城市供水中GPRS的应用

城市供水调度系统的通讯方式,最早采用有线方式，架设专用的电话线路，采用拨号方式。但是拨号过程需要等待好长时间，速度慢，运营成本较高，而且随着城市的发展，供水管网延伸范围越来越广。管网监控点数量越来越多，距离越来越远，越来越偏僻，铺设线缆的难度越来越大，投资越来越多，建设周期越来越长。

后来，无线数传电台的技术日臻成熟，城市供水调度系统逐步改建成电台的无线通讯方式。通讯铁塔纷纷建起。与有线通讯方式相比，无线通讯方式的组网则灵活了很多，它的投资减少，建设周期缩短，运行维护变得简单方便。但是随着社会的进步信号污染源越来越多，系统很容易受到外界干扰，误码率高，通讯速率低，数据传输量小，不能适应日益复杂的供水调度监控的要求。

近些年来我国通讯产业飞速发展。可简单地分为有线和无线两大类；其中有线通信方式主要包括架设光缆、电缆或租用电信电话线、X25、DDN、ADSL等；无线方式则包括超短波通信、扩频通信、卫星通信等。

工业控制中GPRS通信是基于移动通信的GPRS网络的互联网通信，运营商（如中国移动、联通）的GPRS网络是互联网的一部分，GPRS的英文全称是：“General Packet Radio Service”（译作“通用分组无线服务”），它是利用“包交换”（Packet－Switched）的概念发展起来的一套无线传输方式。GPRS网络是基于现有的GSM网络来实现的。

GPRS分组交换的通信方式在分组交换的通信方式中，数据被分成一定长度的包（分组），每个包的前面有一个分组头（其中的地址标志指明该分组发往何处）。数据传送之前并不需要预先分配信道，建立连接。而是在每一个数据包到达时，根据数据包头中的信息（如目的地址），临时寻找一个可用的信道资源将该数据报发送出去。在这种传送方式中，数据的发送和接收方同信道之间没有固定的占用关系，信道资源可以看作是由所有的用户共享使用。

在城市供水调度监控系统中，应用GPRS技术。由于GPRS理论带宽可达171.2Kbs，具有实时在线性，系统没有时延，能够同时实时收取、处理多个监测点的各种数据，不需轮巡就可以同步检测点的时钟，很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。

由于采用GPRS双向传输系统，监控中心可以反向实现对仪器设备的时间校正、状态报告、开关以及其他检测、控制等功能。

GPRS可以充分利用现有成熟GSM网络，覆盖范围很广，扩容不受限制，接入地点不受限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求，不需要重新建设。系统投入运行时基本不需要调试，安装简捷，安装完成就可以接通使用。

GPRS技术通信费用低，可以采用包月计费的方式，由于建立在公共网络上，不需要重复再建设，运营维护有专业公司，所以 建设和运营成本都很低低，月通信费用将在200元以内。

城市供水调度监控系统，由于管网监控点及水源点数量众多，分布范围广，部分监控点位于偏远地区，地理位置分散，地形复杂。采用超短波通讯方式，覆盖范围只有30多公里；而采用GPRS方式，理论上在无线GSM/GPRS网络覆盖范围内，都可以实现监控。这就大大减少了重复投资，日常维护更加专业。

笔者曾补充设计陕西半山区某县城供水工程，原调度监控系统结构采用点对多点方式。中控室设置在配水厂厂区内，各水源井设PLC子站。中控室与各子站间距离较近，架设光纤，系统运行稳定可靠。

随着城市的不断发展，城市用水量增加，供水管网不断扩展，需增设水源井及测压点。地理位置比较分散，数据传输量都不大。如果架设光纤建设成本很高，工程周期长，维护困难；采用电话拨号方式，数据传输速度慢，运营成本较高，总之有线通信方式建设周期长、费用高，性价比极低。考虑采用无线通信方式：卫星通信方式费用昂贵，超短波数传电台方式具有组网灵活，扩展容易，维修较方便、运行费用较低等优点，但是由于中控室地形位置海拔较低，需要重新架设通信铁塔，费用贵，需要几十万元，并且数传电台容易受外界干扰、通信速率低、误码率高等缺点。

采用GPRS方式，每个测压点只需设一个GPRS DTU即可，GPRS DTU体积小，只有手掌大笑，使用方便，安装很灵活，可挂墙，支持RS-232/485协议以及以太网接口，可与智能仪表直接连接，传输速率高，一个包长为100～200字节之间的数据包可以在1秒内互传完毕，稳定性高，自动检测网络连接，自诊断、自恢复、无漏码及错码，运行成本低，20元包月即可满足数据流量的需要，性价比很高。价格在3000元以内，与一个数码电台价格相当。中控室GPRS MODEM需要6000元左右。

总之，GPRS作为一种新兴的通信方式，具有运行可靠，数据采集实时性强，运行费用低廉等特点。克服和解决了其他通信方式存在的问题。

随着科技的发展，GPRS技术会更加成熟，应用范围会更加广阔，用户会不断增加，有理由相信其电信运营费用会更加低廉，信道维护会更加专业。

（责编 张晶晶）