作者:刘作炜,吉国力(厦门大学 福建 361005)
1; 引言
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 。
针对监控对象分散、各监控节点间缺乏有机联系、监控信息量相对较少,实时性要求较低等特点,CDMA1X提供了一种很好的信息传输方式 。
CDMA1X愿意是指CDMA2000的第一阶段(速率高于IS-95,低于2MB/s),可支持308kb/s的数据传输,网络部分引入分组交换,可支持移动IP业务,是在现有CDMAIS-95系统上发展出来的一种新的承载业务,目的是为CDMA用户提供分组形式的数据业务 。
由于CDMA1X采用了反向相干解调,快速前向功控、发送分集、Turbo编码等新技术,其容量比IS-95大为提高,从理论分析结果来看,假如用于传送语音业务,CDMA1X系统的总容量是IS-95系统的2倍,假如用于传送数据业务,CDMA1X系统的总容量是IS-95系统的3.2倍,CDMA 1X理论带宽可达300kb/s,目前的实际应用带宽大约在100kb/s左右(双向对称传输),在此信道上提供TCP/IP连接,可以用于Internet连接、数据传输等应用 。
2; 基于CDMA1X的无线通信
2.1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,假如通信服务器没有固定IP,可以通过安装花生壳软件获得固定的域名,此方案具有成本低、通信质量稳定、安全性适中、运行可靠等特点 。
2.2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串口将数据传给DTU;
(2)DTU将数据打成TCP/IP包,发送到无线网络;
(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 。
数据的下行传输与上述过程相反,不再赘述,系统通信结构图如图1所示 。
3; 系统设计
3.1上位机设计
上位机包括实时监控系统和历史数据库两部分 。
实时监控系统选用Wonderware公司的InToUCh系统,主要实现以下功能:系统治理功能;数据处理功能:包括数据查询功能、数据存储功能、数据定时上报功能;告警功能:包括实时响应功能、告警联动处理功能、告警设置功能、告警确认功能、告警存储功能,操作控制功能,历史数据库选用Wonderware公司的IndustrialSQLServer,主要实现以下功能:数据统计、报表功能、历史数据查询功能、历史数据曲线图、打印功能 。
3.2下位机设计
下位机选用ABBAC31系列PLC,包括CPU模块和I/O模块,CPU接收一个或多个指定监控中心对设备的操作控制命令,通过I/O模块对有关设备执行相应的操作控制动作,并向监控中心返回操作结果,下位机主要实现以下功能:
数据采集功能,数据查询功能,定时上报功能,操作控制功能 。
3.3CDMA数据传输中断
CDMA数据传输中断选用深圳宏电技术开发有限公司的CDMAH7710DTU该终端具有如下特点:
(1)H7710DTU直接提供RS232/422/485接口,为用户的数据设备提供透明、全双工、对等的数据传输通道 。
(2)普通GPRS/CDMAModem通常需要附着在PC机上虚拟拨号上网,利用PC机的资源进行数据收发和协议转换,H7710DTU内置自动网络连接和协议处理模块,无需后台计算机支持 。
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