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　　智能水利遠程監控系統是將先進的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控而建立的一種在大范圍內、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的信息管理系統。

　　一、設計原則

　　智能水利遠程監控系統的技術實現方案時必須遵循以下原則：

　　1．可靠性

　　該系統必須有穩定、可靠的運行系統。設計時要充分考慮后備以及災難恢復系統，使整個系統在出現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。該系統設計遵循開放性原則，能夠支持多種硬件設備和網絡
系統，軟、硬件支持二次開發。網絡系統、數據庫系統和通信樞紐采用標準數據接口，具有與其他信息系統進行數據交換和數據共享的能力，計算機網絡系統適應將來的廣域擴展。

　　3．安全性、可維護性

　　系統對數據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，對內部員工以及調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據。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

　　考慮到水利遠程監控點的數量，系統應采用傳輸速度快的網絡設計，保證環保信息數據的及時有效；同時系統應當避免采用輪巡的方式進行點點操作，系統應當具備自動并行數據上傳和對多個遠程監控點并行控制的功能。

　　二、網絡架構

　　智通水利遠程監控系統旨在建立一個基于移動GPRS／GSM網、GIS平臺的智能水利遠程監控系統，加快水利管理信息化建設進程。整個項目充
分體現系統集成的思想，網絡符合總體規劃及長遠發展。系統設計在一個較高的起點上充分保證系統的可伸縮性和可擴展性，具備相當的通信、計算機和網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發展的要求。

　　三、系統組

　　智能水利遠程監控系統主要由信息中心、通信網絡、水利遠程監控點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控點的通信，應用服務器用于記錄各水利遠程監控點的相關信息。

　　2．通信網絡

　　通信網絡作為信息中心與各水利遠程監控點進行信息交換的樞紐，是整個系統中的核心部分，其工作特點是通信次數十分頻繁，但每次的通信傳輸量很小。考慮到智能水利遠程監控系統將來業務的發展和系統的可擴展性，系統采用專線方式接人到移動公司的GPRS／GSM網絡中。各終端的信息數據從終端到達GPRS?GSM網絡后通過專線和智能水利遠程監控系統連接，智能水利遠程監控系統和GPRS／GSM網絡之間通過防火墻進行保護。

　　3．水利遠程監控點

　　水利遠程監控點采用GPRS主用、短信備用的方式進行數據通信，所有的信息數據通過GSM、GPRS網絡進行傳輸。

　　四、組網方案

　　考慮到水利遠程監控系統容量大、監控點多而分散、對信息數據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，比因特網的安全性能提高、可控性提高，網絡傳輸的優先級得到保證等好處。

　　1．網絡連接

　　智能水利遠程監控系統與移動的GPRS網絡GGSN設備、短信網關使用 2M專線相聯。各水利遠程監控點用GPRS終端通過GPRS／GSM網絡連接到信息中心的通信服務器。

　　2．APN

　　在公網中為智能水利遠程監控系統分配專用的APN，水利遠程監控點激活PDP(分組數據協定)上下文之后可與業務中心互相傳送數據。對于沒有GPRS覆蓋的地區提供短信接入。

　　3．中心與水利遠程監控點之間的連接保持

　　考慮到GPRS網絡的狀況，水利遠程監控點終端在被GPRS網絡激活后，立即發起PDP(分組數據協定)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網絡狀態的方法來保持連接。

　　4．1P地址分配與鑒權方案

　　在智能水利遠程監控系統設置 Radius服務器上為水利遠程監控點分配內部IP地址。水利遠程監控點終端發起PDP(分組數據協定)上下文激活請求后，由智能水利遠程監控系統的 Radius服務器鑒權水利遠程監控點終端的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，則可保證各監測點終端的IP地址固定不變。

　　五、通信流程

　　1．呼0U發起

圖1　智能水利遠程監控系統網絡結構圖

　　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其他網絡設備送回GPRS終端。

　　3．防火墻過濾

　　監測點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

　　各監測點與中心相關通信服務器相聯，建立TCP/IP通路，進行信息數據傳送和監測監控業務處理。

　　六、系統特點

　　1．建設使用成本低

　　智能水利遠程監控系統依賴成熟的公共網絡系統，無需單獨的網絡(基站和其他設備)建設；可提供包月方式，使用成本低。

　　2．監控范圍廣

　　由于使用的通信手段是公眾網絡，因此系統的有效范圍限制實際為該公眾網絡的覆蓋范圍。也就是說在網絡范圍內都能夠得到有效的監控，而且網絡的拓展意味著實際監控范圍的拓展。

　　3．積木化結構

　　由于直接采用TCP／IP協議和面向對象的設計思路，因此系統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的移動監控端，為信息中心提供了一個國內乃至國際領先的遠程水利監控解決方案。

　　6．數據并行收取

　　由于使用了先進的IP技術，系統能夠同時收取、處理多個水利遠程監控點的各種數據，無需輪巡就可以同步水利遠程監控點的時鐘。

　　通過使用智能水利遠程監控系統，能極大的方便水利監測部門工作開展，保證水利遠程監控點數據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網進行傳輸的水情遠程監控系統，將實現水文數據的自動采集、長期自記以及存儲信息的數字化，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代化的建設。