物流系统车辆调度
功能介绍：
图1 GPRS IP 路由器功能示意图
GPRS嵌入式OEM开发板款集成了GPRS MODEM传输功能和TCP/IP网络、路由功能。广域网络采用GPRS，内部网络采用标准100BaseT和串口（包括RS232、RS485等）连接两种方式。根据不同的应用环境，物理上的这三个接口能够灵活运用，使该设备具备了三大基本的转换功能：
1）
以太网→GPRS网络转换
多台IP终端设备连接到同一局域网（LAN）上，通过GPRS IP 路由器设备能够共享上网，即多台终端可同时访问GPRS或Internet网络资源。
2）
串口→GPRS网络转换
由于GPRS是基于TCP/IP协议的网络，要求接入的设备必须符合TCP/IP规范，而大多数传统数据终端设备（像金融POS、监测监控采集设备RTU等）均不具有IP功能，这些终端设备借助GPRS IP 路由器，能轻松方便地通过串口接入GPRS网络，实现远程无线联网。
非IP终端与GPRS IP 路由器 设备的RS232/RS485串口连接，设备将串口数据打包成TCP/IP报文发送到局域网LAN上，最后再通过路由器将局域网接入Internet，实现用户终端对Internet网络资源的共享访问。
另外，将普通GPRS MODEM用GPRS IP 路由器设备替代，利用该设备“1）以太网→GPRS网络转换”的功能，实现对GPRS网络或Internet资源的共享访问，解决了同一位置有多台串口终端需要同时通过GPRS联网的情况。为什么要这样构造网络？因为普通GPRS MODEM只能提供一个串口解决单台串口设备接入GPRS问题，对同一地点有多台串口终端需要接入GPRS的情况，如果每台设备均通过普通GPRS MODEM的串口→GPRS网络转换功能接入GPRS无线网络，干扰较大，并且总体成本方面投入较大。因此可以先采用串口→以太网网络转换功能将所有串口终端用局域网络的方式联网，最后集中采用一台GPRS IP 路由器的以太网→GPRS网络路由功能接入GPRS网络，整体方案具有很高的性能价格比。
特点及优势：
普通GPRS
Modem通常需要附着在PC 机上虚拟拨号上网，利用PC机的资源进行数据收发和协议转换，GPRS
IP 路由器 内置自动网络连接和协议处理模块，开机就能够附着到GPRS网络上，并与您的数据中心建立通信链路，随时收发用户数据设备的数据，无需后台计算机支持。
丰富的TCP/IP协议栈，轻松互联Internet。如TCP、UDP、ICMP、IP、ARP、PPP、Telnet、HTTP、FTP、DNS、DHCP、NAT等。
提供基本的路由功能。多台PC机可直接连接到GPRS
IP Modem的以太口，通过无线方式接入Internet。
提供永远在线和按需拨号、按需与数据中心建立连接的方式（即当没有数据传输时自动断连）。用户可根据应用需要进行设置，离线状态下可以由新的数据传输来重新触发建立连接，或被远程的数据中心主动唤醒（可配置）。
提供心跳功能，维持链路连接。为了保证永远在线，避免在应用环境中由于链路空闲而被服务器强制断连，设备提供心跳功能，主动发送心跳数据，维持链路。
提供数据传输的性能优化。为避免链路上大量小数据包的传输，系统进行了优化，指定串口接收的应用数据缓冲大小（缺省为512字节），只有当缓冲被填满或接收超时（缺省为200ms）才会发送，大大提高了数据传输性能。
提供短消息数据备份通道。当系统检测到主链路（GRPS/CDMA1X）故障后自动切换到短消息备份链路。在此工作模式下GPRS
IP 路由器按照规定方式代替应用的数据中心，主动向后端的数据终端发送，并将数据终端返回的响应数据以短消息的方式发送到数据中心，并发送警告信息（GPRS
IP 路由器 向数据终端发送的命令串、接收响应数据的数据中心手机号及接收警告信息的手机号都是可设置的，如下图6）。这样充分保证了重要的采集数据不会丢失，提高了监控的可靠性。
图2
提供基于Web的系统配置和维护接口，支持远程维护。通过内嵌的Web
Server随时更新参数，配置页面非常直观，操作简单、方便（如下图3 所示）。除提供基本配置外，还提供远程复位、网络测试等高级配置功能，用户对设备配置好以后，完全可以远程控制和维护该设备。
图3
提供本地和远程多种升级方式。通过Xmodem
协议或HTTP/FTP 进行软件的本地和远程升级，页面上提供的远程升级功能操作简单、传输速度快（如下图4）。
图4
提供可靠的图片传输。设备串口外接摄像头，将定时拍摄的图片，通过GPRS链路可靠地传输到数据中心，实现远程的、实时的现场监控。
带自主开发的主控电路和硬件看门狗，保证电路的可靠工作。可自动发送终端识别（用户可设）。便于系统管理多台子站终端连接。特别适用于被动式仪表的数据读取。
技术指标：
CPU：32位高性能网络专用嵌入式处理器
SDRAM：8M
Bytes
FLASH：1M
Bytes
标准的AT
命令界面
内嵌TCP/IP
Internet协议栈
支持全透明及帧格式数据传输
支持TCP、UDP、ICMP、IP、ARP、PPP、Telnet、HTTP、FTP、DNS、DHCP、NAT等协议
GPRS 模块：WAVECOM、SIEMENS
网络接口：100BaseT
串口：RS232/RS485
提供符合ISO7816-3IC
卡标准的SIM 卡座，支持符合GSM11.11 和GSM11.10规范SIM 卡
提供掉线自动重启，远程唤醒功能
电源：DC 5V
技术规格
规格 |
Mobile OEM 嵌入式开发板 |
SMA8000 |
SMS9000 |
CPU |
嵌入式 CPU |
嵌入式 CPU |
内存 |
8M SDRAM |
8M SDRAM |
Flash |
1M |
1M |
Watchdog |
内建 |
内建 |
RS-232 接口 |
Female DB-9 |
Female DB-9 |
以太网络接口 |
100BaseT ， RJ45 接口 |
无 |
支持的无线通讯模块 |
Simense MC35i 、 Simense MC39i |
摄像头 ( 选配 ) |
CMOS VGA 彩色数字摄像头， 30 万像素， JPEG 图片 |
TTL 电平
<-->RS232 电平转换器 |
9 孔转 9 针
9 针转 9 孔 |
DC 5V |
尺寸 |
|
|
外观 |
|
|
技术参数
参 数 |
指 标 |
数据接口 |
RS232 串口 |
数据位： 5/6/7/8
停止位： 1/2
校验位： N/O/D
速率： 300/1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600/115200
流控： 无 /RTS+CTS |
以太网络接口 |
10/100M 、双工 / 半双工自适应，仅 SGN1000/SGN1200/SMA8000 支持 |
无线网络接口 |
GPRS 为主链路， SMS 为备份链路 |
网络连接 |
无线网络连接 |
ü 无线 EJB ：串口数据经网络协议转换，传输到无线网络。
ü 支持虚拟专用网络， INTERNET 互连方式
ü数据传输协议采用 TCP 协议， UDP 协议
ü数据传输的性能优化
ü数据成帧：根据 SCADA 系统要求，对传输数据进行封装，加入特定头、尾后再进行传输
ü自动拨号
ü心跳包频率：定时与数据中心保持连接
ü远程 / 自动唤醒：可随时远程启动 GPRS 通讯连接
ü自动发送设备标识，直接借助 SIM 卡号等信息标识终端设备，便于中心系统管理多台子站终端 |
以太网络连接 |
ü以太 EJB ：串口数据经网络协议转换，传输到以太网络。
ü为非智能设备提供串口接入，以太接口转出。
ü为智能设备直接提供以太接入 |
串行接口连接 |
ü支持透明数据通道：串口接收到的数据不做任何解析与修改。
ü特定通讯协议： AT 扩展指令及 8583 模式下定义的通讯协议。
ü 仪器、终端设备的反向控制：可配置特定命令，对终端采集设备工作方式等进行控制。
ü外挂摄像头： TTL 电平，实时采集现场图片。 |
路由功能 |
ü仅 SGN1000/SGN1200 / SMA8000 支持。
ü支持 NAT 路由方式，可让后端多台设备同时连接到无线网络。
ü以太接口支持 DHCP Server 。 |
传输效率 |
用户数据传输效率 |
最大数据传输效率 >90% |
用户数据传输时延 |
不同的数据包长度，传输的时延不同。根据目前移动的网络状况，一般一个包长为 100 到 200 字节之间的数据包可以在 1 秒内互传完毕。大于 200 字节的数据包平均在 1 秒到 3 秒之间可以互传完毕。 |
稳定性 |
ü 无线数据通信产品采用 TCP 协议时，正确率 >99.9% 。
ü自动检测网络连接状况。
ü提供短消息数据备份通道。
ü 设备自动诊断、自恢复。
ü内嵌 Watchdog 芯片，保证设备永不当机。 |
其它 |
实时时钟 |
支持 DateTime 协议，从用户时钟服务器获取实时时钟。 |
软件升级 |
ü 远程升级： WEB 方式、 FTP 方式。
ü本地升级：串口。 |
图片传输功能 ( 选配 ) |
一帧 JPEG(640 * 480) 图片大约 20K 左右，根据目前移动的网络状况，每帧图片传输大概在 20~25 秒左右。 |
可扩展性 |
支持多种工作模式，并可根据行业用户需要量身定制。 |
技术指标
1、音频/短消息
支持通话或紧急呼
支持全速率、增强全速率和半速
支持双音频（DTME）
支持中、英文短消息
支持G3 传真
支持完善的AT命令
2、GPRS 数据
GPRS Class B
编码方案：CS1 CS4
符合SMO31bis 技术规范
3、接口
天线接口：50Ω 5MA（阴天）
SIM 卡：3V/5V，自动检测
接收灵敏度：-104dbm
发射功率：CLASS4 (2W)/GSM(900)
CLASS1(1W)/GSM(1800)
频率误差：<=0.1ppm
用户数据接口
RS-232/485/422 串口数据接口
接口端子：9Pin
波特率：1200~115,200 bits/s
4、电源
电压：DC 5.5V~35V
功耗：通信时平均电流350mA，空闲时35mA
产品应用
设备的配置页面中有如下选择框，表示设备能够工作于多种模式，在不同的工作模式下设备执行不同的处理过程，适用于特定的系统环境。在后面的章节中将分别进行详细阐述。
1.
透明模式
透明模式是适用范围最广、通用性最强的一种工作模式。在透明模式下，设备直接将串口收到的数据作为TCP或UDP的数据进行打包发送，不对数据进行解析和修改，数据的封装和解析分别由后端采集终端和前端数据中心的相关服务器进行处理。图5和图6
是设备应用于《GPRS 环保污染源在线监控系统解决方案》的实例，在该应用实例中，设备即工作在透明模式下，设备与监控中心的数据传输采用TCP连接方式，被传输的数据格式是由后端的各类监测仪与监控中心应用服务程序约定好的，是设备所不关心的。因此，对于不同的应用系统来说，设备对应用数据的处理是相同的，不需要进行任何修改和升级，通用性极强，如果系统中其他设备没有特殊约定，建议采用该工作模式。
图5 环保系统单采集终端方案
图6 环保系统集群采集终端方案
2.
8583 模式
ISO8583是金融、工业控制中常用的一个标准，标准定义了数据传输过程中对数据进行封装的格式，如：
消息类型包括：Config
Port、Set Port、Close Port、Wait Rx Message、Clear
Rx Buffer、Tx Message、Status Check、Open Host、Close
Host、Set Mode、Set Intercharacter T/O、Reset EJB
和Unknown Command 等。
有关ISO8583标准的细节请参看详细的规范。在8583
工作模式下，设备从串口接收到的数据均采用以上封装形式，设备对接收到的数据检查校验和，确认校验和正确以后提取消息中的命令字，执行相关操作，如：接收到“Open
Host”命令，执行建立TCP连接的操作。
设备执行相关操作后得到相应结果，以ACK/NAK命令形式发送回数据终端，即完成一次命令处理。图7是设备应用于《金融卡交易GPRS
新方案》的实例，在该应用实例中，设备即工作在8583模式下。终端设备采用POS刷卡机，一次正常的交易完成以下主要操作序列，操作序列的发送依赖于终端设备的应用程序。
由此可见，数据的传输对设备来说是完全可见的，设备需要解析串口发送过来的数据，即命令序列，才能够完成正常的操作。串口发送的命令与设备应该执行的操作是一一对应，并且静态设置好的，在程序运行过程中不能改变，因此对于不同的终端，如果命令字不同，需要修改设备的应用程序。只有遵造规范设计的数据终端，才能直接与设备相连接，通用性较透明模式差。
图7 金融卡交易系统
3.
AT 扩展命令
在标准MODEM指令集中所有的指令均以AT为前缀，简称AT命令。有很多工控、金融领域的数据终端产品直接输出AT命令，控制外接设备，如MODEM。在这样的系统中GPRS IP路由器被等价于一个普通的MODEM，接收终端的AT 命令，并执行相应的操作，有些AT命令是标准的AT指令集中的命令，用于设置GPRS模块，有些命令是根据应用扩展的，如设备接收到“AT+TCPOPEN”命令则自动与指定的服务端建立TCP 连接。AT 扩展命令模式与8583 模式一样需要设备对接收到的终端数据进行解析，并根据固定的命令与操作的映射关系执行相应的程序，完成相关的操作，通用性较差。AT 扩展命令也可应用于《金融卡交易GPRS 新方案》实例。
4.
Console 模式
GPRS IP 路由器 的串口连接到PC 或其他可输入/输出的终端，当设备上电自检时能够从终端上看到大量的自检和提示信息，在这个操作界面上用户可以输入指定的命令完成相关的设置，这种模式被称为Console 模式，Console 模式下的配置命令与Telnet 下的命令完全一致，操作界面也基本相同，我们将两种配置方式统称为CLI，即命令行配置。在命令行方式下设备提供丰富的命令，如拨号、建立TCP连接、数据传输等等。命令行配置方式主要针对专业的设备维护人员，可随时在线监控设备运行状态，方便调试；提供本地串口升级方式，即使应用程序的映像被破坏或者网络出现异常，也可以通过升级进行恢复。当设备工作在“以太网→GPRS网络转换”方式下，即作为路由器使用时，推荐使用Console模式。
5.
短信中心
设备在正常情况下工作于主链路——GPRS
下，设备运行过程中循环检测主链路，图7 金融卡交易系统当发现主链路故障后将自动切换到备份链路，即短消息链路。在完成切换之前，设备将向指定的短信中心发送告警，切换之后向短信中心发送关键数据。由于短消息收发是按信息量收费，为了尽可能的利用短信链路带宽，设备发送的短消息是经过了特定编码以后的数据，在以PC
为硬件平台的服务器上是不能够直接接收短消息并解析的。利用图4中设备A 接收短信，并将短信中包含的数据信息进行解析，再以字符串的形式发送到短信中心，短信中心即可方便的获得想要的信息。设备A
即工作在短信中心模式下。
图8
短信中心系统
6.摄像
GPRS
IP 路由器设备串口外接摄像头，能够随时随地拍摄照片，以JPEG的格式传送到设备，并经过设备打包传送到远端的监控中心。实现远程的图像监控，对环境保护、公交系统等多种领域有很高的实用价值。图9
是设备应用于现成监控系统的实例，该实例中设备工作在摄像模式下。
图9
现场监控系统
