专利名称::一种基于cdma远程无线监控的综合系统的利记博彩app
技术领域:
:本实用新型属于远程自动控制,特别涉及一种基于CDMA远程无线监控的综合系统。
背景技术:
:在现有的工业监控系统中,常用的信息传输方式有数字微波、数传电台、有线光纤、有线电缆等,数字微波和数传电台将受到传输距离及频率许可的限制,而有线光纤和有线电缆的网络成本较高,不适合监控点非常分散及传输距离较远的情况下使用。比如在国内城市排水系统中,各种各样的泵站是非常普遍的,这些泵站分布面广、功能各异,既有抽送污水和工业废水的泵站,也有防水排渍及满足河流综合利用要求的阶梯泵站。但这些泵站都存在共同的缺陷——电能损耗大,运行效率低,满足不了变化的状况对排灌系统的要求。因为泵站各泵之间、泵站与泵站之间缺乏协调性,落后的调度管理使得运行控制不当,水泵运行效率低,维护不便;而现场往往需要多个工作人员24小时管理一个泵站,工作效率低。有些泵站虽然有先进的控制系统,但是只针对个别泵站的控制系统。所以,只有提高泵站的自动化控制和管理水平,降低泵站管理费用,建立远程监控网络,才能搞笑节能,可靠地完成泵站的各项功能。由于泵站与泵站之间,泵站与管理中心之间的距离相当远,建立联系比较困难,采用何种使用有效的通信系统是整个泵站监控系统建立的关键。一旦泵站发生故障及数据采集都需要借助可靠的通信系统,及时了解并处理,真是实现无人值守,进行现代化管理。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于CDMA远程无线监控的综合系统。实现远程设备可无人值守,进行现代化管理。本实用新型的技术方案是—种基于CDMA远程无线监控的综合系统,其特征在于整个系统划分为以下三个层面(1)现场物理连接与数据采集处理层,(2)数据信息打包无线网络传输层,(3)监控中心数据存储与控制层;其中现场物理连接与数据采集处理层下位机连接可编程控制器PLC,可编程控制器PLC经转换器RS232/RS485接口连接发射终端CDMADTU;数据信息打包无线网络传输层为CDMA无线通讯网;监控中心数据存储与控制层Internet网连接路由器,路由器连接网络服务器,网络服务器连接上位机;监控中心数据存储与控制层通过路由器和Internet网连接数据信息打包无线网络传输层;数据信息打包无线网络传输层通过CDMA远程无线网连接现场物理连接与数据采集处理层的发射终端CDMADTU。下位机连接模数转换器和数模转换器,模数转换器连接传感器,数模转换器连接执行器。上位机连接控制器。本实用新型效果是如今ADSL互联网络和手机信号已经遍布国内各个城市,覆盖面光,资源丰富。尤其适合远距离通信,用户不需要对通信线路的维护,组建网络及扩展相当方便,只需要一个能上网的电话线和一个开通了CDMA网络业务的普通手机SM卡就可以纳入到监控网中。CDMA网络的数据传输量和及时性及范围广泛性完全可以达到城市远程泵站的监控的要求。CDMA无线监控系统的特点1、良好的实时响应与处理能力。由于CDMA具有实时在线特性,系统无时延,系统能够同时实时收取处理多个/所有监测点的各种数据,无需轮巡就可以同步检测点的时钟可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。远程仪器设备控制由于采用CDMA双向传输系统,监控中心可以反向实现对仪器设备的时间校正、状态报告、开关及其他检测、控制等功能;建设成本低可充分利用现有CDMA网络,设备安装即接通,而采用超短波通信时需要充分考虑现场环境,还需要配备天线铁架等附属设备。安装调试简单,建设周期短利用现有成熟CDMA网络,系统投入运行时基本不需要调试,安装简捷。采用超短波通信和光纤通讯时安装调试工作量都很大。覆盖范围广监控系统要求数据通信覆盖范围广,扩容无限制,接入地点无限制,能满足山区、乡镇和跨地区的介入要求。由于监控点数量众多,分布在全市范围内,部分监控点位于偏僻地区,而且地理位置分散。无线CDMA网络都可以覆盖这些地区,轻松实现监控。数据传输速率高。CDMA网络传输速率理论上可达171.2kbit/s,实际应用时数据传输速率在40Kbps左右,而目前一般的超短波数传电台传送速率多为9.6kbit/s或更低。系统的传输容量大。监控中心站要和每一个监控点实现实时连接。由于监控点数量众多,系统要求能满足突发性数据传输的需求,而GPRS技术能很好的满足传输突发性数据的需要。通信费用低。CDMA可以采用按流量包月计费的方式,运营维护成本低。随着生产管理水平的不断提高,远程图像监控系统得到了广泛的应用,也越来越成熟,而且正朝着网络化、智能化的方向发展。采用CDMA无线传输数据通讯方法解决了远程监控系统的通讯问题,比起其它有线通讯方式有着不可比拟的优越性。而随着CDMA网络的逐渐完善和应用技术的不断成熟,CDMA的应用领域也会越来越广阔。本文介绍的CDMA无线传输系统可推广至各种需要检测、监控与安防的环境之中。图1是一种基于CDMA远程无线监控的综合系统结构示意图图2是一种基于CDMA远程无线监控的综合系统下位机结构图图3是系统的应用实例电气原理图具体实施方式如图1所示的一种基于CDMA远程无线监控的综合系统,整个系统划分为以下三个层面(1)现场物理连接与数据采集处理层,(2)数据信息打包无线网络传输层,(3)监控中心数据存储与控制层;其中现场物理连接与数据采集处理层下位机连接可编程控制器PLC,可编程控制器PLC经转换器RS232/RS485接口连接发射终端CDMADTU;数据信息打包无线网络传输层为CDMA无线通讯网;监控中心数据存储与控制层Internet网连接路由器,路由器连接网络服务器,网络服务器连接上位机;监控中心数据存储与控制层通过路由器和Internet网连接数据信息打包无线网络传输层;数据信息打包无线网络传输层通过CDMA远程无线网连接现场物理连接与数据采集处理层的发射终端CDMADTU。下位机连接模数转换器和数模转换器,模数转换器连接传感器,数模转换器连接执行器。如图2是一个具体例子。CDMA远程无线网连接发射终端CDMADTU,发射终端CDMADTU连接S7-200PLC可编程控制器,S7-200PLC可编程控制器连接气体警报控制主机,气体警报控制主机分别连接进口NH3传感器、出口NH3传感器、进口V0C传感器,出口V0C传感器。上位机连接控制器。组网方案无线数据传输系统一般由数据业务中心、通信网络和数据终端组成,综合考虑业务数据量、安全性、可靠性、网络状况与成本等因素,采用下述组网方式通信服务器以公网固定IP或固定的域名接入Internet,CDMA数据终端单元(DTU)上电后,主动与通信服务器建立连接。CDMADTU可以通过RS485或RS232协议与其他下位机设备通讯,从而实现设备数据与远程监控单元的通讯。无线数据传输原理根据上述组网方案,数据的上行传输原理如下(1)下位机通过RS232/RS485将数据传给DTU;(2)DTU将数据打成TCP/IP包,经由手机信号塔发送至信号处理中心;(3)TCP/IP数据包经系统分组数据服务节点,传输至Internet上并且去寻找在Internet上的一个指定的数据服务中心(通信服务器);(4)通信服务器将数据传给上位机并存储到历史数据库同样下行控制方式步骤相反。我们将整个体统按照OSI参考模型的思想划分为以下三个层面1现场物理连接与数据采集处理层;2数据信息打包无线网络传输层;3监控中心数据存储与控制层。[0057](—)现场物理连接与数据采集处理层信号采集中断设备采用西门子西门子S7-200CN系列PLC,包括CPU和现场物理量的输入输出模块。西门子S7-200CN系列PLC适用于各行各业,各种场合中的检测监测及控制的自动化并且在水处理行业有突出应用。该PLC的兼容性能高可以方便的与SchneidePLC和OMRONPLC等多种设备进行兼容的系统集成。并且可以挂接多种模块,实现不同功能。在具体项目中我们可以根据需求挂接各种模块,比如连接液位传感器,那么就挂接模拟量输入单元选择电压或者电流信号与设备连接。或者可以挂接EM277通讯模块,使之与其他PLC或上位设备等通过PROFIBUS组成网络进行数据通信。它可自带RS485通讯端口,可以轻松实现与DTU及其他设备的通讯。更多的输入输出点,更强的扩展与通讯能力,更快的运行速度,更强的内部集成特殊功能使得它完全适应于各种复杂的自动化控制与监测系统中。图3为典型信号采集与设备控制柜内的电气原理图,我们以简单的排水泵站监控系统为例。(二)现场数据信息打包无线网络传输层数字量/模拟量的输入输出模块采集下位设备装置的动作信号并传与PLCCPU,根据PLCCPU中已载入的带有地址码程序进行设定的逻辑运算。PLC与CDMADTU之间通过RS485协议通讯,PLCCPU经由CDMADTU与中央监控室进行实时的数据传输和中央控制室的操作员命令信号的接收与发送,从而实现远程控制室对现场设备的监视并控制。信号从设备经由PLC到DTU到无线网络再到联通数据中心再到互联网络到上位机,再加上控制信号的反传,导致远程控制必将有一定的延时性,那么在实际应用中需要将其考虑进去。(三)监控中心数据存储与控制层中央控制室设有人机对话的PC,操作员可通过上位操作界面直观简洁的读取各个泵站现场设备的运行状态并根据要求发出命令信号然后经由网络传输于现场设备,从而实现远程控制与监测。组态王作为构造监控和数据采集系统的上位人机界面已经在多个行业有进3万多个成功案例。组态王6.53上应用,具有通用的开发环境和灵活的体系结构,既可以安装在单节点上应用也可以适用于分布式的客户机/服务器结构。也可以通过浏览器查看内容。五、功能描述(—)、数据采集功能数据采集终端的CDMADTU与现场数据采集PLC模块进行自由通讯,CDMADTU模块通过CDMA无线网络和Internet广域网,将现场泵站采集到的实时数据上传至监测中心,监测中心的泵站运行远程监测计算机利用TCP/IP协议进行广域网通讯,从Internet网络上取得现场采集点的数据,并将其进行分类处理。另外,监测中心也可以进行反向通讯,就是说,各分监控点监测计算机可以通过Internet广域网和CDMA无线网络对CDMADTU进行写操作,然后CDMADTU通过自由通讯将监测中心下发的指令传至到现场数据采集模块PLC上,最后,利用PLC模块的输出端口进行输出。(二)、数据管理功能分监控点远程监测计算机实时采集的现场过程数据,本系统会根据预先定义的数据类型存入SQL数据库中。本系统使用的SQL数据库为开放性平台,标准数据结构及接口,监测中心的其它计算机系统可以通过标准的通讯方式与该SQL数据库进行通讯,从而实现了泵站运行数据的共享功能。本系统不但能够实时存储、共享现场采集的原始数据,还能够对这些原始数据按照预先定义的运算方式进行综合处理,也可以根据用户自定义的运算公式进行一些特殊运算处理。经过二次开发处理的数据,本软件系统也会存储在SQL数据库中,用于生成各类分析报表、曲线显示,进行数据共享,为监测中心的其它计算机系统软件提供数据源。软件具体功能模块如下1)数据存储分监控点远程监测系统实时采集的现场数据都将存储到SQLServer数据库中,每个采集点都会存放在预定义的数据表中。2)数据共享本软件系统采用的SQL数据库,是开放性数据库,具有标准接口,监测中心的其它计算机软件系统通过0PC、DDE等连接方式与其进行通讯,对SQL数据库中的数据进行读写操作。另外,经本系统二次处理过的数据根据需求同样可以存储到数据库中,实现共享。3)数据处理本系统实时采集到的各分监控点的原始数据存储到SQL数据库中,可以利用这些数据生成用户需求的报表、图表等。用户不但需要这些泵站的运行原始数据,还需要对这些数据进行统计运算、分类分组等处理,再将这些处理后的数据,按照用户需求生成相应的报表、图表等。4)报表功能根据预定义的数据处理方式,本软件系统能自动提取数据库数据,自动生成日报表、月报表和年报表,可分组生成报表,供操作管理人员查询、定时或不定时打印。5)数据显示功能本软件系统可以将数据信息以多种方式进行显示,可以是曲线显示、条形显示、饼图显示等,使得数据显示变得更加直观和生动。6)查询功能在数据查询界面上,管理人员可以设定下列查询条件參查询起止时间段參查询数据的时间间隔參查询数据采集点泵站状态信息參查询方式(表格或曲线等)參查询数据按照设定的查询条件,自动生成各个数据采集点数据查询报表。7)数据备份和恢复远程监测系统提供数据备份和恢复的功能,系统管理员可以定期备份系统数据。当系统出现意外情况,数据被破坏时,能够迅速进行数据恢复。如图3所示的例子本系统为城市排水泵站的无线远程监控,此系统主要功能是采集泵站现场的泵机运行,故障信号,及各个阀门栅格的开关信号与液位信号及泵机运行电压电流到中央监控室,并对这些数据进行存储。另外监控室可以对现场的泵机进行远程的启动与停止的操作。在原理图中KM5-KM16这几个中间继电器起隔离作用,把各个设备的开关信号传到PLC(可编程逻辑控制器)中,然后PLC通过RS485(L4)与CDMADTU通讯把信号通过联通信号塔传送到中央监控室。KM1-KM4也是隔离继电器,监控室的泵机启动信号通过CDMA信号传到DTU中,PLC通过通信得到信号然后输出到继电器,继电器输出信号到变频器、软启动器等电机启动装置上,从而起到远程控制的功能。此系统还与其他系统通过西门子的Profibus总线与西门子300等设备系统进行通讯,获取电机的运行电压电流信号通过DTU传送到中央监控室以监控泵机运行状况。图3中的设备列表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求一种基于CDMA远程无线监控的综合系统,其特征在于整个系统划分为以下三个层面(1)现场物理连接与数据采集处理层,(2)数据信息打包无线网络传输层,(3)监控中心数据存储与控制层;其中现场物理连接与数据采集处理层下位机连接可编程控制器PLC,可编程控制器PLC经转换器RS232/RS485接口连接发射终端CDMADTU;数据信息打包无线网络传输层为CDMA无线通讯网;监控中心数据存储与控制层Internet网连接路由器,路由器连接网络服务器,网络服务器连接上位机;监控中心数据存储与控制层通过路由器和Internet网连接数据信息打包无线网络传输层;数据信息打包无线网络传输层通过CDMA远程无线网连接现场物理连接与数据采集处理层的发射终端CDMADTU。2.根据权利要求1所述的一种基于CDMA远程无线监控的综合系统,其特征在于下位机连接模数转换器和数模转换器,模数转换器连接传感器,数模转换器连接执行器。3.根据权利要求l所述的一种基于CDMA远程无线监控的综合系统,其特征在于上位机连接控制器。专利摘要一种基于CDMA远程无线监控的综合系统,有三个层面现场物理连接与数据采集处理层,数据信息打包无线网络传输层,监控中心数据存储与控制层;其现场处理层下位机连接转换器RS232/RS485,再连接发射终端CDMADTU;数据传输层发射终端连接无线通讯网;通过Internet网连接路由器,路由器连接网络服务器,监控中心数据存储与控制层网络服务器连接上位机。下位机连接模数转换器和数模转换器,再连接传感器或执行器。其特点良好的实时响应与处理能力。监控中心可以反向实现对仪器设备的控制等功能;建设成本低,安装调试简单,建设周期短,覆盖范围广,数据传输速率高,系统传输容量大,运营维护成本低。文档编号H04W80/04GK201497897SQ200920221050公开日2010年6月2日申请日期2009年9月29日优先权日2009年9月29日发明者李衍臣申请人:天津蔚天洲环境科技发展有限公司