智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)是將先進的GSM短信、GPRS、GIS、電子控制技術(shù)及計算機處理技術(shù)等有效的集成運用于水利遠程監(jiān)控而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的,實時、準(zhǔn)確、高效的信息管理系統(tǒng)。
智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn)方案時必須遵循以下原則:
1.可靠性
該系統(tǒng)必須有穩(wěn)定、可靠的運行系統(tǒng)。設(shè)計時要充分考慮后備以及災(zāi)難恢復(fù)系統(tǒng),使整個系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時仍然能夠提供客戶 :服務(wù),并能很快的排除故障正常運行。
2.擴展性、開放性
設(shè)計時應(yīng)按最經(jīng)濟的原則,設(shè)計—個擴展性很強且在擴容升級時浪費最少的系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計遵循開放性原則,能夠支持多種硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),軟、硬件支持二次開發(fā)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和通信樞紐采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口,具有與其他信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享的能力,計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)適應(yīng)將來的廣域擴展。
3.安全性、可維護性
系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的安全性必須予以高度重視,要采取防范措施防止黑客人侵。另外,對內(nèi)部員工以及調(diào)度客戶也要加強權(quán)限控制,避免用戶能夠操作到超越權(quán)限的數(shù)據(jù)。
提供自動故障報警檢測以及一定程度的自動恢復(fù)。
4.實時性、并行性
考慮到水利遠程監(jiān)控點的數(shù)量,系統(tǒng)應(yīng)采用傳輸速度快的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,保證環(huán)保信息數(shù)據(jù)的及時有效;同時系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)避免采用輪巡的方式進行點點操作,系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備自動并行數(shù)據(jù)上傳和對多個遠程監(jiān)控點并行控制的功能。
智通水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)旨在建立一個基于移動GPRS/GSM網(wǎng)、GIS平臺的智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng),加快水利管理信息化建設(shè)進程。整個項目充分體現(xiàn)系統(tǒng)集成的思想,網(wǎng)絡(luò)符合總體規(guī)劃及長遠發(fā)展。系統(tǒng)設(shè)計在一個較高的起點上充分保證系統(tǒng)的可伸縮性和可擴展性,具備相當(dāng)?shù)耐ㄐ?、計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的信息容量及處理能力,并有一定的超前性,軟硬件預(yù)留接口,便于維護、升級和擴展,以適應(yīng)將來整個系統(tǒng)發(fā)展的要求。
智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要由信息中心、通信網(wǎng)絡(luò)、水利遠程監(jiān)控點3部分組成。
1.信息中心:信息中心由相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器與通信服務(wù)器組成,通信服務(wù)器用于與各水利遠程監(jiān)控點的通信,應(yīng)用服務(wù)器用于記錄各水利遠程監(jiān)控點的相關(guān)信息。
2.通信網(wǎng)絡(luò):通信網(wǎng)絡(luò)作為信息中心與各水利遠程監(jiān)控點進行信息交換的樞紐,是整個系統(tǒng)中的核心部分,其工作特點是通信次數(shù)十分頻繁,但每次的通信傳輸量很小。考慮到智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)將來業(yè)務(wù)的發(fā)展和系統(tǒng)的可擴展性,系統(tǒng)采用專線方式接人到移動公司的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)中。各終端的信息數(shù)據(jù)從終端到達GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)后通過專線和智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)連接,智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)和GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)之間通過防火墻進行保護。
3.水利遠程監(jiān)控點 水利遠程監(jiān)控點采用GPRS主用、短信備用的方式進行數(shù)據(jù)通信,所有的信息數(shù)據(jù)通過GSM、GPRS網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。
考慮到水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)容量大、監(jiān)控點多而分散、對信息數(shù)據(jù)的智能處理分析要求高的特點,采用專線接人和專用APN方案。使用專用的APN有:進行訪問權(quán)限的控制,比因特網(wǎng)的安全性能提高、可控性提高,網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膬?yōu)先級得到保證等好處。
1.網(wǎng)絡(luò)連接:智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)與移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)GGSN設(shè)備、短信網(wǎng)關(guān)使用 2M專線相聯(lián)。各水利遠程監(jiān)控點用GPRS終端通過GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)連接到信息中心的通信服務(wù)器。
2.APN :在公網(wǎng)中為智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)分配專用的APN,水利遠程監(jiān)控點激活PDP(分組數(shù)據(jù)協(xié)定)上下文之后可與業(yè)務(wù)中心互相傳送數(shù)據(jù)。對于沒有GPRS覆蓋的地區(qū)提供短信接入。
3.中心與水利遠程監(jiān)控點之間的連接保持:考慮到GPRS網(wǎng)絡(luò)的狀況,水利遠程監(jiān)控點終端在被GPRS網(wǎng)絡(luò)激活后,立即發(fā)起PDP(分組數(shù)據(jù)協(xié)定)上下文激活請求。通過上位機的軟件采用心跳和定時檢查GPRS網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的方法來保持連接。
4.1P地址分配與鑒權(quán)方案 :在智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置 Radius服務(wù)器上為水利遠程監(jiān)控點分配內(nèi)部IP地址。水利遠程監(jiān)控點終端發(fā)起PDP(分組數(shù)據(jù)協(xié)定)上下文激活請求后,由智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)的 Radius服務(wù)器鑒權(quán)水利遠程監(jiān)控點終端的MSISDN或IMSI號碼后,為其分配IP地址,若Radius服務(wù)器支持為每一MSISDN或IMSI終端分配固定的IP地址,則可保證各監(jiān)測點終端的IP地址固定不變。
1. 智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò):GPRS終端攜帶信息中心分配的用戶名、密碼呼叫分配給水利部門的APN。GPRS終端建立呼叫時,GGSN收到終端手機號碼、用戶名、密碼。
2.認(rèn)證鑒權(quán):GGSN將呼叫請求以及手機號碼、用戶名、密碼送到信息中心Radius服務(wù)器。信息中心的Radius服務(wù)器收到移動GGSN送來的呼叫請求和手機號碼、用戶名、密碼后,進行環(huán)保局自有IP地址的分配。信息中心Radius服務(wù)器將IP地址,通過GGSN和GPRS其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備送回GPRS終端。
3.防火墻過濾:監(jiān)測點GPRS終端收到信息中心Radius服務(wù)器分配的IP地址,攜帶地址,通過GGSN,并通過信息中心防火墻的白名單過濾。
4.通信建立:各監(jiān)測點與中心相關(guān)通信服務(wù)器相聯(lián),建立TCP/IP通路,進行信息數(shù)據(jù)傳送和監(jiān)測監(jiān)控業(yè)務(wù)處理。
1.建設(shè)使用成本低:智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)依賴成熟的公共網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),無需單獨的網(wǎng)絡(luò)(基站和其他設(shè)備)建設(shè);可提供包月方式,使用成本低。
2.監(jiān)控范圍廣:由于使用的通信手段是公眾網(wǎng)絡(luò),因此系統(tǒng)的有效范圍限制實際為該公眾網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。也就是說在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)都能夠得到有效的監(jiān)控,而且網(wǎng)絡(luò)的拓展意味著實際監(jiān)控范圍的拓展。
3.積木化結(jié)構(gòu):由于直接采用TCP/IP協(xié)議和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思路,因此系統(tǒng)能夠支持多級多中心大小不同的積木化結(jié)構(gòu),適用于不同權(quán)限的各級信息中心。
4.開放性、可移植性好:采用基于TCP?IP的應(yīng)用層協(xié)議,具有良好的開放性和可移植性。
5.技術(shù)先進:采用先進的GPRS技術(shù),支持基于J2ME的移動監(jiān)控端,為信息中心提供了一個國內(nèi)乃至國際領(lǐng)先的遠程水利監(jiān)控解決方案。
6.數(shù)據(jù)并行收?。河捎谑褂昧讼冗M的IP技術(shù),系統(tǒng)能夠同時收取、處理多個水利遠程監(jiān)控點的各種數(shù)據(jù),無需輪巡就可以同步水利遠程監(jiān)控點的時鐘。
通過使用智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng),能極大的方便水利監(jiān)測部門工作開展,保證水利遠程監(jiān)控點數(shù)據(jù)的實時準(zhǔn)確有效的傳送,從而達到準(zhǔn)確決策的目的。利用移動GPRS/GSM網(wǎng)進行傳輸?shù)乃檫h程監(jiān)控系統(tǒng),將實現(xiàn)水文數(shù)據(jù)的自動采集、長期自記以及存儲信息的數(shù)字化,必將推動各級水利部門的水利信息化,從而以信息化帶動和促進水利現(xiàn)代化的建設(shè)。