GPRS通信方式、原理及在气象站中的应用

现如今，我们对于气象数据的需求越来越高，比如，我们出去游玩时需要了解景区的生态环境和气象环境要素，有关部门需要了解高速公路气象状况以确保行车安全，农民伯伯需要了解更加精准的温度、降水量等气象要素信息来确定什么时间播种或者收获，学校也需要获取气象数据来帮助学生了解自然、扩展视野。对于气象数据的获取我们也有了更加先进的设备——气象站。

气象站可采集温度、湿度、风速、风向、噪声、光照、紫外线、降雨量、蒸发量等气象要素，并将采集到的数据实时上传到监控平台，单单是上传方式，就有RJ45网口上传、GPRS上传、4G上传等多种方式。本文，我们主要了解一下较为常见的GPRS通信。

一、GPRS通信方式简介

GPRS是通用无线分组业务（General Packet Radio System）的缩写，是介于第二代和第三代之间的一种技术，通常称为2．5G。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。因此，在GSM系统的基础上构建GPRS系统时，GSM系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需作软件升级。有了GPRS，用户的呼叫建立时间大大缩短，几乎可以做到“永远在线”。此外， GPRS是以营运商传输的数据量而不是连接时间为基准来计费，所以每个用户的服务成本更低。

二、基本工作原理

GPRS是在原有的基于电路交换方式的GSM网络上引入两个新的网络节点： GPRS服务支持节点（SGSN）和网关支持节点（GGSN）。SGSN和MSC在同一等级水平，并跟踪单个MS的存储单元实现安全功能和接入控制，并通过帧中继连接到基站系统。GGSN支持与外部分组交换网的互通，并经由基于IP的GPRS骨干网和SGSN连通。

GPRS终端通过接口从气象站取得数据，处理后的GPRS分组数据发送到GSM基站。分组数据经SGSN封装后，SGSN通过GPRS骨干网与网关支持接点GGSN进行通信。GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如Internet或X．25网络。

若分组数据是发送到另一个GPRS终端，则数据由GPRS骨干网发送到SGSN，再经BSS发送到GPRS终端。

三、GPRS通讯优势

1、覆盖范围广

GPRS通讯能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求，虽然气象站数量多，分布在全国各地，部分气象站位于偏僻地区，地理位置分散，但是GPRS网络已覆盖全国各地，2G／4G两种网络随意选，能够满足气象站对覆盖范围的要求。

2、数据传输速率高

每个气象站点每次数据传输量在10Kbps之内，目前，GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右。

3、通信费用低

采用有线方式传输信息必须配备专门的线路进行连接，费用较高，而使用GPRS无线通讯方式，只需要按数据流量计费即可，资源利用率高，采用2G通讯网络，最低只需要30元每月。

4、支持IP协议和X．25协议

GPRS支持因特网上应用最广泛的IP协议和X．25协议，而且由于GSM网络覆盖面广，使得GPRS能提供Internet和其它分组网络的全球性无线接入。

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