隨著氣象事業的發展和國家大氣監測項目的實施，我國建立了大量的無人值守的自動氣象站，自動氣象站的氣象數據的采集越來越成為一個急需解決的問題。氣象數據的實時采集對于提高氣象預報的質 量有重要意義，因為氣象要素的采集是氣象部門做出預報的基礎。因此開發一個通用的氣象要素遠程在線采集系統，可以隨時了解氣象要素的變化，對氣象預報準確度的提高有著積極的意義，并且能夠及時了解災害性的天氣發展過程，對有嚴重危害的天氣過程做出預警處理。 基于GPRS網絡環境下的自動氣象站氣象數據采集系統主要用于自動氣象站數據的采集和自動氣象站的狀態監控，同時具有一定的通用性，也適用于其它設備的無線監控。該系統是傳統計算機技術與現代計算機網絡技術、GPRS移動網絡技術的結合。由于GPRS網絡具有永遠在線、通訊費用低廉等特點，使得該系統在執行效率、程序體積、通訊處理能力、運行成本上具有強大優勢。
一、GPRS通訊技術的優勢
利用中國移動GPRS系統現有公共網絡，縮短建設周期，降低建設成本優點，而且設備安裝方便、
維護簡單。與傳統通訊方式相比有幾個突出優勢：
1、覆蓋范圍。構建氣象信息采集傳輸系統要求數據通信覆蓋范圍廣，擴容無限制，接入地點無限
制，能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。由于氣象信息采集點數量眾多，分布在全國范圍內，部分氣象信息采集點位于偏僻地區，而且地理位置分散。另外，還必須考慮今后系統擴充的可能，必須具有良好的可擴展性。由于目前GPRS已覆蓋國內絕大部分地區，能夠滿足氣象信息采集傳輸系統對覆蓋范圍的要求。
2、數據傳輸速率高。每個氣象信息采集點每次數據傳輸量在10Kbps之內，目前GPRS實際數據傳輸 速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統數據傳輸速率（≥10Kbps）的需求。
3、系統傳輸容量大。氣象中心站要和每一個氣象信息采集點實現實時連接。由于氣象信息采集點
數量眾多，系統要求能滿足突發性數據傳輸的需要，而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要。
4、通信費用低。采用傳統的有線方式建立氣象信息采集傳輸系統，必須租用專線或電話線進行連
接。由于氣象信息采集點必須與中心隨時保持連線狀態，而每次數據發送的數據量很小（在幾K至10K之間），線路資源利用率很低，平均每一個氣象信息采集點每月的線路費用為800～1200元。而如果采用GPRS通信方式，由于GPRS采用按數據流量計費的方式，資源利用率高，月通信費用將在50元之內。
5、良好的實時響應與處理能力。與短消息服務比較，由于GPRS具有實時在線特性，系統無時延，
可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。
二、解決方案介紹
該系統主要由監控主機和采集終端組成，根據無人值守自動氣象站的分布特點和在某些情況下可移
動的特點，監控主機和監控終端通過Internet和GPRS網絡聯系起來實現通信。該系統可以按照預先設
計的采集頻率進行自動氣象站數據地采集，也可以根據需求隨時進行調整。監控中心是基于Windows平臺上建立的監控程序，可以實時了解氣象要素的變化情況以及自動站運行的狀況。達到對數據采集和對自動氣象站監控的目的。
（一）系統結構
1、氣象信息采集點：采用上海頤通的ET1022系列的GPRS無線數據采集傳輸終端，通過RS232串口
與計算機相連，接入移動公司為氣象局提供的專用GPRS網絡。氣象信息采集點的計算機運行系統軟件和 應用軟件。網絡對氣象信息采集點的接入地點、時間、數量沒有限制，可以隨時增減。可以滿足山區、 偏遠地區和跨地區接入的需求。
2、氣象中心站：采用省移動通信公司提供的DDN專線，與GPRS網絡相連。由于DDN專線可提供較高的帶寬，當氣象信息采集點數量增加，中心不用擴容即可滿足需求。
3.中心軟件具有便于操作、功能豐富、安裝維護方便、便于以后的開發和擴展等特點。
（二）產品特性
氣象信息采集傳輸系統采用上海頤通的ET1022系列的。產品基于中國移動的GPRS網絡，廣泛應用
于電力抄表、環保監測、油井監測、路燈監控、熱網監測、水文水利等行業。在氣象信息采集傳輸系統 方案中，上海頤通的ET1022系列的通過外置或嵌入方式與氣象信息采集點的PC機和自動數據測試設備連接。
.采用工業化設計、抗干擾能力強；
.選用高品質工業級元器件制造；
.出廠前經過長時間老化；
.采用先進電源技術，電源適應范圍寬，提高設備的穩定性；
.適應惡劣的電磁環境、運行及其穩定；
.內嵌PPP、IP協議棧
.支持PPP、UDP、 TCP、HTTP、FTP、DNS等多種協議；
.支持公網固定IP地址尋址；
.支持移動運營商的VPN專網指定IP尋址
.具備動態域名解析功能(DNS)，支持數據中心的動態IP尋址；
.支持接收數據的IP地址合法性認證；?
.具備極強的數據吞吐能力，為用戶數據提供雙向、不對稱、實時的全雙工透明信道傳輸；
.具備系統自診斷功能；
.具備網絡狀態監視功能；
.具備硬件看門狗，保證DTU運行可靠性；
.上電后自動撥號上線；
.下線自恢復功能；
.工作參數掉電永久保存；
.數據終端永遠在線；
.高、低溫性能優異，適應惡劣環境的應用需求；
（三）安全措施
本系統需要極高的系統安全保障和穩定性。安全保障主要是防止來自系統內外有意和無意的破環，
網絡安全防護措施包括信道加密、信源加密、登錄防護、訪問防護、接入防護、防火墻等。穩定是指系統能夠7×24小時不間斷運行，即使出現硬件和軟件故障，系統也不能中斷運行。
數據中心可通過公網使用VPN接入到移動GPRS網，采用VPN方式成本比較低，企業不用租用專線， 還可以利舊使用原有的VPN設備，移動終端需要安裝具有VPN二次虛擬撥號的功能的軟件。
另外，數據中心也可以采用APN接入方式，租用專線接入到移動公司的GGSN設備上，這種成本高， 安全性高、穩定可靠。
對于安全性要求非常高系統，可考慮在專用APN接入的基礎上再加上VPN接入方式的混合接入方式， 進一步提高系統的安全性。
1、VPN虛擬專網模式：企業內部網絡中配置VPN服務器，移動終端加載具有VPN二次虛擬撥號的功 能的客戶端軟件。采用VPN安全技術，用戶通過接入企業內部虛擬專網的方式與Internet進行隔離，可 對整個數據傳送過程進行加密保護，有效避免非法入侵。
2、利用SIM卡的唯一性，對用戶SIM卡手機號碼進行鑒別授權，在網絡側對SIM卡號和APN來綁定， 劃定用戶可接入某系統的范圍,只有屬于指定行業的SIM卡手機號才能訪問專用APN，移動終端與數據中心采用中國移動分配的專門的APN進行無線網絡接入，普通手機的SIM卡號無法呼叫專門的APN。
3、對于特定用戶，可通過數據中心分配特定的用戶ID和密碼， 其他沒有數據中心分配的用戶ID
和密碼的用戶將無法登錄進入系統，系統的安全性進一步增強。
4、數據加密：通過VPN對整個數據傳送過程進行加密保護。
5、網絡接入安全鑒定機制：采用防火墻軟件，設置網絡鑒權和安全防范功能，保障系統安全。
