GPRS無線傳輸模塊在石油天然氣行業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控上的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)石油天然氣工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。其中，作為石油行業(yè)最主要的一個(gè)組成部分，油田的自動(dòng)化程度也在不斷提高。為保證我國(guó)油田安全生產(chǎn)和油田資源合理開發(fā)利用，需要對(duì)石油天然氣生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理。隨著 GPRS技術(shù)的普及，基于 GPRS技術(shù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)以其高可靠、高性價(jià)比，已成為我國(guó)目前最具發(fā)展前景的一種無線通信技術(shù)。

一、 GPRS在石油天然氣行業(yè)中的應(yīng)用

GPRS技術(shù)作為一種新興的無線通信技術(shù)，具有高安全性、低功耗、方便部署的特點(diǎn)，而且具有使用成本低等優(yōu)點(diǎn)。GPRS系統(tǒng)主要用于油田生產(chǎn)監(jiān)控，包括數(shù)據(jù)采集、視頻通訊等主要功能。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸速率高，可達(dá)到3G網(wǎng)絡(luò)的水平。在對(duì)石油天然氣企業(yè)監(jiān)控方面，利用 GPRS技術(shù)，可以將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制中心，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)視和管理分析處理后，及時(shí)反饋到現(xiàn)場(chǎng)控制人員身上。

同時(shí)還可以通過移動(dòng)通信模塊與生產(chǎn)管理部門進(jìn)行信息交流。此外，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)各個(gè)區(qū)域的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行集中統(tǒng)一管理。采用 GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)是最經(jīng)濟(jì)合理的方式。通過將各種現(xiàn)場(chǎng)終端與 GPRA網(wǎng)關(guān)相連，就可以在不同的位置建立相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制中心。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)油田系統(tǒng)的集中監(jiān)控處理和管理分析。另外GPRS-485技術(shù)在石油天然氣行業(yè)中廣泛使用，具有信號(hào)穩(wěn)定、可靠性高、傳輸速度快等特點(diǎn)，可以為生產(chǎn)指揮中心提供強(qiáng)大的通信支持與保障。

二、 GPRS模塊簡(jiǎn)介

GPRS模塊是利用3G/4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過專用芯片，采用串口或以太網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，它具有數(shù)據(jù)傳輸速率高、數(shù)據(jù)速率快、傳輸距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)安全性好等優(yōu)點(diǎn)。GPRS模塊作為通信模塊，具備三大特點(diǎn)：1)實(shí)時(shí)性：與3G/4G相比， GPRS能隨時(shí)提供通話服務(wù)。當(dāng)用戶用手機(jī)撥打固定電話時(shí)的語音服務(wù)不會(huì)中斷；2)穩(wěn)定性高： GPRS具有很強(qiáng)的抗干擾性；3)安全性高：網(wǎng)絡(luò)采用全球先進(jìn)的 SSL加密認(rèn)證技術(shù)，可以確保用戶收到安全可靠的數(shù)據(jù)服務(wù)。

基于 GPRS技術(shù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)能夠通過電話、短信、郵件等多種方式進(jìn)行消息發(fā)送和接收，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和人員的有效監(jiān)控和管理。使用 GPRS模塊可以實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多點(diǎn)、多人通話，并且由于采用 CDMA技術(shù)通信速度更快、成本更低，因此被廣泛地應(yīng)用于石油天然氣行業(yè)當(dāng)中。對(duì)于需要遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理的油田單位來說， GPRS模塊具有非常好的性價(jià)比，是用戶非常理想的選擇。對(duì)于那些需要大量數(shù)據(jù)處理或者需要實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控的生產(chǎn)單位來說， GPRS模塊還可以與傳統(tǒng)的有線方式進(jìn)行連接。

1、GPRS模塊與各種傳感器的連接

GPRS模塊與各種傳感器的連接，可以分為兩類：一是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接；二是基于 WIFI/3G網(wǎng)絡(luò)的 GPRS信號(hào)連接。

（1）無線傳感器網(wǎng)連接： GPRS模塊與無線傳感器網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)無線設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸，比如流量計(jì)、溫度計(jì)、壓力等。同時(shí)還可以通過 GPRS模塊對(duì)采集到的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并實(shí)時(shí)生成各種圖表和報(bào)表等。（2） GPRS網(wǎng)絡(luò)連接：可以實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)傳輸，主要包括現(xiàn)場(chǎng)以太網(wǎng)連接、手機(jī) APP和 PC機(jī)連接。

（3）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接：在 GPRS模塊與無線傳感器網(wǎng)之間需要有一根以太網(wǎng)網(wǎng)線或者光纖鏈路，這樣一方面會(huì)影響設(shè)備間的通訊質(zhì)量，另一方面也會(huì)增加成本。通過 GSM或 WIFI等3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號(hào)傳輸，將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器端或者設(shè)備端，并且可以通過軟件和客戶端隨時(shí)查看數(shù)據(jù)。（4） GPRS視頻網(wǎng)連接：用來采集各個(gè)監(jiān)控中心畫面的視頻數(shù)據(jù)，如溫度、壓力、液位等。同時(shí)還可以用于對(duì)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行定位功能，并且由于每個(gè)監(jiān)控人員的手機(jī)都是固定電話的原因，可以很方便地與每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行通話。

2、GPRS無線傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）覆蓋范圍廣：在我國(guó)東部沿海地區(qū)，可以覆蓋全國(guó)所有的油田和氣田，并且通過 GSM網(wǎng)絡(luò)還可以與歐洲國(guó)家（如比利時(shí)、荷蘭、盧森堡等）的 GPRS通訊。

（2）傳輸速度快：3G/4G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾蕿?50 Mbps，而目前使用3G/4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率為25 Mbps；使用 GSM通訊時(shí)，傳輸速率為1 ms以下，而采用 GSAM通訊時(shí)傳輸速率約為100 Mbps。

（3）穩(wěn)定性高： GPRS的通信速率是4 MHz，比 CDMA快約50倍；同時(shí)由于采用 CDMA技術(shù)具有很強(qiáng)的抗干擾性，因此系統(tǒng)很穩(wěn)定，不易受到外界干擾。

（4）可與其它方式通訊：可以與計(jì)算機(jī)或其他無線終端通信或通過局域網(wǎng)與計(jì)算機(jī)連接；也可以通過電話、短信、電子郵件等方式進(jìn)行通信。

（5）數(shù)據(jù)安全性高：基于 GSM技術(shù)和專用密碼技術(shù)的安全保障是其最大的特點(diǎn)之一。使用 GSM技術(shù)和專用密碼技術(shù)可以對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行安全保護(hù)。

（6）通信距離遠(yuǎn)： GPRS通信系統(tǒng)可以在距離為20公里以上處進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；也可以在近幾年隨著移動(dòng)電話系統(tǒng)的不斷發(fā)展，3G/4G已逐漸成為主流， GPRS也成為眾多手機(jī)廠商在3G/4G市場(chǎng)開拓的重要手段之一。

三、產(chǎn)品性能指標(biāo)

模塊可通過 IP網(wǎng)、局域網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。通信距離可達(dá)500-1000公里，支持多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，支持10個(gè)以上的用戶同時(shí)呼叫。可與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、報(bào)警查詢等功能。