3G 4G DTU 燃?xì)夤芫W(wǎng)無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)控調(diào)度SCADA系統(tǒng)

3G/4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的燃?xì)夤芫W(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用方案摘要：本文提供了一種基于3G/4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的燃?xì)夤芫W(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方案，簡(jiǎn)要介紹了3G/4G無(wú)線(xiàn)技術(shù)的基本知識(shí)，描述了3G/4G無(wú)線(xiàn)傳輸應(yīng)用于燃?xì)夤芫W(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，獲得了理想的效果.關(guān)鍵詞：3G/4G；DTU；Internet；燃?xì)?；一、概述城市燃?xì)馐浅鞘心茉垂?yīng)的重要組成部分，是城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。發(fā)展城市燃?xì)?，?duì)于節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、方便人民生活、促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展城市公用事業(yè)意義十分重大，是實(shí)現(xiàn)城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。二、系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)及功能要求本項(xiàng)目由A,B,省會(huì)市三市燃?xì)夤芫W(wǎng)遠(yuǎn)程測(cè)控調(diào)度SCADA系統(tǒng)組成，三地市監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)互通。1、燃?xì)夤芫W(wǎng)遠(yuǎn)程測(cè)控調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如上圖所示燃?xì)夤芫W(wǎng)遠(yuǎn)程測(cè)控調(diào)度系統(tǒng)由遠(yuǎn)程終端單元（RTU）、3G/4GDTU、無(wú)線(xiàn)3G/4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、調(diào)度中心幾個(gè)部分組成。數(shù)據(jù)采集將每個(gè)調(diào)壓站內(nèi)的壓力、溫度、流量等數(shù)據(jù)通過(guò)3G/4G無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸終端動(dòng)態(tài)地發(fā)送到燃?xì)夤芾硖幍恼{(diào)度中心。調(diào)度中心負(fù)責(zé)對(duì)所接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、存儲(chǔ)、生成表格、曲線(xiàn)顯示等處理，并且在出現(xiàn)非正常燃?xì)鈧鬏敔顟B(tài)的時(shí)候進(jìn)行報(bào)警，使現(xiàn)場(chǎng)故障能夠的到及時(shí)、有效的處理，避免產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)損失。三、遠(yuǎn)程終端單元（RTU）遠(yuǎn)程終端單元RTU分散的分布在燃?xì)夤芫W(wǎng)的遙測(cè)點(diǎn)上，主要由GPRS智能模塊、電源、天線(xiàn)、PLC的CPU及各種I/O模板及后備電池、機(jī)箱等幾部分組成。遠(yuǎn)程終端單元RTU與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的開(kāi)關(guān)量、模擬量信號(hào)相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)并通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與調(diào)度中心傳送數(shù)據(jù)，接收并執(zhí)行上位機(jī)的命令。RTU遠(yuǎn)程靠編簞元示藏圖1、具體功能如下：RTU機(jī)箱：安裝于遙測(cè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)，為壁掛式，具有防盜功能（包括GPRS模塊天線(xiàn)），其固定螺絲置于箱體內(nèi)，設(shè)置門(mén)鎖，箱體內(nèi)具有220V交流電，信號(hào)輸入輸出接線(xiàn)端子，設(shè)置交流進(jìn)線(xiàn)空氣開(kāi)關(guān)，配備一220V交流電插座（檢修時(shí)方便使用）PLC：基本功能要求無(wú)需監(jiān)控中心控制，可自行進(jìn)行測(cè)量，并保存累積數(shù)據(jù)系統(tǒng)；具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能（可通過(guò)監(jiān)控中心設(shè)定校準(zhǔn)），采集到的數(shù)據(jù)以時(shí)間為順序，以5分鐘/每次的密度，能在RTU端存儲(chǔ)一天的歷史數(shù)據(jù)，程序、參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)具有掉電保護(hù)功能；定時(shí)上報(bào)：把從儀表采集到的數(shù)據(jù)，以定時(shí)（整5分鐘報(bào)一次）方式上報(bào)；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)播：可以響應(yīng)各監(jiān)控中心發(fā)出的查詢(xún)請(qǐng)求，將實(shí)時(shí)時(shí)刻或歷史時(shí)刻的數(shù)據(jù)發(fā)給監(jiān)控中心，數(shù)據(jù)可發(fā)給多個(gè)監(jiān)控中心；輸入信號(hào)損壞時(shí)發(fā)出報(bào)警信息；當(dāng)系統(tǒng)上電復(fù)位，或系統(tǒng)運(yùn)行、通信發(fā)生異常死機(jī)復(fù)位（看門(mén)狗復(fù)位）時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)復(fù)位類(lèi)型不同進(jìn)行復(fù)位處理，保證系統(tǒng)正常工作?？蔀橐淮蝺x表（兩線(xiàn)制，三線(xiàn)制）提供24V電源，具有一次表供電功能。四、GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端---廈門(mén)才茂通信科技有限公司CM3150PGPRSDTUCM3150PGPRSDTU采用ARM9高性能工業(yè)級(jí)嵌入式處理器，以實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺(tái)，超大內(nèi)存，內(nèi)嵌自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TCP/IP協(xié)議棧。為用戶(hù)提供高速，穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)終端永遠(yuǎn)在線(xiàn)，多種協(xié)議轉(zhuǎn)換的虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量控制的用戶(hù)，產(chǎn)品支持語(yǔ)音，短信，數(shù)據(jù)觸發(fā)上線(xiàn)以及超時(shí)自動(dòng)斷線(xiàn)的功能。同時(shí)也支持雙數(shù)據(jù)中心備份，以及多數(shù)據(jù)中心同步接收數(shù)據(jù)等功能。公司產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于金融，水利，環(huán)保，電力，郵政，氣象等行業(yè)。無(wú)線(xiàn)參數(shù)：支持EGSM900/GSM1800無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)GPRSmulti-slotclass10編碼方案：CS1?CS4符合SMG31bis技術(shù)規(guī)范ComplianttoGSMphase2/2+支持?jǐn)?shù)據(jù)、語(yǔ)音、短信和傳真硬件系統(tǒng)：CPU:工業(yè)級(jí)ARM9CPU，200MPS,16KDcache，16KIcache（業(yè)內(nèi)最高級(jí)CPU）FLASH：8MB（可擴(kuò)展至32MB）（業(yè)內(nèi)最大內(nèi)存容量）SDRAM：64MB（可擴(kuò)展至256MB）接口：1個(gè)RS232串口。串口速率110?230400bits/s指示燈：具有電源、通信及在線(xiàn)指示燈。天線(xiàn)接口：標(biāo)準(zhǔn)SMA陰頭天線(xiàn)接口，特性阻抗50歐。SIM卡接口：3V/5V標(biāo)準(zhǔn)的推桿式用戶(hù)卡接口。電源接口：標(biāo)準(zhǔn)的3芯火車(chē)頭電源插座。語(yǔ)音接口：標(biāo)準(zhǔn)的耳機(jī)麥克風(fēng)接口。供電：外接電源：DC9V500mA寬電壓供電：DC5-35V通信電流：350mA待機(jī)電流：35mA工業(yè)級(jí)無(wú)線(xiàn)模塊：GRPS模塊：SimensMC39i尺寸：外形尺寸：92.7x61.3x23mm（不包括天線(xiàn)及固定件）其他參數(shù)：工作環(huán)境溫度-25?+65°C儲(chǔ)存溫度-40?+85°C相對(duì)濕度95%（無(wú)凝結(jié)）軟件功能：智能防掉線(xiàn)，支持在線(xiàn)檢測(cè)，在線(xiàn)維持，掉線(xiàn)自動(dòng)重?fù)?，確保設(shè)備永遠(yuǎn)在線(xiàn)。支持RSA，RC4加密算法支持虛擬值守VWM（VirtualManWatch）功能，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠支持虛擬數(shù)據(jù)專(zhuān)用網(wǎng)（APN）透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換，支持多種工作模式支持?jǐn)?shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)域名和IP地址訪問(wèn)支持雙數(shù)據(jù)中心備份支持多數(shù)據(jù)中心支持主從模式支持短信、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等喚醒方式以及超時(shí)斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)連接。支持短消息備份及告警。多重軟硬件看門(mén)狗數(shù)據(jù)包傳輸狀態(tài)報(bào)告。標(biāo)準(zhǔn)的AT命令界面可以用做普通撥號(hào)MODEM

支持telnet功能。支持遠(yuǎn)程配置，遠(yuǎn)程控制通過(guò)串口軟件升級(jí)同時(shí)支持LINUX和WINDOWS操作系統(tǒng)五、調(diào)度中心調(diào)度中心可以設(shè)一主一備兩個(gè)中心（即有一主一備兩個(gè)IP地址），平時(shí)RTU端的GPRS模塊只與調(diào)度中心主中心（主IP地址）聯(lián)系，當(dāng)主IP地址聯(lián)系不上時(shí)，RTU端的GPRS模塊能主動(dòng)的與備用中心地址聯(lián)系，切換到備用系統(tǒng)進(jìn)行工作，當(dāng)主IP地址系統(tǒng)恢復(fù)正常，關(guān)閉備用IP地址系統(tǒng)時(shí)，能恢復(fù)到主IP地址系統(tǒng)進(jìn)行工作。RTU端站N才茂GPRSDTURTU才茂GPRSDTU端祖1AmGPR：SGPRS內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)才茂\GPRSDTUn■GPRS基站省移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)畚服務(wù)器主服RTU端站N才茂GPRSDTURTU才茂GPRSDTU端祖1AmGPR：SGPRS內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)才茂\GPRSDTUn■GPRS基站省移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)畚服務(wù)器主服《務(wù).球AmGPRS基站gQSNIA市控制中，隔GPRS內(nèi)IB市控制中T7室RTU端站NRTU端站1備服G才茂GPRSDTU務(wù)器EADSL0ModemB市ikl-KS定專(zhuān)線(xiàn)移動(dòng)APN專(zhuān)線(xiàn)方式：中心用一個(gè)服務(wù)器組作為中心接收，中心采用APN專(zhuān)線(xiàn)連接。此種方案先向移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商申請(qǐng)APN寬帶業(yè)務(wù)，并申請(qǐng)邦定IP地址。終端設(shè)備通過(guò)RS232串行方式接到GPRS智能終端上，GPRS智能終端與GPRS基站通信，但與電路交換或數(shù)據(jù)呼叫不同，GPRS數(shù)據(jù)分組是從基站發(fā)送到SGSN節(jié)點(diǎn)，而不是通過(guò)移動(dòng)交換中心MSC連接到語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)上。SGSN與網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGSN進(jìn)行通信，GGSN對(duì)分組數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，再發(fā)送到目的網(wǎng)絡(luò)，如Internet網(wǎng)絡(luò)，（參見(jiàn)圖示）來(lái)自Internet、標(biāo)識(shí)有移動(dòng)臺(tái)地址的IP包，由GGSN接收，再轉(zhuǎn)發(fā)到SGSN，繼而傳送到移動(dòng)臺(tái)上。MSIVlit編寫(xiě)注解篇寫(xiě)注解&&S1TGFES支椅檔點(diǎn)網(wǎng)關(guān)BSC罐站控制器StSITGFES服務(wù)吏椅柘點(diǎn)BSS基姑子系統(tǒng)PCU肯組控制單元MSC移動(dòng)交摭中心FD1T分組敖據(jù)網(wǎng)匏KS移劫姑BTS基姑收發(fā)信系統(tǒng)HLR本地位虱寄存器VLK訪印位段寄存器由于GPRS網(wǎng)絡(luò)工作方式是以IP地址尋址為基礎(chǔ)的，所以目標(biāo)服務(wù)器端必須先接入Internet網(wǎng)絡(luò)以獲得IP地址（固定IP），然后將CM3150PGPRS智能終端進(jìn)行相應(yīng)初始化，所以監(jiān)控點(diǎn)的GPRS智能DTU設(shè)置好中心固定IP地址和端口號(hào)，上電自動(dòng)向中心固定IP發(fā)起連接，時(shí)時(shí)在線(xiàn)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。可支持同時(shí)并發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送，無(wú)需輪詢(xún)?cè)L問(wèn)，時(shí)時(shí)性高，運(yùn)行可靠穩(wěn)定。此過(guò)程是由GPRS智能終端主動(dòng)向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，請(qǐng)求TCP/IP連接，當(dāng)TCP/IP連接通道建立以后，服務(wù)器和終端設(shè)備可以雙工地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。調(diào)度中心與總調(diào)度中心之間的數(shù)據(jù)傳輸通道調(diào)度中心A市和調(diào)度中心B市通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)，接收到本地的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理后發(fā)送給前置機(jī)設(shè)備。每臺(tái)前置機(jī)掛有GPRS智能數(shù)傳終端，分別通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與省會(huì)市總調(diào)度中心的建立TCP/IP鏈路，雙工地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。接受總調(diào)度中心的時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢(xún)。調(diào)度中心功能A,B省會(huì)市三市通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與公司內(nèi)部網(wǎng)連接，調(diào)度中心服務(wù)器通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)向RTU下發(fā)配置信息、控制信息，及接收下位機(jī)上報(bào)的數(shù)據(jù)及告警信息，同時(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，提供查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表等功能調(diào)度中心的具體功能如下：能夠給RTU下發(fā)組態(tài)信息、控制命令，能夠校準(zhǔn)RTU的時(shí)鐘。RTU發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)具備一定的安全措施。處理RTU的報(bào)警信息。數(shù)據(jù)遙測(cè)功能：定時(shí)巡測(cè)、手動(dòng)巡測(cè)、隨機(jī)抽測(cè)、分組召測(cè)遙控功能：控制RTU開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)、遙信開(kāi)關(guān)狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)管理功能：設(shè)置修改各測(cè)量數(shù)據(jù)上、下限值，通訊參數(shù)在線(xiàn)組態(tài)功能：新增RTU數(shù)據(jù)采集點(diǎn)等參數(shù)通過(guò)組態(tài)定義即可完成。數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能：對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)建庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，查詢(xún)歷史數(shù)據(jù)，報(bào)表打印具有數(shù)據(jù)顯示功能：能顯示測(cè)量的各種數(shù)據(jù)、遙信開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各種系統(tǒng)圖形等具有圖形功能模擬顯示管網(wǎng)圖、水廠工藝流程圖等搶修修理、停水、管網(wǎng)沖洗等數(shù)據(jù)錄入及統(tǒng)計(jì)。數(shù)據(jù)共享功能：提供一個(gè)WEB站點(diǎn)，該WEB站點(diǎn)使公司寬帶內(nèi)部網(wǎng)的任意一臺(tái)工作站只通過(guò)WEB瀏覽器就可以登陸查看所有監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)的任何時(shí)間段的歷史數(shù)據(jù)。WEB站點(diǎn)通過(guò)用戶(hù)身份認(rèn)證授權(quán)方式控制該用戶(hù)可訪問(wèn)那些監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和存儲(chǔ)的任何時(shí)間段的歷史數(shù)據(jù)。調(diào)度中心系統(tǒng)管理員能增加、刪除可訪問(wèn)用戶(hù)，并對(duì)用戶(hù)進(jìn)行不同權(quán)限的授權(quán)。該WEB站點(diǎn)應(yīng)能通過(guò)超鏈接方式聯(lián)入公司統(tǒng)一平臺(tái)。具備一開(kāi)放的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，DLP大屏控制器軟件能夠讀取各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。通訊服務(wù)器通訊服務(wù)器中運(yùn)行GPRS通信管理軟件，完成與遠(yuǎn)端無(wú)人值守站點(diǎn)RTU的通信鏈接，協(xié)議轉(zhuǎn)換、通信系統(tǒng)的監(jiān)視及管理、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視及管理等任務(wù)。通信系統(tǒng)服務(wù)器的最低配置為（機(jī)架式，共一套）2*Xeon3.0GHz以上CPU；4GBECCDDR2以上內(nèi)存，最高支持8GB以上；4*73.4GBSCSI熱插拔硬盤(pán)，RIAD5，10000轉(zhuǎn)/分以上；DVDROM；集成雙10/100/1000MbpsEthernet網(wǎng)卡；*熱插拔冗余電源（2口）；17”液晶顯示器；*集成遠(yuǎn)程管理模塊；*鍵盤(pán)及鼠標(biāo)等；*支持WindowsServer2003簡(jiǎn)體中文版。序號(hào)單位數(shù)量備注1PLC及其模塊套XX個(gè)RTUKIU2房GPRS模塊（RTU用）臺(tái)X站〔管網(wǎng)壓端3電源臺(tái)X力及水質(zhì)）設(shè)備-機(jī)箱（機(jī)鎖防盜）臺(tái)X5軟件￡X服務(wù)器臺(tái)X主用機(jī)選g工控機(jī)臺(tái)X用服務(wù)器,調(diào)度9GPRS模塊（調(diào)度中心用）臺(tái)X備用機(jī)使中心10電源臺(tái)X用工控機(jī)設(shè)備11.機(jī)箱（裝GPRS及電源〉臺(tái)X2A3激光打印機(jī)臺(tái)X13軟件￡X其他設(shè)備及材料%X安裝調(diào)試六、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)1）系統(tǒng)開(kāi)放性強(qiáng)，可與上一級(jí)應(yīng)用的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)逢連接，為更深層次的數(shù)據(jù)挖掘，打好基礎(chǔ)。2）以人為本的操作，友好的人機(jī)界面，完全符合國(guó)人思維和操作習(xí)慣七、總結(jié)該系統(tǒng)可達(dá)到提高燃?xì)饧斢?jì)量管理水平目的，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，具體