解析氣象站中應(yīng)用GPRS通信技術(shù)的原理及優(yōu)勢(shì)
現(xiàn)如今，我們對(duì)于氣象數(shù)據(jù)的需求越來(lái)越高，比如，我們出去游玩時(shí)需要了解景區(qū)的生態(tài)環(huán)境和氣象環(huán)境要素，有關(guān)部門(mén)需要了解高速公路氣象狀況以確保行車安全，農(nóng)民伯伯需要了解更加精準(zhǔn)的溫度、降水量等氣象要素信息來(lái)確定什么時(shí)間播種或者收獲，學(xué)校也需要獲取氣象數(shù)據(jù)來(lái)幫助學(xué)生了解自然、擴(kuò)展視野。對(duì)于氣象數(shù)據(jù)的獲取我們也有了更加先進(jìn)的設(shè)備——氣象站。
氣象站可采集溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、噪聲、光照、紫外線、降雨量、蒸發(fā)量等氣象要素，并將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到監(jiān)控平臺(tái)，單單是上傳方式，就有RJ45網(wǎng)口上傳、GPRS上傳、4G上傳等多種方式。本文，我們主要了解一下較為常見(jiàn)的GPRS通信。
GPRS通信方式簡(jiǎn)介
GPRS是通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)（General Packet Radio System）的縮寫(xiě)，是介于第二代和第三代之間的一種技術(shù)，通常稱為2.5G。GPRS采用與GSM相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無(wú)線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則以及相同的TDMA幀結(jié)構(gòu)。因此，在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建GPRS系統(tǒng)時(shí)，GSM系統(tǒng)中的絕大部分部件都不需要作硬件改動(dòng)，只需作軟件升級(jí)。有了GPRS，用戶的呼叫建立時(shí)間大大縮短，幾乎可以做到“永遠(yuǎn)在線”。此外， GPRS是以營(yíng)運(yùn)商傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量而不是連接時(shí)間為基準(zhǔn)來(lái)計(jì)費(fèi)，所以每個(gè)用戶的服務(wù)成本更低。
基本工作原理
GPRS是在原有的基于電路交換方式的GSM網(wǎng)絡(luò)上引入兩個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)： GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（GGSN）。SGSN和MSC在同一等級(jí)水平，并跟蹤單個(gè)MS的存儲(chǔ)單元實(shí)現(xiàn)安全功能和接入控制，并通過(guò)幀中繼連接到基站系統(tǒng)。GGSN支持與外部分組交換網(wǎng)的互通，并經(jīng)由基于IP的GPRS骨干網(wǎng)和SGSN連通。
GPRS終端通過(guò)接口從氣象站取得數(shù)據(jù)，處理后的GPRS分組數(shù)據(jù)發(fā)送到GSM基站。分組數(shù)據(jù)經(jīng)SGSN封裝后，SGSN通過(guò)GPRS骨干網(wǎng)與網(wǎng)關(guān)支持接點(diǎn)GGSN進(jìn)行通信。GGSN對(duì)分組數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，再發(fā)送到目的網(wǎng)絡(luò)，如Internet或X.25網(wǎng)絡(luò)。
若分組數(shù)據(jù)是發(fā)送到另一個(gè)GPRS終端，則數(shù)據(jù)由GPRS骨干網(wǎng)發(fā)送到SGSN，再經(jīng)BSS發(fā)送到GPRS終端。
GPRS通訊優(yōu)勢(shì)
（1）覆蓋范圍廣：GPRS通訊能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求，雖然氣象站數(shù)量多，分布在全國(guó)各地，部分氣象站位于偏僻地區(qū)，地理位置分散，但是GPRS網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全國(guó)各地，2G/4G兩種網(wǎng)絡(luò)隨意選，能夠滿足氣象站對(duì)覆蓋范圍的要求。
（2）數(shù)據(jù)傳輸速率高：每個(gè)氣象站點(diǎn)每次數(shù)據(jù)傳輸量在10Kbps之內(nèi)，目前，GPRS實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右。
（3）通信費(fèi)用低：采用有線方式傳輸信息必須配備專門(mén)的線路進(jìn)行連接，費(fèi)用較高，而使用GPRS無(wú)線通訊方式，只需要按數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)即可，資源利用率高，采用2G通訊網(wǎng)絡(luò)，最低只需要30元每月。
（4）支持IP協(xié)議和X.25協(xié)議：GPRS支持因特網(wǎng)上應(yīng)用最廣泛的IP協(xié)議和X.25協(xié)議，而且由于GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，使得GPRS能提供Internet和其它分組網(wǎng)絡(luò)的全球性無(wú)線接入。
