无线数据专网在监控、监测领域的应用

        一、引 言

 

       目前，各行业有很多仪器、仪表和管道、线路在地理分布上比较零散，有点多、线长、面广等特点，管理维护比较困难,主要靠人工定期巡检，难以及时掌握设备的运行情况。设备出现故障时，得不到及时的信息反馈和处理。

       河北天宇通信有限公司，依托天宇集团无线数据专用传输网络“诺特网”为数据传输平台,实现了“无线监控管理系统”，利用先进的计算机技术、无线数据通信技术、机电一体化技术，实现对工业设施的无线遥测遥控。为解决设备运行数据准确及时反馈和实施远程控制提供了有效的技术手段，并且可以大幅度降低企业人力成本，提高劳动生产率，提升企业信息化管理水平。

        此系统与用户数据中心无线连接，通过无线MODEM（调制解

调器）实现对冶金、电力、水利、石油、化工、燃气、环境、气象、消防、医疗、社区等领域的仪器仪表、危险源点、作业现场等实施监测监控，达到降低管理成本，提高工作效率的目的。

       二、无线监控系统结构
     无线监控系统主要由三部分构成

 

n 数据传输层――诺特网；
n 终端应用层――无线调制解调器（MODEM）；
n 信息管理层――用户数据中心；

       （一）数据传输层 —— 诺特网
      “诺特网”（Noternet）作为无线监控管理系统的数据传输网络，担负着监控终端与监控中心的连接任务，是整个系统的网络基础。

      诺特网采用爱立信Mobitex系统作为无线数据传输平台。由网络控制中心 (NCC)、分组交换机(MX)、无线基站 (BRU3)、IP网关（IAS）、用户终端五部分组成 工作频段为800MHz 终端接入传输速率为8Kbps 采用GMSK调制方式

       诺特网的特点：
    （1）信息传输安全 移动终端在发送数据之前，无线调制解调器首先对其进行数据交织和置乱，采用不同的信息加密技术和数据加密技术，然后通过无线信道发往基站，再由基站送往区域交换中心，或者发至另一个移动终端，使用户数据具有良好的保密性。

    （2）抗干扰力强 邻近的基站使用不同的频率，可避免相互干扰。不相邻的基站频率可以复用，以支持大量的用户。诺特网采用分组交换技术，移动用户访问网络的接口是开放的访问协议，允许数百个移动用户同时发起呼叫，网络的吞吐量很大。

      （3）数据准确可靠 系统采用存储、转发技术，当用户超出网络覆盖范围时，发送信息暂时存储在用户的个人信箱内，一旦用户进入覆盖区，网络立刻将存储在邮箱内的信息发送给用户；同时网络具有证实功能，如果用户发送的数据没有正确到达目的地，网络会要求重新发送，确保数据传输的准确可靠。

     “诺特网”尤其适用于监控领域。诺特网可为监控领域的特殊需求提供VPN(虚拟专网)服务，用户既有独立自主权，又可获得安全可靠的网络保证。诺特网是中国第一条无线数据专网，作为纯数据无线网络，它最大的优势就是安全性、可靠性、实时性，在覆盖面积上没有GSM网络覆盖面广，也不能传输语音，但是它不受话务高峰的影响，在任何情况下都能保证数据传输的可靠、实时，从而确保重要数据不延时、不丢失，是实时监测、监控的最佳网络选择。

      同时，诺特网的通讯费，按照用户数据的累计流量来进行收费，保证收费的公正和合理，对于小数据量传输的突发性事件尤其擅长。

      （二）终端应用层 —— 测控终端
        无线监控终端包括无线MODEM、智能处理单元、数据采

集传感器三个主要部分，负责采集设备的运行信息，通过诺特网发送到监控中心，并把监控中心下达的控制命令传给设备。
       【1】逻辑结构示意图如下：

 

      【2】数采传感器负责采集设备的状态参数，如温度、压力、流量、电压、电流、浓度、流速等；数控设备用于控制设备的开启、停止、调整等；智能处理单元负责把传感器采集到数据进行加工处理，转换成系统约定的格式，并且按照无线数据通信协议要求将数据进行MASC协议封装，传给无线MODEM，或者将无线MODEM传来的控制指令处理后发送到控制设备；无线MODEM将智能处理单元发来的数据，通过无线数据网传送到监控中心或者将监控中心发来的指令传给智能处理单元。

     （三）信息管理层 ——用户数据中心
      用户数据中心也就是监控中心，是整个系统的核心部分，可实时、直观监控设备的运行状况，保存设

备运行状态历史记录，远程控制设备开关，分析设备故障原因，分类统计运行数据。

      三、系统特性
      l 先进性和稳定性
      系统采用国际上比较先进的技术,确保在一定时期内不落伍,同时,在选择时考虑了技术的成熟性和稳定性,确保系统的长期稳定的运行。

        2 可扩展性和可定制性
        系统能够实现根据数量的需求变化在一定范围内无缝伸缩,并且可以根据用户的要求,配置必要的功能模块。

        四、成功案例简介
      l 数据采集、自动处理
      在数字王府井交通诱导系统中，交通诱导管理中心需要实时采集停车场的车位等信息，并且需要实时的将车位数据发送到街道上的诱导电子屏。采用此系统后，终端数据自动采集，自动把数据（停车位数量的变化）反映到显示屏上，实现了数据的自动处理，为王府井地区的停车问题起到了很大的作用。

      2 实时监控，自动报警
     首钢石景山地区共有19个深井泵站，井位分散在厂区四周而且现场环境恶劣。以前靠人工巡检（每隔四个小时工人到各个工作水泵站检查一次泵的运行状态），发现故障时现场人工操作（启、停水泵，工人到水泵站进行现场操作）。这种操作方式不仅耗费大量的人力资源，而且由于人工巡检周期长，控制调整不能及时，供水系统难以运行在最佳状态。采用无线监控管理系统，开发了在MOBITEX网络上运行的深井泵站无线遥测遥控系统，能够使值班人员坐在主控室便能了解远在数公里外的水泵运行情况，并能对水泵进行遥控操作。不但能使工人从烦琐的重复劳动中解放出来，节约了大量的的人力，而且能使水泵运行在最佳状态，实现了实时监控和自动报警。

       3 智能分析，自动记录
        北京辖区广泛分布着水利局防汛办的监测点，有的在市区，有的在山区，非常分散，为了更好的对各个监测点进行管理，更好的为北京的防汛工作提供重要的决策数据。采用此无线管理系统，对雨量进行无线监控，智能分析，并且自动记录数据。为防汛工作提供了可靠的数据。