配变终端GPRS掉线问题的分析和研究 Word 文档.doc

配变终端GPRS掉线问题的分析和研究
电力配变设备监测终端（以下简称配变终端）GPRS掉线是指系统在无线通信过程中，由于通信链路受到外界干扰或者通信链路某节点出现系统异常，导致整个通信链路的数据通信中断，从而出现数据传输失败的现象。由于配变终端将数据传输至中心主站系统，要经过移动网络、Intenet网、LAN等，才能够实现数据通信。只要在任一节点出现异常，都会导致整个通信过程的中断，即产生掉线现象。正是基于本公司的PBT-C2N型配变终端与MC55无线通信模块的硬件环境下，总结去过的失败教训，提出了利用GPRS网络数据通讯传输的稳定性方法和策略。
一、GPRS掉线原因
造成配变终端GPRS掉线的原因有很多，主要因素有以下几个方面，即无线模块因素、终端因素、网络因素等。
（1）无线模块因素
GPRS无线模块分普通应用型和工业型，无线模块在射频指标、网络兼容性和网络协议的一致性等方面区别较大。德国Simens公司生产的MC55模块是一种被大量电表厂家使用的性能稳定可靠的工业级无线模块，在通讯过程中掉线率低、能够适应各种恶劣的环境等。而某些应用型的模块则普遍存在上线困难，易掉线的问题。
（2）终端因素
终端因素主要包括电源、天线及软件设计三个主要方面。
电源因素造成的配变终端GPRS掉线是比较常见的现象，MC55无线通信模块瞬间工作电流达到1.5A，尤其是当配变终端在大量传输数据的瞬间，终端系统电源无法提供给无线通信模块瞬间的大电流，导致电压下降太多，这样无线通信模块某些器件会运行异常，导致系统掉线或重启，严重情况将导致系统直接死机。
天线的好坏直接关系着配变终端通信的性能。MC55通过AT+CSQ命令检测终端信号质量。当信号过弱时，即使配变终端有信号也很容易掉线。实践证明，只有在信号质量返回值在15~31之间时，才能保持数据传输的稳定性，所以一定要设计好天线，信号质量返回值最好能大于15。
另外，软件的设计也是影响GPRS无线模块的一个方面，好的软件能够弥补很多平时无法解决的掉电因素；而存在一定设计隐患的软件则会增加无线模块的电线几率。
（3）网络因素
GPRS通讯网络系统定义了3种移动管理状态，即：空闲状态、就绪状态和准备状态。对配变终端GPRS用户的动态性管理体现为配变终端在3种移动管理状态之间的相互转换。配变终端工作于3种状态之一，GPRS连接成功后，移动管理上下文就建立，这时只传送短信息，在进行其它数据传输之前一定要先激活PDP上下文，当配变终端GPRS连接并PDP激活成功后，如果在网络系统设定的定时超时后，模块状态会从就绪状态进入准备状态，如果网络系统指定的定时再超时后，模块会从准备状态进入到空闲状态，PDP也会从激活状态跳转到去激活状态，从而令到配变终端GPRS断开连接。此时配变终端要就要重新连接到网络，但由于网络系统的资源有限，在重新建立GPRS连接时没有可分配的资源以致拨号失败，数据也没法传输，最终也将导致配变终端的掉线。
二、防GPRS掉线解决方法
2.1电源设计
电源设计不良是造成配变终端GPRS掉线的一个常见原因，良好的电源设计才能保证配变终端GPRS数据传输、通话质量等所需要的瞬时功率。（1）选用合适的电源芯片电源芯片的选用应注意以下方面：输入电压的范围、输出电压和电流值、集成电路芯片、外围电路、效率、性价比等。
配变终端GR47和ZY-300的耗电量决定于系统的整体功耗，由此也可确定电源输出电压的范围，即所选电源的电压变化范围和输出电压和电流的大小。GPRS的偏置电源电压和电流根据所用MC55确定，整个系统中一般用两个或更多的电源，设计时应注意兼顾，选择所需的电源产品型号，至少最大输出电流达到2A左右才算可靠。
2.2心跳包触发技术
心跳包触发技术是指在设定的时间间隔内，周期性地主动发送一些维持链路信息，触发网关接入点（GGSN）、业务接入点（SGSN）、移动台（MS）的等待定时器，令传输链路周期回复至初始状态，使GGSN、SGSN、MS保持在激活状态，从而使配变终端GPRS数据传输通道保持连通。根据GPRS网络的特点，同时考虑到发送数据包的费用成本，不能将定时时间设置得太短，定时时间过短会造成通信费用增加。实践证明，一般设计为15分钟之内心跳一次为比较合适。
心跳包触发技术流程图如图所示。

2.3无线模块选择
无线模块的选择主要考虑模块在射频指标、网络的兼容性和协议的等方面一致性。MC55模块能很好地满足配变终端工作应用的环境，而且它自带TCP/IP协议栈，可大大提高系统开发的速度。在实际调试应用中，发现MC55无论从质量还是产品指标上都很好了满足配变终端的要求。
2.4天线信号匹配
天线信号造成配变终端掉线的原因有两个：一是GPRS移动网络信号不好，有些地方由于偏僻或者屏蔽效应，会造成安装配变终端的