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远程数据通讯在工业数据采集方面的概述

远程数据通讯在最近几年发展非常快,传输介质包括电话、宽带、卫星通信、无线电台、GPRS/CDMA等多种方式,下面我们就各种传输介质做一个简单的介绍。

远程传输从介质上分,首先可以分成两大类:有线介质和无线介质。有线介质主要包括RS485网络、总线网络、电话、宽带、光纤(仅指自己铺设光纤)等网络介质。因为各种总线类型(如PROFIBUS、LONWORKS、FF、CAN等)众多,而且一般是在专有网络中传输,这里不作介绍,感兴趣的读者可以自行查阅相关资料。无线数据传输包括无线电台、GSM、GPRS/CDMA、卫星通讯等。

 

一、有线数据传输方式

 

几种有线传输方式比较:

通讯方式

RS485

电话

宽带

光纤

网络类型

专网

PSTN公网

公网

专网

传输方式

通过485数据线

电话

运营商网络

局域网

实时性

中等

非常高

可靠性

很高

非常高

环境要求

无大电磁干扰

覆盖范围

小于1公里

广域

广域

一般不超过方圆100公里

传输速率

和线路质量、距离有关系,一般从几K到几十K

典型传输速率56K

从几百K到几M不等

10M/100M

网络结构

一般是点对多点,也可以多点对多点

一般是点对点,也有可能点对多点

一般是点对多点

多点对多点

节点数量

一般不超过255个

无限制

无限制

无限制

开通费用

铺设费用,根据铺设地点有差异

安装费用

安装费用

极高

设备费用

很高

运营费用

中等

中等

维护费用

较高

其它要求

 

能接通电话

运营商支持

 

备注

 

包括ISDN等电话设备

包括ADSL、租用运营商网络

指自己铺设光纤

1,RS485传输模式:RS485网络是利用普通双绞线构建一个传输网络结构,这种模式适合于工厂、车间等小范围的数据传输。这种数据传输模式构建网络结构简单,运营费用较低,数据传输速度比较低,一般只用于传输工业数据,不能用来传输视频等信号。

2,电话:电话是利用电信运营商提供的PSTN电话网络进行数据传输,采用普通MODEM或ISDN设备可以采用拨号网络模式或点对点数据传输。如果采用包月模式运营费用还可以接受,如果采用电信现有资费按次计费的话,运营费用将非常高。对于一些小数据量或非实时的数据传输也可以考虑此方案。

3,宽带:宽带是指租用电信运营商的网络,通过ADSL或光纤等模式进行数据传输,传输速率快,稳定性也不错。而且现在宽带费用也比较低。如果在所有条件都具备的情况下,宽带无论从传输速度、可靠性、可维护性还是经济性方面都要优于GPRS/CDMA网络。尤其是在一些站点已经安装电话的情况下。这种模式最好是中心服务器具有固定IP地址。

4,光纤:专用光纤网络一般是一些资金雄厚的公司,传输数据量巨大或对稳定性要求非常高,因为这种模式投资成本巨大。因此在工业中除在石油开采领域中,其它行业用光纤作为远程数据传输的介质非常罕见。

 

二、无线数据传输模式

几种无线传输方式比较

通讯方式

无线电台

GSM

GPRS/CDMA

卫星通讯

网络类型

专网

公网

公网

专网

传输方式

申请频率

手机入网

手机入网

卫星接收器

实时性

中等

很低

中等

可靠性

中等

环境要求

无大电磁干扰

非GSM盲区

非GPRS/CDMA盲区

覆盖范围

小于50公里

广域

广域

广域

传输速率

和设备、距离有关系,一般从几K到几M

 

理论上限100多K,实际一般不超过20K

租用带宽

网络结构

一般是点对多点

一般是点对点

一般是点对多点

一般是点对多点

节点数量

无限制

无限制

无限制

无限制

开通费用

设备费用

运营费用

根据流量

很高

维护费用

较高

其它要求

安装时要考虑防雷击

 

 

 

备注

 

 

 

 

 

1,无线电台:无线电台作为一项应用十分广泛的无线数据传输技术,在远程数据传输中有十分悠久的历史,其技术也在一直发展,传输方式、速度也一直在不断发展。但无线电台存在几个突出的缺点:覆盖范围有限,容易受到障碍物的阻拦,容易受到电磁干扰等。而且安装时费用较高,要考虑防止雷击。在城区或其它地区架设高天线时成本较高。无线电台的优势是实时性高,运营费用低,而且一些低端的国产电台成本也非常低廉。下面是一些国内外的无线电台生产和销售厂家(如果你所熟悉的品牌不在我们的列表中,请给我们发邮件,我们核实后将加在下表):

厂家 【如果您了解更多厂家请发送信息到market@realinfo.com.cn】

美国MDS无线数据通信公司

深圳市华夏盛科技有限公司

北京捷麦顺驰科技有限公司

上海正华电子高科技工程有限公司

深圳市固迪电子有限公司

深圳市泰达鑫通信技术有限公司

北京德利恒通通讯科技有限公司

日本日精电子公司

深圳市勤进通电子有限公司

深圳市友讯达通讯设备有限公司

……

无线电台适用于地势开阔、50KM以内区域监控,如油田油井、农业监控,小区域水利水文监测、小区抄表系统。在中小城市中(主要是无高建筑物阻挡)也可以应用于城市管网监测系统。

2,GSM:GSM是利用手机短信发送数据到服务器。这种工作模式只适用于少量数据监控,而且对实时性要求不高的地方,如半小时甚至几小时传输一次数据。现场设备要支持串口编程,如单片机,PLC等,不能通过原来固有协议传输数据。应用场合非常有限,典型应用范围如:流域水文监测,水源地水质监测,环保监测等。

3,GPRS/CDMA:GPRS/CDMA利用移动/联通的无线网络进行数据传输,虽然这两种技术有很大的区别,但是对于用户而言,其技术指标和外在特性的差异并不大。因此我们把这两种通讯方式作为一种类型来处理。

GPRS/CDMA利用运营商成熟的无线网络系统进行数据传输,因此其数据传输的可靠性、安全性都有保证。只要不是GPRS/CDMA盲区(注意:不是手机信号盲区),都可以采用这两种方式进行传输。这两种传输方式属于低速数据传输,实时性基本上能保证在秒级。要求服务器端最好有固定IP或移动专线,否则要采用动态域名解析。缺点是过分依赖于移动网络,在某些地区信号极差。如果不采用包年的方式,采取按流量计费的话费用极高。作为工业数据采集系统,只有采用包年方式。

下面是一些国内外的专业的GPRS/CDMA生产和销售厂家(如果你所熟悉的品牌不在我们的列表中,请给我们发邮件,我们核实后将加在下表):

厂家 【如果您了解更多厂家请发送信息到market@realinfo.com.cn】

上海毅加智能设备有限公司

深圳市倚天科技开发有限公司

深圳宏电

赫立讯科技(北京)有限公司

深圳市泰达鑫通信技术有限公司

北京东方讯科技发展有限公司

北京万和众达高新技术有限公司

成都曙天科技有限公司

河北久信电子科技有限公司

济南普讯科技有限责任公司

平升电子技术开发有限公司

上海蓝峰电子技术有限公司

厦门桑荣科技有限公司

厦门宇能电子科技有限公司

……

GPRS和CDMA的适用场合主要包括管网监测(如城市热网、燃气、自来水、污水等SCADA系统),远程抄表系统(电表、水表、气表等),电力远程监控系统,环保监控系统等。

4,卫星通讯:卫星通讯在工业远程数据通讯用的极少,它适用于点对多点,而且一般是下行流量大,上行流量小,适合于广播性的系统。在工业数据传输中,由于考虑的成本的原因,一般只有上述所有传输方式都不能适用的时候而又不得不上监控系统的时候,可以考虑卫星系统。如勘探采矿业、整个流域系统的水文水利监测等。

 

三、应用系统

以上介绍了硬件系统,一个完整的远程数据采集系统还必须包括后台的软件系统。软件系统中必须完成数据的采集,GIS系统的管理,数据的存贮管理,设备管理等功能。紫金桥监控系统是一个理想的后台管理系统。下面列举几种典型应用系统:

1,抄表系统:系统前端采用紫金桥作为数据采集和管理平台,后台采用SQL Server关系数据库,关系数据库上开发有计费管理系统、客户服务管理系统等信息平台。紫金桥前端数据采集系统主要完成下列功能:

实时数据采集功能;

历史数据存贮功能;

把实时/历史数据存入到关系数据库;

系统报警功能;

实时数据显示功能;

动态增加、删除、修改数据采集表;

数据报表管理;

权限管理。

2,管网监控系统:紫金桥软件适合做各类SCADA系统的后台管理系统,主要完成如下功能:

数据的实时采集功能;

通过GIS(或集成第三方专业的GIS软件)导航快速定位各监测点位置;

历史数据存贮功能;

报警功能;

流程图显示;

历史趋势;

报表功能;

与视频监控系统集成;

远程手动控制;

开放数据接口,可以在上面实施各类优化算法。

以上以这两个系统为例,列举了紫金桥在远程数据采集方面的典型应用案例。当然,紫金桥软件作为一款强大的软件开放平台,还可以开发更多的应用系统。如果用户有任何需求,可就近咨询紫金桥的办事处或总部。