GPRS無線傳輸模塊在石油天然氣行業生產監控上的應用

隨著社會經濟的快速發展，我國石油天然氣工業生產規模也在不斷擴大。其中，作為石油行業最主要的一個組成部分，油田的自動化程度也在不斷提高。為保證我國油田安全生產和油田資源合理開發利用，需要對石油天然氣生產進行實時監控與管理。隨著 GPRS技術的普及，基于 GPRS技術的遠程實時通信系統以其高可靠、高性價比，已成為我國目前最具發展前景的一種無線通信技術。

一、 GPRS在石油天然氣行業中的應用

GPRS技術作為一種新興的無線通信技術，具有高安全性、低功耗、方便部署的特點，而且具有使用成本低等優點。GPRS系統主要用于油田生產監控，包括數據采集、視頻通訊等主要功能。GPRS網絡傳輸速率高，可達到3G網絡的水平。在對石油天然氣企業監控方面，利用 GPRS技術，可以將現場數據實時傳輸到遠程控制中心，通過遠程監控中心進行監視和管理分析處理后，及時反饋到現場控制人員身上。

同時還可以通過移動通信模塊與生產管理部門進行信息交流。此外，為了保證系統的穩定運行，需要對各個區域的監控設備進行集中統一管理。采用 GPRS網絡傳輸數據是最經濟合理的方式。通過將各種現場終端與 GPRA網關相連，就可以在不同的位置建立相應的遠程控制中心。同時實現了整個油田系統的集中監控處理和管理分析。另外GPRS-485技術在石油天然氣行業中廣泛使用，具有信號穩定、可靠性高、傳輸速度快等特點，可以為生產指揮中心提供強大的通信支持與保障。

二、 GPRS模塊簡介

GPRS模塊是利用3G/4G網絡技術，通過專用芯片，采用串口或以太網方式實現數據的傳送，它具有數據傳輸速率高、數據速率快、傳輸距離遠、數據安全性好等優點。GPRS模塊作為通信模塊，具備三大特點：1)實時性：與3G/4G相比， GPRS能隨時提供通話服務。當用戶用手機撥打固定電話時的語音服務不會中斷；2)穩定性高： GPRS具有很強的抗干擾性；3)安全性高：網絡采用全球先進的 SSL加密認證技術，可以確保用戶收到安全可靠的數據服務。

基于 GPRS技術的遠程實時監控系統能夠通過電話、短信、郵件等多種方式進行消息發送和接收，實現對生產現場設備和人員的有效監控和管理。使用 GPRS模塊可以實現在生產現場進行多點、多人通話，并且由于采用 CDMA技術通信速度更快、成本更低，因此被廣泛地應用于石油天然氣行業當中。對于需要遠程實時監控和管理的油田單位來說， GPRS模塊具有非常好的性價比，是用戶非常理想的選擇。對于那些需要大量數據處理或者需要實時視頻監控的生產單位來說， GPRS模塊還可以與傳統的有線方式進行連接。

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：一是無線傳感器網絡連接；二是基于 WIFI/3G網絡的 GPRS信號連接。

（1）無線傳感器網連接： GPRS模塊與無線傳感器網可以實現無線設備間的數據傳輸，比如流量計、溫度計、壓力等。同時還可以通過 GPRS模塊對采集到的各類數據進行分析，并實時生成各種圖表和報表等。（2） GPRS網絡連接：可以實現與現有網絡間的數據傳輸，主要包括現場以太網連接、手機 APP和 PC機連接。

（3）無線傳感器網絡連接：在 GPRS模塊與無線傳感器網之間需要有一根以太網網線或者光纖鏈路，這樣一方面會影響設備間的通訊質量，另一方面也會增加成本。通過 GSM或 WIFI等3G網絡進行信號傳輸，將數據發送到服務器端或者設備端，并且可以通過軟件和客戶端隨時查看數據。（4） GPRS視頻網連接：用來采集各個監控中心畫面的視頻數據，如溫度、壓力、液位等。同時還可以用于對各個監控點進行定位功能，并且由于每個監控人員的手機都是固定電話的原因，可以很方便地與每個監控點進行通話。

2、GPRS無線傳輸系統的特點

（1）覆蓋范圍廣：在我國東部沿海地區，可以覆蓋全國所有的油田和氣田，并且通過 GSM網絡還可以與歐洲國家（如比利時、荷蘭、盧森堡等）的 GPRS通訊。

（2）傳輸速度快：3G/4G網絡數據傳輸的速率為150 Mbps，而目前使用3G/4G網絡的傳輸速率為25 Mbps；使用 GSM通訊時，傳輸速率為1 ms以下，而采用 GSAM通訊時傳輸速率約為100 Mbps。

（3）穩定性高： GPRS的通信速率是4 MHz，比 CDMA快約50倍；同時由于采用 CDMA技術具有很強的抗干擾性，因此系統很穩定，不易受到外界干擾。

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

（5）數據安全性高：基于 GSM技術和專用密碼技術的安全保障是其最大的特點之一。使用 GSM技術和專用密碼技術可以對用戶數據進行安全保護。

（6）通信距離遠： GPRS通信系統可以在距離為20公里以上處進行數據傳輸；也可以在近幾年隨著移動電話系統的不斷發展，3G/4G已逐漸成為主流， GPRS也成為眾多手機廠商在3G/4G市場開拓的重要手段之一。

三、產品性能指標

模塊可通過 IP網、局域網或專網進行遠程監控。通信距離可達500-1000公里，支持多節點網絡，支持10個以上的用戶同時呼叫。可與計算機進行通訊，實現遠程數據采集及遠程實時監控、數據采集、報警查詢等功能。