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燃氣管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)
工業(yè)以太網(wǎng)
無線通訊
摘要：對燃?xì)夤緛碚f，實(shí)時(shí)監(jiān)測燃?xì)夤芫W(wǎng)的溫度、壓力、流量等信息是杜絕安全隱患的必要手段，相較于早期的數(shù)據(jù)傳輸手段（如：數(shù)字電臺、有線光纜），使用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集設(shè)備（DTU）+運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測方式，顯然在節(jié)約成本、提高管網(wǎng)安全性方面更具有優(yōu)勢。
一、方案背景
對燃?xì)夤緛碚f，實(shí)時(shí)監(jiān)測燃?xì)夤芫W(wǎng)的溫度、壓力、流量等信息是杜絕安全隱患的必要手段，相較于早期的數(shù)據(jù)傳輸手段（如：數(shù)字電臺、有線光纜），使用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集設(shè)備（DTU）+運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測方式，顯然在節(jié)約成本、提高管網(wǎng)安全性方面更具有優(yōu)勢。
利用運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，燃?xì)夤究梢詫⒎稚⒃诟鞯氐墓芫W(wǎng)監(jiān)測站點(diǎn)的信息實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控中心，形成以監(jiān)控中心為核心輻射整個(gè)管網(wǎng)的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，使在線監(jiān)測不存在盲區(qū)。并可以通過GSM網(wǎng)絡(luò)即時(shí)的將報(bào)警信息以短信的方式通知相關(guān)操作人員，讓他們隨時(shí)掌握第一手安全信息，將安全隱患撲滅在萌芽狀態(tài)。
二、系統(tǒng)組成
燃?xì)夤芫W(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)分為三個(gè)部分：監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)傳輸終端、終端數(shù)據(jù)采集器。
監(jiān)控中心包括WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器以及PC等，監(jiān)控平臺可以24小時(shí)不間斷采集現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)顯示現(xiàn)場各個(gè)監(jiān)控站點(diǎn)變化的數(shù)據(jù)，自動(dòng)形成報(bào)表以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)自動(dòng)發(fā)送短信報(bào)警,外勤人員可以通過Internet訪問監(jiān)控平臺實(shí)時(shí)查看相應(yīng)數(shù)據(jù)等。
終端數(shù)據(jù)采集器包括燃?xì)饬髁坑?jì)、壓力變送器、溫度變送器等，采集燃?xì)夤艿懒髁俊毫Α囟鹊葦?shù)據(jù)發(fā)送給DTU，然后通過運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備：鑒于采集器的接口和設(shè)備的工作環(huán)境等多種情況的要求，我們選擇廈門四信通訊有限公司的F2X14系列 DTU作為采集和傳輸設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對燃?xì)夤芫W(wǎng)的無線遠(yuǎn)程監(jiān)控。這里采用F2114（GPRS DTU）做數(shù)據(jù)傳輸終端，F(xiàn)2114是一種物聯(lián)網(wǎng)無線數(shù)據(jù)傳輸終端，使用運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)為用戶提供無線長距離數(shù)據(jù)傳輸,支持GPRS網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)支持RS232和RS485（或RS422）接口，實(shí)現(xiàn)透明數(shù)據(jù)傳輸；低功耗設(shè)計(jì)，最低功耗小于1mA；提供5路I/0,可實(shí)現(xiàn)數(shù)字量輸入和輸出、脈沖輸出、模擬量輸入、脈沖計(jì)數(shù)等功能。
三、系統(tǒng)拓?fù)?br/>
終端設(shè)備和監(jiān)控中心通信有兩種方式，一種是使用運(yùn)營商公網(wǎng)，另一種是使用APN/VPDN專網(wǎng)。
3.1公網(wǎng)方案
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?br/>
監(jiān)控中心用一個(gè)服務(wù)器組作為中心接收，中心采用ADSL等Internet公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP或者公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù)。
1）中心公網(wǎng)固定IP：監(jiān)控點(diǎn)直接向中心固定IP發(fā)起連接，運(yùn)行可靠穩(wěn)定。
2）中心網(wǎng)公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù)：監(jiān)控點(diǎn)先采用域名尋址方式連接DNS服務(wù)器，再有DNS服務(wù)器連接到公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP，建立連接。這種方式優(yōu)勢在于可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP地址的費(fèi)用，缺點(diǎn)是穩(wěn)定性受制于DNS服務(wù)器的解析速度和解析正確性。
3.2 專網(wǎng)方式
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?br/>
VPDN/APN專線又稱為虛擬專用撥號網(wǎng)，是VPN業(yè)務(wù)的一種，是基于撥號用戶的虛擬專用撥號網(wǎng)業(yè)務(wù)。即以撥號接入方式上網(wǎng)，是利用IP網(wǎng)絡(luò)的承載功能結(jié)合相應(yīng)的認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制建立起來的安全的虛擬專用網(wǎng)，是近年來隨著Internet的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種技術(shù)。根據(jù)運(yùn)營商分類，電信是VPDN專線，移動(dòng)、聯(lián)通是APN專線。
監(jiān)控中心通過一條APN專線接入移動(dòng)公司GRPS網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)2114采用運(yùn)營商專網(wǎng)卡，雙方都是私有固定IP地址，處于同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)。數(shù)據(jù)傳輸終端和服務(wù)器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個(gè)傳輸過程中泄露。雙方采用防火墻進(jìn)行隔離，并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過濾。此種方案無論實(shí)時(shí)行，安全性和穩(wěn)定性較前一種方案都有大大提高，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點(diǎn)較多、實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用環(huán)境，是在資金允許的情況下之最佳組網(wǎng)方式。
四、方案特點(diǎn)
4.1、穩(wěn)定性：采用工業(yè)級高性能處理器，能夠經(jīng)受長期的惡劣環(huán)境考驗(yàn)，保證通信的順暢性；可靠的網(wǎng)絡(luò)連接，有設(shè)備重?fù)芄δ埽軌虼_保設(shè)備永遠(yuǎn)在線。
4.2、成本低：采用的是無線數(shù)據(jù)傳輸終端，使用運(yùn)營商的GPRS網(wǎng)絡(luò)，無需進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布線，設(shè)備安裝靈活，不受地理環(huán)境影響，單點(diǎn)設(shè)備價(jià)格便宜，減少布線問題降低成本。
4.3、靈活性和擴(kuò)展性：采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議；同個(gè)時(shí)要求便于安裝施工、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)。
4.4、監(jiān)控范圍廣：由于燃?xì)夤芫W(wǎng)監(jiān)控?cái)?shù)量較多，部分燃?xì)獠杉c(diǎn)可能位于偏僻地區(qū)。此方案采用的是覆蓋廣泛的GPRS網(wǎng)絡(luò)，基本不存在盲區(qū)，可實(shí)現(xiàn)大范圍的在線監(jiān)控，可以滿足燃?xì)夤芫W(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)對覆蓋范圍的要求。
4.5、及時(shí)性：當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常等情況，能夠及時(shí)通過GSM網(wǎng)絡(luò)向負(fù)責(zé)人手機(jī)發(fā)送短信告警，避免安全隱患。
