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　　智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)是將先進的GSM短信、GPRS、GIS、電子控制技術及計算機處理技術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、準確、高效的信息管理系統(tǒng)。

　　一、設計原則

　　智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)的技術實現(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)。設計時要充分考慮后備以及災難恢復系統(tǒng)，使整個系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時仍然能夠提供客戶服務，并能很快的排除故障正常運行。

　　2．擴展性、開放性

　　設計時應按最經(jīng)濟的原則，設計―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)設計遵循開放性原則，能夠支持多種硬件設備和網(wǎng)絡
系統(tǒng)，軟、硬件支持二次開發(fā)。網(wǎng)絡系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和通信樞紐采用標準數(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)絡系統(tǒng)適應將來的廣域擴展。

　　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)度客戶也要加強權限控制，避免用戶能夠操作到超越權限的數(shù)據(jù)。提供自動故障報警檢測以及一定程度的自動恢復。

　　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)應采用傳輸速度快的網(wǎng)絡設計，保證環(huán)保信息數(shù)據(jù)的及時有效；同時系統(tǒng)應當避免采用輪巡的方式進行點點操作，系統(tǒng)應當具備自動并行數(shù)據(jù)上傳和對多個遠程監(jiān)控點并行控制的功能。

　　二、網(wǎng)絡架構

　　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進程。整個項目充
分體現(xiàn)系統(tǒng)集成的思想，網(wǎng)絡符合總體規(guī)劃及長遠發(fā)展。系統(tǒng)設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?shù)耐ㄐ拧⒂嬎銠C和網(wǎng)絡設備的信息容量及處理能力，并有一定的超前性，軟硬件預留接口，便于維護、升級和擴展，以適應將來整個系統(tǒng)發(fā)展的要求。

　　三、系統(tǒng)組

　　智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要由信息中心、通信網(wǎng)絡、水利遠程監(jiān)控點3部分組成。

　　1．信息中心

　　信息中心由相應的應用服務器與通信服務器組成，通信服務器用于與各水利遠程監(jiān)控點的通信，應用服務器用于記錄各水利遠程監(jiān)控點的相關信息。

　　2．通信網(wǎng)絡

　　通信網(wǎng)絡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)絡中。各終端的信息數(shù)據(jù)從終端到達GPRS?GSM網(wǎng)絡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)絡進行傳輸。

　　四、組網(wǎng)方案

　　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：進行訪問權限的控制，比因特網(wǎng)的安全性能提高、可控性提高，網(wǎng)絡傳輸?shù)膬?yōu)先級得到保證等好處。

　　1．網(wǎng)絡連接

　　智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)與移動的GPRS網(wǎng)絡GGSN設備、短信網(wǎng)關使用 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)絡連接到信息中心的通信服務器。

　　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)絡的狀況，水利遠程監(jiān)控點終端在被GPRS網(wǎng)絡激活后，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)絡狀態(tài)的方法來保持連接。

　　4．1P地址分配與鑒權方案

　　在智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)設置 Radius服務器上為水利遠程監(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服務器鑒權水利遠程監(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。

　　五、通信流程

　　1．呼0U發(fā)起

圖1　智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡結構圖

　　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．認證鑒權

　　GGSN將呼叫請求以及手機號碼、用戶名、密碼送到信息中心Radius服務器。信息中心的Radius服務器收到移動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服務器將IP地址，通過GGSN和GPRS其他網(wǎng)絡設備送回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)測點與中心相關通信服務器相聯(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)務處理。

　　六、系統(tǒng)特點

　　1．建設使用成本低

　　智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)依賴成熟的公共網(wǎng)絡系統(tǒng)，無需單獨的網(wǎng)絡(基站和其他設備)建設；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，因此系統(tǒng)的有效范圍限制實際為該公眾網(wǎng)絡的覆蓋范圍。也就是說在網(wǎng)絡范圍內(nèi)都能夠得到有效的監(jiān)控，而且網(wǎng)絡的拓展意味著實際監(jiān)控范圍的拓展。

　　3．積木化結構

　　由于直接采用TCP／IP協(xié)議和面向對象的設計思路，因此系統(tǒng)能夠支持多級多中心大小不同的積木化結構，適用于不同權限的各級信息中心。

　　4．開放性、可移植性好

　　采用基于TCP/IP的應用層協(xié)議，具有良好的開放性和可移植性。

　　5.技術先進

　　采用先進的GPRS技術，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)乃至國際領先的遠程水利監(jiān)控解決方案。

　　6．數(shù)據(jù)并行收取

　　由于使用了先進的IP技術，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)的實時準確有效的傳送，從而達到準確決策的目的。

　　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。