GPRS无线数据传输网络系统在油田生产中的应用
控制系统
106 | 电气时代·2010 年第 1 期·自动化系统工程专辑
Control System
GPRS 无线数据传输系统应用领域广泛，几乎
所有低速率的数据传输服务都可应用，这主要是
因为移动 GPRS 网络覆盖到哪里，哪里就可以通过
GPRS 网络进行数据传输，使得系统通信稳定可
靠，架设简单。数据服务中心(Data Sever Center，
DSC)主站控制系统通过 GPRS 网络，负责将来自
不同现场采集终端的数据进行整合、处理以及管
理，随着 GPRS 在金融等重要领域中的应用，网络
层次要求也越来越复杂，有固定 IP 地址的，没有
固定IP地址的，专有的接入点名称(Access Point
Name，APN)等。可以针对不同的层次需求来选择
恰当的主站控制系统网络构架方式，以节约成本，
提高系统运行的可靠性和性价比。
GPRS 无线数据传输网络系统的功能分类
1. DSC主站控制系统可以直接接入Internet
1) DSC 主站控制系统拥有固定公网 IP。主站
控制系统有固定公网 IP 地址或有专线且拥有自
己的 APN，此类主站控制系统拥有良好的网络环
境，可采用 TCP/UDP 两种基本模式。①采用 TCP
模式。APN采用CMNET(APN 的一种，接入Internet
的标准 APN)，SIM 卡设置不需要特殊需求来接入
Internet，实现主站模块通信。②采用TCP模式。采
用专门申请的 APN，SIM 卡的 IP 号码必须是本 APN
内部的IP号码段，即专线接入，接入专用网络，实
现主站控制模块通信。③采用 UDP 模式。以 GPRS
— LQ8110 模块为例，APN 必须为专用 APN，不
可以为 CMNET，如可以使用 APN：LICHUANG.
LW.SD，或者使用类似这类的其他公司提供的
APN；或者自行申请 APN，接入专用网络，可以
实现主站控制模块通信，并且 SIM 卡的 IP 号必须
是本 APN 内部的 IP 号码段。
2) DSC 主站控制系统采用动态 IP 接入
Internet。该系统采用一台计算机直接通过不对称传
输数字用户线路(Asymmetric Digital Subscriber Line，
ADSL)接入网络，虽然能接入 Internet，但是其IP
地址随着每一次的重新连接而发生改变，此类 DSC
主站控制系统拥有较差的网络环境，目前网络环境
中很大一部分是这种情况，如果仅需进行演示，可
在保证连接没有断开的情况下，也就是IP没有变化
的前提下，采用 TCP 工作模式，APN 采用 CMNET
来进行主站与模块通信；如需投入实际使用，则需
进行域名解析，但此类方法受互联网服务提供商 /
运营商(Internet Service Provider，ISP)提供的网络
环境影响，以及第三方域名解析服务(Domain Name
Service，DNS)提供商限制，使用中可能极其不稳
定，因此在一般情况下，GPRS 无线数据传输网络
系统不建议使用这种模式。
3) DSC 主站控制系统处于内网中，客户采用
代理方式接入Internet。①多台计算机组网，共享
一个 ADSL 设备接入网络方式。②多台计算机组
网，用固定 IP 代理上网方式。此类 DSC 主站控制
系统有较好网络，可采用 NAT －端口映射技术实
现 GPRS 通信。NAT 具体应用是在代理路由 / 防火
墙 /计算机上开设端口映射，可用软件方式，也可
用硬件方式，推荐使用硬件方式，在硬件设备上开
设 NAT，主要是因软件实现方式是在数据层实现，
硬件在网络/传输层实现，相比之下硬件传输速度
更快，数据不会丢失。
2. DSC主站控制系统无法接入Internet
此类 DSC 主站控制系统直接没有网络环境，
因此必须采用无线猫拨号上网的方式，主站控制
无线猫必须有 SIM 卡，主站 SIM 卡 IP 可以固定，
也可以不固定。不固定 IP 只能作为演示使用，无
法实际应用。若想实际应用，则主站的 SIM卡，必
须是某一个专线 APN 内的某一个具有固定 IP 的
GPRS 无线数据传输网络系统在油田
生产中的应用
胜利油田孤东采油厂 朱益飞
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卡。此类网络构架，若现场安装的 SIM 卡的 IP 固
定，且与主站的 SIM 卡共用同一个 APN，则可以
进行 TCP 或 UDP 通信；若现场安装的 SIM 卡的 IP
不固定，则只能采用 TCP 工作模式，APN 为
CMNET，并只能做演示使用。
DSC 主站控制系统采用模式选择
1) DSC 主站控制系统采用 TCP 工作模式。适
用于具有固定公网 IP，或者固定 GPRS 内网 IP，
APN 可以使用 CMNET，也可以是专用的 APN。如
果 IP 不固定，则需要域名解析。
2) DSC 主站控制系统采用 UDP 工作模式。适
用于具有固定公网 IP，或固定 GPRS 内网 IP，APN
必须为专用的 APN，而不是 CMNET。实际应用中，
TCP 工作模式下，需维护连接，传输过程包含 TCP
控制协议，流量增加；UDP 工作模式下，为无连接
协议，不需维护连接，数据直接传送，缺少 TCP控
制协议，流量小，但连接不敢保证。不同的 GPRS
供应厂商可根据客户不同需求进行功能定制，增
加一定控制字节，保证连接的稳定。
3) DSC 主站控制系统采用模式的选择。DSC
主站控制系统采用模式选择应根据 GPRS 系统连
接模块的数量和通信数据流量的大小来选择，主
要考虑几种情况：一是 DSC 主站控制系统连接大
量 GPRS 模块。由于 TCP 连接需时刻维护连接，耗
费资源较多，因此如没特殊要求，则推荐使用UDP
模式；如需保持连接稳定，则推荐使用类似力创
UDP LICHUANG 模式。二是 DSC 主站控制系统
连接少量模块。这种情况模块数量较少，为保证连
接稳定，推荐采用 TCP 模式，采用 UDP 模式也可
以，如果考虑流量及连接稳定性问题，则推荐使用
UDP LICHUANG 模式。三是系统数据流量较大。
由于用户流量较大，用户需要减少流量消耗，推荐
使用 UDP 模式，此模式下可减少连接流量。四是
系统数据流量较小。可据实际需求采用 TCP/UDP
模式。各种系统网络模式评价如表所示。
现场应用
该系统近几年先后在油田“海上钻采平台远
程监控系统”和“水流量远传自动监控装置”等油
田生产自动监控系统中得到应用。GPRS 采用分组
交换技术，它利用中国移动公司的网络进行数据
传输，具有可靠性及抗干扰性非常高，“实时在
线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”和“自
如切换”等特点。其优点是实时在线，调控成功率
高，仅用两个 GPRS 就可同时实现图片与数据传
输。而水流量远传自动监控装置则采用先进的现
场数据自动采集和处理、GPRS 无线网络数据传输
等技术，实现流量、压力实时监控，对孤东油田二
区、六区和二元复合驱区块等各用水场所监控点
实行科学统一调度。这两个监控系统由于连接
GPRS 模块数量较少，故其 DSC 主站控制系统网络
模式均采用固定 IP，使用方式采用 TCP 模式，专
用 APN，SIM 卡 IP 具有固定 IP 卡的特点。图为数
图 数据采集 GPRS 通信方式信号流程图
图像编码器
云台编解码器
GPRS
GPRS 监控主机
压力传感器 电动调节阀 数据采集
控制终端
无线网
表
DSC 主站控制系统网络模式 网络环境 使用方式 APN SIM 卡 IP 评价
固定IP 良好 TCP CMNET ／专用 APN 不固定／固定 优UDP 专用 APN 不固定／固定
动态IP 差 TCP CMNET 不固定 差UDP 无法使用
动态 IP代理 极差 基本上无法使用 基本上无法使用 基本上无法使用 极差
固定 IP代理 一般 TCP CMNET ／专用 APN 不固定／固定 良UDP 专用 APN 不固定／固定
据采集 GPRS 通信方式信号流程图。经过 3 年多时
间的现场运行，实践证明该系统网络环境好，性能
优越，数据传输及时准确，运行安全可靠性。
(收稿日期：2009.12.11)
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