國(guó)內(nèi)監(jiān)視系統(tǒng)產(chǎn)品有多種，其本質(zhì)上的差異是由他們所采取的不同通信方式?jīng)Q定的。隨著電信技術(shù)的迅猛發(fā)展，可用于監(jiān)視管理的通訊方式有多種，一般可分為有線通訊方式，無線集群通信方式，GSM短消息通信方式，CDPD通信方式和GPRS通信方式。

下面分別對(duì)這幾種通信方式作進(jìn)行分析比較：

2.1 有線通訊方式
    有線通訊方式只適應(yīng)于小范圍小區(qū)域的監(jiān)視系統(tǒng)，對(duì)大城市的全局監(jiān)視管理采用有線通訊方式幾乎是不可能的，能想象在一個(gè)大城市里布放一套監(jiān)視傳輸通訊網(wǎng)絡(luò)將是一件多么費(fèi)錢費(fèi)力費(fèi)時(shí)的事，其固定性又無法解決城市布局迅速發(fā)展變化的需求。

    考慮到有線方式的現(xiàn)實(shí)不可行性，目前國(guó)內(nèi)有些城市多采用無線集群通訊方式、GSM短消息通訊方式或CDPD通訊方式。但隨著GPRS新技術(shù)的出現(xiàn)，以上這些通訊方式必將逐漸地被市場(chǎng)淘汰，究其原因，無非是因?yàn)槠渥陨泶嬖诘南忍觳蛔愫虶PRS不可比擬的先進(jìn)性及對(duì)他們的完全可替代性。

2.2 無線集群通訊方式
    無線集群通訊方式和GPRS通訊方式相比，存在幾個(gè)致命缺點(diǎn)：
　　
　?。?）集群移動(dòng)通信系統(tǒng)屬于專用移動(dòng)通信網(wǎng)，需要大量的建設(shè)資金投入，建設(shè)周期較長(zhǎng)，保養(yǎng)和維護(hù)不便，這是他的最大缺點(diǎn)；
　　
　?。?）由于專網(wǎng)的覆蓋范圍有限，不利于全局整體控制；
　　
　?。?）集群通信系統(tǒng)主要的服務(wù)業(yè)務(wù)是無線用戶和無線用戶之間的通信，對(duì)無線用戶和有線用戶之間的通信業(yè)務(wù)有較大的限制。
　　
　　2.3 GSM短消息通訊方式
　　
　　GSM短消息通訊方式能充分利用移動(dòng)公網(wǎng)資源，相對(duì)集群通訊方式而言，他能大大節(jié)約建設(shè)投資，降低維護(hù)成本，但他有幾個(gè)較大的缺點(diǎn)：[nextpage]
　　
　?。?）GSM短消息通訊方式為半雙工通信方式，不能同時(shí)雙向收發(fā)數(shù)據(jù)。
　　
　?。?）相對(duì)GPRS而言，他的平均傳輸時(shí)延較大；
　　
　?。?）在重大活動(dòng)或重大節(jié)日等通信高峰期，容易發(fā)生信道堵塞，導(dǎo)致通信不暢。
　　
2.4 CDPD短消息通訊方式
    CDPD（Cellular Digital Packet Data，蜂窩式數(shù)字分組數(shù)據(jù)），是由美國(guó)移動(dòng)通信公司（AMCI）等8大公司聯(lián)合推出的一種無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)規(guī)范。他是以數(shù)字分組數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)，以蜂窩移動(dòng)通信為組網(wǎng)方式的移動(dòng)無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)。GPRS和CDPD都能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)，和GPRS相比較，CDPD有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

    （1）在GSM網(wǎng)絡(luò)中每發(fā)展一個(gè)用戶的成本約為2000元，GPRS用戶的成本是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模決定的，目前GPRS網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力已相當(dāng)規(guī)模。而CDPD在建網(wǎng)初期基站數(shù)不會(huì)非常多，加上必須的交換機(jī)和網(wǎng)管的投資，平攤到每個(gè)用戶的成本約為2500-3000元左右。

    （2）GPRS通信所能達(dá)到的傳輸速度要比CDPD通信高，盡管GPRS通信是以犧牲信道資源為代價(jià)。

    （3）CDPD是工作在AMPS頻段，只有1MHz頻段，而GPRS可用頻段要寬的多，因此在GPRS每個(gè)小區(qū)內(nèi)可用于數(shù)據(jù)的信道數(shù)遠(yuǎn)大于CDPD，容易滿足組件公網(wǎng)對(duì)信道數(shù)的需要。

    綜上所述，GPRS和以上幾種無線通訊方式相比更為先進(jìn)，基于GPRS的無線監(jiān)視系統(tǒng)是目前最先進(jìn)最穩(wěn)定的無線監(jiān)視管理系統(tǒng)，概括起來，基于GPRS的無線監(jiān)視系統(tǒng)具有以下顯著好處：
　　
　　（1）相對(duì)其他通訊方式來說，采用GPRS技術(shù)能充分利用中國(guó)移動(dòng)公網(wǎng)資源，將極大節(jié)約建設(shè)成本，縮短建設(shè)周期, 整個(gè)系統(tǒng)的性能價(jià)格比高，系統(tǒng)建設(shè)投資和建無線專網(wǎng)的投資相比估計(jì)可節(jié)約50%以上。
　　
　?。?）數(shù)據(jù)傳輸速率和其他通訊技術(shù)相比最快，最高可達(dá)171.2Kb/s，通信傳輸時(shí)延較小，最長(zhǎng)不超過3 秒；
　　
　　（3）監(jiān)視覆蓋范圍廣闊，系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)展快速，例如整個(gè)北京市區(qū)和郊區(qū)的主要區(qū)域都處于移動(dòng)通訊網(wǎng)的有效覆蓋范圍之內(nèi)；
　　
　?。?）系統(tǒng)建成后，通信資費(fèi)根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)通信流量計(jì)算，通信費(fèi)用低廉，每個(gè)控制點(diǎn)的月通信費(fèi)用可控制在百元以內(nèi)。
　　
　?。?）通信服務(wù)質(zhì)量安全可靠，服務(wù)質(zhì)量等級(jí)可根據(jù)用戶的不同應(yīng)用需求和運(yùn)營(yíng)商協(xié)商確定。
　　
　?。?）整個(gè)系統(tǒng)維護(hù)方便，系統(tǒng)升級(jí)簡(jiǎn)單快速。
　　
　?。?）為了確保通訊暢通無阻，無線監(jiān)視系統(tǒng)還可采用GSM短消息通訊方式作為GPRS通訊萬一中斷后的備用手段。在正常情況下，無線監(jiān)視系統(tǒng)采用GPRS通訊方式，當(dāng)GPRS通信萬一中斷后，即時(shí)轉(zhuǎn)換成GSM短消息通訊方式。
　　
3 基于GPRS的無線監(jiān)視系統(tǒng)
3.1 GPRS系統(tǒng)簡(jiǎn)介
    GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service)的英文簡(jiǎn)稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS采用和GSM同樣的無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則及同樣的TDMA幀結(jié)構(gòu)。GSM現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)從一開始就可提供全方面的GPRS覆蓋。GPRS提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。[nextpage]

3.2 無線監(jiān)視系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)
    無線監(jiān)視管理系統(tǒng)主要由采集控制模塊、GPRS模塊、傳輸網(wǎng)絡(luò)（GPRS網(wǎng)和公共數(shù)據(jù)網(wǎng)）、監(jiān)視中心組成。此外在采集控制部分和監(jiān)視中心中都應(yīng)該包含相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理模塊，滿足數(shù)據(jù)安全性地需求，在關(guān)鍵監(jiān)視終端是臨時(shí)存儲(chǔ)，以備萬一網(wǎng)絡(luò)中斷或監(jiān)視中心故障時(shí)不致丟失數(shù)據(jù)。其中監(jiān)視中心可根據(jù)用戶需求，擴(kuò)展成多級(jí)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)一級(jí)監(jiān)視中心可同時(shí)管理幾個(gè)二級(jí)監(jiān)視中心（如圖1所示）。

    其中，采集控制模塊主要由數(shù)據(jù)采集設(shè)備（內(nèi)置帶TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)）、控制設(shè)備、及數(shù)據(jù)采集程式、照明控制程式、遠(yuǎn)程通信程式等軟硬件組成。

    GPRS模塊是個(gè)GPRS網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，他能通過諸如RS232串口和采集控制模塊相連。

    傳輸網(wǎng)絡(luò)主要是指承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)的GPRS網(wǎng)絡(luò)，這里是指公共數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

    監(jiān)視中心實(shí)際上是個(gè)局域網(wǎng)（LAN），主要由路由器，防火墻、代理服務(wù)器、監(jiān)視臺(tái)、查詢臺(tái)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及相應(yīng)的監(jiān)視軟件、查詢軟件和數(shù)據(jù)庫管理程式等構(gòu)成。

    和采集控制模塊和監(jiān)視中心相關(guān)的數(shù)據(jù)管理模塊主要負(fù)責(zé)和網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)，即在數(shù)據(jù)提交和數(shù)據(jù)傳遞和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兩兩功能點(diǎn)中間加一個(gè)數(shù)據(jù)暫存機(jī)制，能一般化到采集終端和監(jiān)視中心上來。

3.3 系統(tǒng)主要特點(diǎn)

        （1）產(chǎn)品領(lǐng)先、技術(shù)先進(jìn)
    據(jù)調(diào)查，目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上采用GPRS技術(shù)作為通訊方式的監(jiān)視管理系統(tǒng)十分罕見，而無線監(jiān)視系統(tǒng)采用先進(jìn)的GPRS技術(shù)作為通訊方式，集計(jì)算機(jī)、通信、機(jī)電、自動(dòng)控制等多種先進(jìn)技術(shù)于一體，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，擴(kuò)展性強(qiáng)。
　　
　　（2）實(shí)時(shí)采集、集中監(jiān)視
　　
　　監(jiān)視中心能實(shí)時(shí)采集各現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。同時(shí)無線監(jiān)視系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種不同類型的故障，產(chǎn)生告警信息，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并采取相應(yīng)的告警處理措施。
　　
　?。?）通信快速、安全可靠
　　
　　無線監(jiān)視系統(tǒng)采用的GPRS技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用在我國(guó)通信領(lǐng)域中的最強(qiáng)大最先進(jìn)的移動(dòng)通訊手段，他的最大傳輸速率可高達(dá)171.2kb/s（采用CS-4信道編碼方案），目前中國(guó)移動(dòng)能提供的傳輸速率為50-60 kb/s，為無線監(jiān)視系統(tǒng)快速穩(wěn)定地傳輸數(shù)據(jù)提供了有力的保障。基于GPRS的監(jiān)視管理系統(tǒng)具有雙向傳輸、傳輸時(shí)延小，系統(tǒng)響應(yīng)快、安全可靠性高等眾多好處。另外，無線監(jiān)視系統(tǒng)為提高通訊的可靠性，還可選用GSM短信息通訊方式作為GPRS通訊中斷后的備用手段，使通信可靠性達(dá)到99.99%以上。
　　
　?。?）數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、信息豐富
　　
　　具有強(qiáng)大的信息存貯能力和查詢統(tǒng)計(jì)功能，能為客戶的科學(xué)決策提供準(zhǔn)確豐富的數(shù)據(jù)信息。通過查詢界面，用戶可自定義查詢歷史數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù),同時(shí)能根據(jù)用戶的需求快速生成、打印有關(guān)統(tǒng)計(jì)量的月、季、年統(tǒng)計(jì)報(bào)表。
　　
　　（5）界面友好、操作簡(jiǎn)單
　　
　　軟件界面設(shè)計(jì)采用視窗系統(tǒng)的通用圖像界面風(fēng)格，界面友好，所有控制命令無需用戶記憶命令格式，全部采用鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜單或窗口實(shí)現(xiàn)，整個(gè)操作界面使用容易，操作簡(jiǎn)單。
　　
　?。?）遠(yuǎn)程瀏覽、運(yùn)籌帷幄
無線監(jiān)視系統(tǒng)提供基于Internet的瀏覽，使用戶足不出戶就能了解整個(gè)無線監(jiān)視管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，從而在辦公室或家中就可科學(xué)決策、運(yùn)籌帷幄，決勝于千里之外。

    （7）雙機(jī)備份、安全可靠
重要的系統(tǒng)需要加倍的可靠性和安全性。