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樓主  發(fā)表于: 2010-11-24 14:16
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我國北方地區(qū)冬季供暖普遍采用集中供熱方式。通常一個城市有幾個區(qū)域供熱網,一個區(qū)域供熱網包含有幾十個到上百個換熱站。為了使熱網盡可能地在最佳工況下穩(wěn)定運行,熱網監(jiān)控系統(tǒng)需要將各換熱站的運行數(shù)據(jù)傳送給調度中心,以便調度人員隨時了解各換熱站的工作狀況和有關信息,實現(xiàn)全網的熱能統(tǒng)一調配。
    熱網的特點是點多面廣,距離較遠,現(xiàn)場情況千差萬別。因此,我國多數(shù)城市的熱網監(jiān)控系統(tǒng)都沒有專門鋪設通信線路,而是采用數(shù)傳電臺或電話線撥號上網【1-3】。采用數(shù)傳電臺作通信設備,需要向無線電管委會申請專用頻點,易受風雨雷電的影響,需要人工巡查維護,并且由于體積大和發(fā)射功率大,易對儀表運行造成干擾。利用電話線撥號上網方式,雖然安裝費用低,但運行期間電話費很高,速度不穩(wěn)定,也無法很好的滿足系統(tǒng)需要。
    針對上述兩種通信方式存在的不足,本文采用GPRS無線通信方式予以解決。GPRS是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展的一種新的承載業(yè)務,目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務【4】,F(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)可以提供全面的GPRS覆蓋。GPRS網絡具有如下特點【5】:永遠在線、按流量計費、高速傳輸、組網簡單靈活、維護便捷、使用安全。因此,使用GPRS構建熱網監(jiān)控系統(tǒng),可以充分彌補現(xiàn)有通信方式的不足。
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1樓  發(fā)表于: 2010-11-24 14:18
熱網監(jiān)控系統(tǒng)由換熱站現(xiàn)場測控設備、GPRS通訊終端和調度中心組成。系統(tǒng)的拓撲結構如圖1所示。
王先生 13681285841
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w80958126
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2樓  發(fā)表于: 2010-11-24 14:19
監(jiān)控系統(tǒng)的工作過程一般分為以下幾個步驟:
    (1) 現(xiàn)場測控設備實時采集熱網運行數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進行處理、分析,根據(jù)分析結果對換熱站設備的運行狀態(tài)進行調節(jié);
    (2) 響應GPRS通訊終端的數(shù)據(jù)發(fā)送請求,將采集處理后的數(shù)據(jù)上傳給通訊終端。通訊終端將數(shù)據(jù)打成IP包,通過GPRS網絡,經Internet發(fā)送至調度中心;
    (3) 調度中心軟件將IP包解包,還原數(shù)據(jù),并根據(jù)熱網總體運行情況實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
本文主要設計通訊終端和調度中心兩部分。設計的主要內容包括終端硬件電路設計、TCP/IP協(xié)議處理、終端與調度中心的互聯(lián)、調度中心的網絡接入與功能實現(xiàn)等。
3  GPRS通訊終端
3.1   硬件
王先生  13681285841
GPRS無線數(shù)傳(GPRS  DTU)是以GPRS網絡為通信平臺,提供標準的RS-232/485/TTL接口,按照工業(yè)標準設計,可直接與RTU、PLC、智能儀表、單片機控制器等各種工業(yè)現(xiàn)場的下位機設備連接?梢宰尮I(yè)用的RS232/RS485串口設備的串口通信立即轉換為GPRS無線網絡通信的雙向轉換數(shù)據(jù)傳輸設備。
CG-12為用戶提供高速,穩(wěn)定可靠,數(shù)據(jù)終端永遠在線,多種協(xié)議轉換的虛擬專用網絡。產品支持語音,短信,數(shù)據(jù)觸發(fā)上線以及超時自動斷線的功能。同時也支持雙數(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。CG-12符合工業(yè)級標準,優(yōu)化電磁兼容性設計,具有超強的可靠性。
GPRS DTU產品又可稱為無線數(shù)傳終端、無線數(shù)傳模塊、GPRS數(shù)傳終端、GPRS IP MODEM、GPRS數(shù)傳模塊、GPRS模塊等,CG-12 GPRS DTU內嵌PPP、TCP/IP、UDP等多種協(xié)議,可實現(xiàn)用戶設備到數(shù)據(jù)中心遠程透明數(shù)據(jù)通信;提供專業(yè)工業(yè)級產品接口,與用戶設備即插即用,安裝簡單、使用方便。
用戶不用知道復雜的GPRS通訊原理和TCP/UDP協(xié)議,不用更改程序即可實現(xiàn)原有串口設備的無線網絡連接,設備通過串口輕松實現(xiàn)GPRS網絡和Internet接入,節(jié)省您寶貴的時間和已有投資,可用于長距離通信或控制。
3.2   終端軟件設計
    終端軟件設計采用在嵌入式實時操作系統(tǒng) 下編程的方法,軟件結構主要包括以下幾個功能模塊:終端初始化模塊、GPRS通信初始化模塊、TCP/IP協(xié)議處理模塊和應用程序模塊等。
    為了節(jié)省費用,通信終端采用了動態(tài)IP地址分配方式,即終端每次上電后GPRS網絡為其分配動態(tài)IP地址和端口號,終端將此動態(tài)IP地址和端口號發(fā)給調度中心,以便于調度中心訪問。終端需要定時向調度中心注冊,以維持先前動態(tài)分配的IP地址和端口號。
通訊終端的工作流程如圖3所示。


圖3  通訊終端軟件流程


    終端上電或復位后,首先等待參數(shù)配置命令,如果收到配置命令,則進入配置狀態(tài);否則,讀取片內用戶Flash中保存的配置信息。接著通過串口向GPRS無線模塊發(fā)送相應的AT指令,GPRS終端開始進行撥號和PPP協(xié)商過程。當PPP協(xié)商成功,無線模塊登錄網絡成功后,系統(tǒng)通過加載PPP/TCP/UDP/IP等協(xié)議,同中心建立起Socket連接,數(shù)據(jù)的雙向傳輸通道建立,系統(tǒng)進入發(fā)送接收用戶數(shù)據(jù)、監(jiān)測上報故障和定時向中心注冊的循環(huán)狀態(tài)。
4  調度中心設計
    調度中心的主要功能是:接收各換熱站通訊終端發(fā)來的數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行分析處理;保存各終端的動態(tài)IP地址,監(jiān)視各終端的狀態(tài);維護熱網數(shù)據(jù)庫,提供用戶數(shù)據(jù)查詢、打印報表;實現(xiàn)調度與遠程控制等。
    這些主要功能由軟件實現(xiàn),使用了VB6.0進行開發(fā)。軟件設計主要包括6個相對獨立的功能模塊:實時監(jiān)測模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、遠程控制模塊、參數(shù)設置模塊、換熱站自動上傳報警信號處理模塊,如圖4所示。
    調度中心有以下幾種組網方式:光纖專線方式;ADSL方式,中心需要申請一個固定的IP地址,或使用動態(tài)IP地址+域名;GPRS MODEM方式,使用SIM卡綁定固定IP地址的方式。本系統(tǒng)采用ADSL+固定IP地址的接入方式。在對GPRS 通訊終端進行配置時,寫入這個固定的IP地址,這樣終端一開機就能自動與調度中心進行通信。調度中心數(shù)據(jù)收發(fā)的流程如圖5所示。

圖4  調度中心軟件功能

圖5  調度中心數(shù)據(jù)收發(fā)流程圖
5  結束語
    城市集中供熱行業(yè)中,利用計算機技術監(jiān)控熱網的運行可實現(xiàn)能源的充分利用,減小環(huán)境污染。同數(shù)傳電臺相比,利用GPRS網絡傳輸數(shù)據(jù)可靠性高,在建設成本和維護成本上都有很大的優(yōu)勢,對于供熱企業(yè)提高工作效率和生產管理水平、保證供熱質量和熱網的安全穩(wěn)定運行具有重大的現(xiàn)實意義和廣泛的應用價值。隨著GPRS網絡的完善和費用的進一步降低,基于GPRS網絡的熱網遠程監(jiān)控系統(tǒng)將得到更廣泛的應用。