GSM＆GPRS在无线抄表系统中的应用与比较

3GSM和GPRS的比较和选择
3．1 技术复杂性的比较
利用GSM网络实现无线抄表比较简单，它由光电直读表头、数据采集器、GSM模块和监控中心组成。数据采集器与监控中心通过GSM模块连上GSM网络即可，以短信的形式将数据通过GSM网络发送到监控中心，其系统结构图如图2所示。基于GPRS的抄表系统由光电直读表头、数据采集器、GPRS模块、Intemet网络和监控中心组成，其系统结构见图3。数据采集器和GPBS模块通过串口进行通信，将采集的数据通过GPBS网络发送，然后再接入Intemet网络，最后传输到监控中心，实现远程抄表。其中，在通信刚开始时，GPRS模块首先发起连接监控中心，监控中心从收到的数据包中获得必要的信息后，两者才能建立通信。监控中心通过Internet接入GPRS网络，需要采用动态域名，地址映射等技术，才能实现无缝连接。综上所述，GPRS的安装、配置和技术要求比GSM复杂得多，一般需要参考相关手册才能设置。

3. 2 两者的实现方法
GSM的SMS(Shortage Message Service)点对点短信业务是GSM Phasel标准定义的业务，它通过专有控制信令信道传送，短消息通过短消息中心(SMSC)来存储，并在可以传递时转发(开机，处于服务区内等)，且传输采用专有信道，可靠性很高，不过传输速率有所限制。对其控制可以使用Block模式、Text模式和PDU模式，不管哪种方式，其发送数据的长度受到了限制，因此SMS适合小数据量的传输。
GPRS采用分组交换技术，突破了GSM采用电路交换的专有信道传输数据的方式，对数据进行打包(Packet)透明传输，因此多个用户可以同时利用同一无线信道进行传输，提高了网络资源的利用率，但网络极易拥堵，数据容易丢失。GPRS携带有TCP／IP协议，可以接入高速的nte-met，能够传输大量数据。
3．3 费用及延时比较
GSM的SMS方案进行抄表费用包括：2个GSM模块共600元，2张SIM卡共80元，在传输过程中，GSM模块以每天1条短信的频率定时发送用户用量数据包，每条短信为0．1元，每月的费用为3元，若以小时为周期抄表，费用则更高。GPRS方案费用包括：1个GPRS模块400元，SIM卡一张40元，每月最低资费套餐5元，流量为30M，以每条短信100字节计算，折合约30万条短信，若采用SMS方案频繁抄表费用将非常高。
由于短消息需在SMSC存储转发，所以其实时性较弱。测试数据表明，使用GSM短信模块在中国移动网内同一地区和品牌的手机之间，非短信高峰期，手机信号良好的情况下，一条短信的时间延迟时间至少为10 s，最长可达数分钟。使用GPRS发送60 B的数据包，平均延时时间为5 s。综上，GPRS方案成本较低，实时性高。
3．4 二者的适用范围
GSM的SMS和GPRS自身的工作原理和特性决定了它们各自的适用场合和范围。利用GSM的SMS进行数据传输，系统组建和技术配置较为简单，容易实现。但由于使用的是短信业务，每条短信发送的数字或字母最多为160个，适合小数据量传输且收发频率不高的场合。但其延时时间较长，在对实时性和收发频率要术较高，数据量较大的场合，其性价比将大大折扣，不再适用。
GPRS的工作原理保证了它既能支持间歇的爆发式数据传输，又能支持偶尔的大量数据的传输。数据传输速度快，按流量计费，联网“永远在线”方式则可以保证通信双方更加快速实时地进行数据交换。因此基于GPRS的系统适合于这种通信频繁、数据量大、实时性要求较高的复杂系统。

4 本设计采用的方案
4．1 系统数据传输方案的设计
综上所述，对处于“长时间休眠，短时间工作”的工作模式，实时性要求不是很高，数据量也较小的无线抄表系统，采取GSM的SMS方案即可满足要求。但为了降低成本，提高数据传输的可靠性，本设计采用两者结合的方法：在收发频率高、网络不拥堵时，采用GPRS方案实现数据的传输；在收发频率低，网络拥堵时，采用GSM的SMS方案，以短信的方式进行远程抄表。这种做法可能在网络拥堵时短信延时较为严重，但是可以避免采用GPRS方案而导致数据丢失的麻烦。在这种实时性要求不是非常严格的抄表系统中，一点延时是可以接受的，但数据收发的可靠性却非常重要。
因此，本设计选用了同时支持GSM和GPRS数据传输内核为MC52i(SIEMENS)的GPRS MODEM。它支持MT／MO／CB／PDU模式4种SMS模式，支持CSI-CS4数据编码，携带TCP／IP协议栈，可以直接通过AT指令就能接入Internet，省去了常用的TCP／IP处理模块及编程时调用各种API函数的麻烦。