機械化頂裝煉焦爐空氣環(huán)境連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)方案帶圖樣本

機械化頂裝煉焦爐空氣環(huán)境持續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)建議書山西辰利自動化工程有限公司3月31日TOC\o\h\z1概述 11．1系統(tǒng)基本狀況 11．2建設需求 32局域網(wǎng)建設涉及到基本概念： 52.2.1傳播方式 102.2.2網(wǎng)絡拓撲 112.2.3網(wǎng)絡接口 123．2數(shù)傳電臺 133局域網(wǎng)建設原則 173.1恰當先進性原則 183.2可管性原則 183.3安全性原則 183.4可靠性原則 203.5恰當擴展性原則 203.6原則化原則 213.7經(jīng)濟實用性： 213.8易于操作和工程實行： 214網(wǎng)絡規(guī)劃 214．1系統(tǒng)組網(wǎng)模式 214.2方案一： 234.3方案二： 244.4組網(wǎng)方案三 255組網(wǎng)方案分析對比 265.2三種方案分析 266軟硬件配備 296．1硬件配備 296．2軟件配備 306.2.1操作系統(tǒng) 306.2.2數(shù)據(jù)庫 316.2.3應用軟件 31機械化頂裝煉焦爐空氣環(huán)境持續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)方案1概述1．1系統(tǒng)基本狀況機械化頂裝煤焦爐測控系統(tǒng)從數(shù)據(jù)解決角度可以提成數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和可視化信息綜合子系統(tǒng)。如下圖：1）數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)重要涉及：a）爐頂持續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)b）裝煤時持續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)c）出焦時持續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)d）爐門小爐門持續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)e）氣象系統(tǒng)2)可視化信息綜合子系統(tǒng)a）重要可視模塊和支撐環(huán)境b）報表及其他可輸出信息機械化頂裝煤焦爐測控系統(tǒng)監(jiān)測任務種類來劃分，重要分兩個方面：一種是對煉焦爐無組織排放煙氣有害物質(zhì)濃度監(jiān)測，再一種就是對煉焦爐有害煙氣泄露監(jiān)測。測試完后需要把將有關(guān)數(shù)據(jù)通過有效實時通信方式（有線或無線）傳播到本系統(tǒng)“數(shù)據(jù)和控制中心”，并通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化和數(shù)據(jù)解決得出測試成果儲存起來。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)是測試設備和控制這些測試設備下位機，測試設備涉及：滑行車車載顆粒物測試儀(HKLW)、滑行車車載攝像機(HSX)、裝煤車車載顆粒物測試儀(ZKLW)、攔焦車車載顆粒物測試儀(CKLW)、SO2測試儀等。下位機涉及：滑行車車載可編程控制器(HPLC)、裝煤車車載可編程控制器(ZPLC)、攔焦車車載可編程序控制器(CPLC)?？梢暬畔⒆酉到y(tǒng)涉及計算機信息終端設備、監(jiān)控中心系統(tǒng)（污染源自動監(jiān)控中心信息管理軟件和數(shù)據(jù)庫等），簡稱上位機。1．2建設需求1．2．1組網(wǎng)特點由于本系統(tǒng)是一種污染源在線持續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，不但各種設備儀器眾多，并且整個系統(tǒng)自動化限度相稱高。系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)解決都是依賴計算機和網(wǎng)絡來實現(xiàn)，數(shù)據(jù)采集方面重要是智能儀器如：顆粒物測試儀、SO2測試儀、視頻服務器等和可編程控制器（PLC）來完畢，數(shù)據(jù)解決重要是通過微機和服務器來完畢。要使用監(jiān)測系統(tǒng)高效可靠完畢在線監(jiān)測任務，不但測試設備和計算機選型很重要，更重要是如何把這些設備和計算機有機組合起來，也就是整個系統(tǒng)組網(wǎng)問題。此系統(tǒng)網(wǎng)絡構(gòu)建時面臨如下幾種特點：整個系統(tǒng)監(jiān)測項目多，監(jiān)測點多測試設備對測試點測試在移動中完畢。監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境惡劣監(jiān)測系統(tǒng)自動化限度相稱高，因此系統(tǒng)實時控制能力要強，系統(tǒng)信息反饋能力也要強。系統(tǒng)內(nèi)計算機種類多樣化。有工業(yè)控制裝置PLC(可編程控制器)、智能化監(jiān)測儀器、PC(個人計算機)和計算機服務器等。系統(tǒng)內(nèi)通信方式和通信合同多樣化。有串口通信、基于TCP/IP以太網(wǎng)數(shù)據(jù)互換。針對以上系統(tǒng)特點，咱們擬采用基于有線技術(shù)和無線技術(shù)混合局域網(wǎng)，也就是說在“監(jiān)測現(xiàn)場”采用無線網(wǎng)絡技術(shù)（更好滿足測試設備在移動測試時間數(shù)據(jù)通信規(guī)定），在“可視化信息綜合子系統(tǒng)”采用有線組網(wǎng)組網(wǎng)方式。2局域網(wǎng)建設涉及到基本概念：本系統(tǒng)在組網(wǎng)絡過程中同步涉及到了有線和無線局域網(wǎng)技術(shù)以及無線電臺通信技術(shù)，一下對這幾項技術(shù)做一種初步簡介。2．1局域網(wǎng)：2．1．1局域網(wǎng)特性：

局域網(wǎng)分布范疇小，投資少，配備簡樸等，具備如下特性：

1）傳播速率高：普通為1Mbps--100Mbps，光纖高速網(wǎng)可達100Mbps，1000MbpS

2）支持傳播介質(zhì)種類多。

3）通信解決普通由網(wǎng)卡完畢。

4）傳播質(zhì)量好，誤碼率低。

5）有規(guī)則拓撲構(gòu)造。

2.1.2局域網(wǎng)構(gòu)成：

局域網(wǎng)普通由服務器，顧客工作站，傳播介質(zhì)四某些構(gòu)成。

1)服務器：

運營網(wǎng)絡0S，提供硬盤、文獻數(shù)據(jù)及打印機共享等服務功能，是網(wǎng)絡控制核心。

從應用來說較高配備普通486以上兼容機都可以用于文獻服務器，但從提高網(wǎng)絡整體性能，特別是從網(wǎng)絡系統(tǒng)穩(wěn)定性來說，還是選用專用服務器為宜。

當前常用NOS重要有Netware，Unix和Windows系列三種。

Netware：

流行版本V3.12，V4.11，V5.0，對硬件規(guī)定低，應用環(huán)境與DOS相似，技術(shù)完善，可靠，支持各種工作站和合同，適于局域網(wǎng)操作系統(tǒng)，作為文獻服務器，打印服務器性能好。

Unix：一種典型32位多顧客NOS，重要應用于超級小型機，大型機上，當前慣用版本有UnixSUR4.0。支持網(wǎng)絡文獻系統(tǒng)服務，提供數(shù)據(jù)等應用，功能強大，不易掌握，命令復雜，由AT&T和SCO公司推出。

WindowsNTServer4.0，Windows200Server、WindowsServer等：一種面向分布式圖形應用程序完整平臺系統(tǒng)，界面與Win95相似，易于安裝和管理，且集成了Internet網(wǎng)絡管理工具，前景遼闊。

服務器分為文獻服務器，打印服務器，數(shù)據(jù)庫服務器，在Internet網(wǎng)上，尚有Web，F(xiàn)TP，E—mail等服務器。

網(wǎng)絡0S朝著能支持各種通信合同，各種網(wǎng)卡和工作站方向發(fā)展。

2）工作站：可以有自己0S，獨立工作；通過運營工作站網(wǎng)絡軟件，訪問Server共享資源，常用有DOS工作站，Windows95工作站。

3）網(wǎng)卡：將工作站式服務器連到網(wǎng)絡上，實現(xiàn)資源共享和互相通信，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和電信號匹配。

網(wǎng)卡(NTC)分類：

(1)速率：10Mbps，100Mbps

(2)總線類型：ISA／PCI

(3)傳播介質(zhì)接口：

單口：BNC(細纜)或RJ一45(雙絞線)3）網(wǎng)卡：將工作站式服務器連到網(wǎng)絡上，實現(xiàn)資源共享和互相通信，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和電信號匹配。

網(wǎng)卡(NTC)分類：

(1)速率：10Mbps，100Mbps

(2)總線類型：ISA／PCI

(3)傳播介質(zhì)接口：

單口：BNC(細纜)或RJ一45(雙絞線)

4）傳播介質(zhì)：當前慣用傳播介質(zhì)有雙絞線，同軸電纜，光纖等。

(1)雙絞線(TP)：

將一對以上雙絞線封裝在一種絕緣外套中，為了減少干擾，每對互相扭繞而成。分為非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)．局域網(wǎng)中UTP分為3類，4類，5類和超5類四種。

(2)同軸電纜：

由一根空心外圓柱導體和一根位于中心軸線內(nèi)導線構(gòu)成，兩導體間用絕緣材料隔開。(3)光纖：

應用光學原理，由光發(fā)送機產(chǎn)生光束，將電信號變?yōu)楣庑盘枺侔压庑盘枌牍饫w，在另一端由光接受機接受光纖上傳來光信號，并把它變?yōu)殡娦盘?，?jīng)解碼后再解決。分為單模光纖和多模光纖。絕緣保密性好。

2.1.3局域網(wǎng)幾種工作模式：

1)專用服務器構(gòu)造：(Server—Baseb)

又稱為“工作站／文獻服務器”構(gòu)造，由若干臺微機工作站與一臺或多臺文獻服務器通過通信線路連接起來構(gòu)成工作站存取服務器文獻，共享存儲設備。

文獻服務器自然以共享磁盤文獻為重要目。

對于普通數(shù)據(jù)傳遞來說已經(jīng)夠用了，但是當數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和其他復雜而被不斷增長顧客使用應用系統(tǒng)到來時候，服務器已經(jīng)不能承擔這樣任務了，由于隨著顧客增多，為每個顧客服務程序也增多，每個程序都是獨立運營大文獻，給顧客感覺極慢，因而產(chǎn)生了客戶機／服務器模式。

2)客戶機/服務器模式：(client／server)

其中一臺或幾臺較大計算機集中進行共享數(shù)據(jù)庫管理和存取，稱為服務器，而將其他應用解決工作分散到網(wǎng)絡中其他微機上去做，構(gòu)成分布式解決系統(tǒng)，服務器控制管理數(shù)據(jù)能力己由文獻管理方式上升為數(shù)據(jù)庫管理方式，因而，C/S由服務器也稱為數(shù)據(jù)庫服務器，注重于數(shù)據(jù)定義及存取安全后備及還原，并發(fā)控制及事務管理，執(zhí)行諸如選取檢索和索引排序等數(shù)據(jù)庫管理功能，它有足夠能力做到把通過其解決后顧客所需那一某些數(shù)據(jù)而不是整個文獻通過網(wǎng)絡傳送到客戶機去，減輕了網(wǎng)絡傳播負荷。C／S構(gòu)造是數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展和普遍應用與局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展相結(jié)合成果。

3)對等式網(wǎng)絡：（Peer—to—Peer）

在拓撲構(gòu)造上與專用Server與C／S相似。在對等式網(wǎng)絡構(gòu)造中，沒有專用服務器

每一種工作站既可以起客戶機作用也可以起服務器作用。2．2無線網(wǎng)絡無線網(wǎng)絡浮現(xiàn)就是為理解決有線網(wǎng)絡無法克服困難。雖然無線網(wǎng)絡有諸多優(yōu)勢，但與有線網(wǎng)絡相比，無線局域網(wǎng)也有諸多局限性。無線網(wǎng)絡速率較慢、價格較高，因而它重要面向有特定需求顧客。當前無線局域網(wǎng)還不能完全脫離有線網(wǎng)絡，無線網(wǎng)絡與有線網(wǎng)絡是互補關(guān)系，而不是競爭；當前還只是有線網(wǎng)絡補充，而不是替代。無線局域網(wǎng)普通并不會單獨使用，更多是有線和無線相結(jié)合，混合組網(wǎng)才干達到最佳使用效果，因此真正實用是混合網(wǎng)絡，特別是舊有線網(wǎng)絡升級，采用無線接入設備可以達到施工簡便、周期短、見效快目，才干真正體現(xiàn)無線使用價值。但也應當看到，近年來，隨著無線局域網(wǎng)產(chǎn)品價格正逐漸下降，相應軟件也逐漸成熟。此外，無線局域網(wǎng)已可以通過與廣域網(wǎng)相結(jié)合形式提供移動互聯(lián)網(wǎng)多媒體業(yè)務。相信在將來，無線局域網(wǎng)將以它高速傳播能力和靈活性發(fā)揮更加重要作用。 從傳播方式、網(wǎng)絡拓撲、網(wǎng)絡接口等幾種方面來描述無線網(wǎng)特點。2.2.1傳播方式傳播方式涉及無線網(wǎng)采用傳播媒體、選取頻段及調(diào)制方式。當前無線網(wǎng)采用傳播媒體重要有兩種，即無線電波與紅外線。在采用無線電波做為傳播媒體無線網(wǎng)依調(diào)制方式不同，又可分為擴展頻譜方式與窄帶調(diào)制方式。

1)擴展頻譜方式

在擴展頻譜方式中，數(shù)據(jù)基帶信號頻譜被擴展至幾倍-幾十倍后再被搬移至射頻發(fā)射出去。這一作法雖然犧牲了頻帶帶寬，卻提高了通信系統(tǒng)抗干擾能力和安全性。由于單位頻帶內(nèi)功率減少，對其他電子設備干擾也減小了。

采用擴展頻譜方式無線局域網(wǎng)普通選取所謂ISM頻段，這里ISM分別取于Industrial、Scientific及Medical第一種字母。許多工業(yè)、科研和醫(yī)療設備輻射能量集中于該頻段，例如美國ISM頻段由902MHz-928MHz，2.4GHz-2.48GHz，5.725GHz-5.850GHz三個頻段構(gòu)成。如果發(fā)射功率及帶寬輻射滿足美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）規(guī)定，則不必向FCC提出專門申請即可使用ISM頻段。

2)窄帶調(diào)制方式

在窄帶調(diào)制方式中，數(shù)據(jù)基帶信號頻譜不做任何擴展即被直接搬移到射頻發(fā)射出去。

與擴展頻譜方式相比，窄帶調(diào)制方式占用頻帶少，頻帶運用率高。采用窄帶調(diào)制方式無線局域網(wǎng)普通選用專用頻段，需要通過國家無線電管理部門允許方可使用。固然，也可選用ISM頻段，這樣可免除向無線電管理委員會申請。但帶來問題是，當臨近儀器設備或通信設備也在使用這一頻段時，會嚴重影響通信質(zhì)量，通信可靠性無法得到保障。

3)紅外線方式

基于紅外線傳播技術(shù)近來幾年有了很大發(fā)展。當前廣泛使用家電遙控器幾乎都是采用紅外線傳播技術(shù)。做為無線局域網(wǎng)傳播方式，紅外線最大長處是這種傳播方式不受無線電干擾，且紅外線使用不受國家無線電管理委員會限制。然而，紅外線對非透明物體透過性極差，這導致傳播距離受限。2.2.2網(wǎng)絡拓撲無線局域網(wǎng)擴撲構(gòu)造可歸結(jié)為兩類：無中心或?qū)Φ仁剑≒eertoPeer）拓撲和有中心（HUB-Based）拓撲。

1）無中心拓撲

無中心拓撲網(wǎng)絡規(guī)定網(wǎng)中任意兩個站點均可直接通信。

采用這種拓撲構(gòu)造網(wǎng)絡普通是用公用廣播信道，各站點都可競爭公用信道，而信道接入控制（MAC）合同大多采用CSMA（載波監(jiān)測多址接入）類型多址接入合同。

這種構(gòu)造長處是網(wǎng)絡抗毀性好、建網(wǎng)容易、且費用較低。但當網(wǎng)中顧客數(shù)（站點數(shù)）過多時，信道競爭成為限制網(wǎng)絡性能要害。并且為了滿足任意兩個站點可直接通信，網(wǎng)絡中站點布局受環(huán)境限制較大。因而這種拓撲構(gòu)造合用于顧客相對減少工作群網(wǎng)絡規(guī)模。

2）有中心拓撲

在中心拓撲構(gòu)造中，規(guī)定一種無線站點充當中心站，所有站點對網(wǎng)絡訪問均由其控制。這樣，當網(wǎng)絡業(yè)務量增大時網(wǎng)絡吞吐性能及網(wǎng)絡時延性能而惡化并不激烈。由于每個站點只需在中心站覆蓋范疇之內(nèi)就可與其他站點通信，故網(wǎng)絡中點站布局受環(huán)境限制亦小。此外，中心站為接入有線主干網(wǎng)提供了一種邏輯接入點。

有中心網(wǎng)絡拓撲構(gòu)造弱點是抗毀性差，中心點故障容易導致整個網(wǎng)絡癱瘓，并且中心站點引入增長了網(wǎng)絡成本。

在實際應用中，無線網(wǎng)往往與有線主干網(wǎng)絡結(jié)合起來使用。這時，中心站點充當無線網(wǎng)與有線主干網(wǎng)轉(zhuǎn)接器。2.2.3網(wǎng)絡接口這涉及無線網(wǎng)中站點從哪一層接入網(wǎng)絡系統(tǒng)。普通來講，網(wǎng)絡接口可以選取在OSI參照模型物理層或數(shù)據(jù)鏈路層。

所謂物理層接口指使用無線信道代替普通有線信道，而物理層以上各層不變。這樣做最大長處是上層網(wǎng)絡操作系統(tǒng)及相應驅(qū)動程序可不做任何修改。這種接口放式在使用時普通做為有線網(wǎng)集線器和無線轉(zhuǎn)發(fā)器以實既有線局域網(wǎng)間互連或擴大有線局域網(wǎng)覆蓋面積。

另一種接口辦法是從數(shù)據(jù)鏈路層接入網(wǎng)絡。這種接口辦法并不沿用有線局域網(wǎng)MCA合同，而采用更適合無線傳播環(huán)境MAC合同。在實現(xiàn)時，MAC層及其如下層對上層是透明,配備相應驅(qū)動程序來完畢域上層接口,這樣可保證既有有線局域網(wǎng)操作系統(tǒng)或應用軟件可在無線局域網(wǎng)上正常運轉(zhuǎn)。

當前，大某些無線局域網(wǎng)廠商都采用數(shù)據(jù)鏈路層接口辦法。3．2數(shù)傳電臺無線數(shù)傳電臺作為一種最簡潔通行方式，具備很長歷史，其基本特性是通聯(lián)以便、簡捷，同步也存在著封閉性強特點，正是由于上述因素，無線數(shù)傳電臺市場空間非常有限。隨著技術(shù)發(fā)展和數(shù)字化進程推廣，數(shù)傳電臺產(chǎn)品構(gòu)造、應用領域和市場空間發(fā)生了巨大變化，總來說分為如下幾種方面：

1)產(chǎn)品構(gòu)造變化

做為老式產(chǎn)品構(gòu)造，數(shù)傳電臺重要是指工作頻段在VHF、UHF工作數(shù)據(jù)傳播電臺，發(fā)射功率在數(shù)瓦與數(shù)十瓦之間，傳播速率在300-19200bps之間數(shù)據(jù)傳播電臺，其覆蓋距離在數(shù)十公里。國內(nèi)無線電管理部門專門劃出了兩個頻段作為無線數(shù)傳專用頻段，分別為230M和860M兩個頻段，當前國內(nèi)絕大某些數(shù)傳電臺產(chǎn)品都分布在230M頻段，860M產(chǎn)品很少。

由于數(shù)傳電臺為窄帶工作方式，雖然國家無線電管理局劃分出來了足夠頻率資源，但由于數(shù)傳電臺多為分布式SCADA（SupervisorControlAndAcquistion，即監(jiān)測控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）應用，因而無線頻譜運用率極低，制約了無線數(shù)傳電臺發(fā)展。鑒于以上狀況，無線數(shù)傳電臺發(fā)展從本來數(shù)據(jù)傳播精品概念向微功率和網(wǎng)絡化特性發(fā)展。逐漸將無線數(shù)傳以低成本方式來擴大數(shù)傳應用面。在無線數(shù)傳領域中有一種概念是永恒不變：只要無線數(shù)傳足夠可靠、價格相稱、應用簡捷，它必將成為人們首選。

通過近幾年技術(shù)發(fā)展，無線數(shù)傳發(fā)展也經(jīng)歷了巨大變化。無線數(shù)傳由單一數(shù)傳電臺擴展到微功率數(shù)傳和網(wǎng)絡化數(shù)傳。并將單一無線數(shù)傳應用擴展到了與其她網(wǎng)絡復合應用。現(xiàn)就三種數(shù)傳狀況分別簡介如下：

2)常規(guī)數(shù)傳電臺

常規(guī)數(shù)傳電臺價格在數(shù)百元與數(shù)千元之間，其傳播距離在數(shù)十公里，占用頻率帶寬為25KHz，采用調(diào)制方式為FSK、MSK、GMSK等，該類電臺在上世紀末之前，始終由國外某些生產(chǎn)廠商壟斷市場，在產(chǎn)品構(gòu)造中，只有MDS、PCC等高品位產(chǎn)品是將數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)某些與電臺作為一體化設計，以日本日立、日精及新西蘭大吉為代表數(shù)傳電臺是將數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)和電臺進行分開設計，其電臺嚴格意義上說是具備可進行數(shù)據(jù)傳播，工作在數(shù)據(jù)傳播頻段專門為數(shù)傳設計電臺。其數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)某些不在生產(chǎn)原廠實現(xiàn)，普通有顧客或中間環(huán)節(jié)實現(xiàn)。到上個世紀九十年代末，以友訊達和天立通為代表國內(nèi)無線公司生產(chǎn)出來了具備符合中華人民共和國國情無線數(shù)傳電臺，該類電臺采用老式電臺方案，但將數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)某些集成在電臺之中，形成一體化無線數(shù)傳電臺。顧客接口采用原則RS-232或RS-485接口，極大減少了顧客使用難度，增進了數(shù)傳電臺發(fā)展。3)微功率無線輸傳

微功率無線數(shù)傳重要可以分為三類，一類以聲表震蕩器為基本超再生方案無線數(shù)據(jù)傳播，多以單發(fā)和單收為主，其數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)方式為ASK、OOK方式，該類數(shù)傳可靠性較差，普通不用于嚴肅數(shù)據(jù)傳播領域。但由于其價格低廉，普通在十元以內(nèi)，依然在全球得到了廣泛應用。第二類以國外某些單芯片為主無線數(shù)傳，該類數(shù)傳普通采用準FSK方式，功率在10mw，傳播距離在數(shù)百米，速率可達數(shù)10K，價格普通在百元左右，成為無線數(shù)傳一種新亮點，該類產(chǎn)品存在如下問題，即所用頻段多為歐美頻段，普通為315、433、868、915。這些頻率在國內(nèi)尚未準許為微功率頻段，并且頻率固定單一，互相之間干擾機率較大，采用多為寬帶技術(shù)，因而抗干擾能力較弱，但具備低功耗等諸多長處，因而也深受廣大顧客歡迎，并且市場占有率越來越大。第三類為窄帶微功率數(shù)傳，該類數(shù)傳采用原則二次變頻窄帶技術(shù)和原則FSK調(diào)制解調(diào)方式，具備抗干擾能力強，傳播距離遠特性，可應用于工業(yè)環(huán)境嚴肅場合，并且工作在國家規(guī)定微功率數(shù)傳頻段，價格為數(shù)十元，當前僅有深圳友訊達和日本日精公司可以提供該類產(chǎn)品。

4)網(wǎng)絡化數(shù)傳

網(wǎng)絡化數(shù)傳基本概念是將自組織網(wǎng)絡概念引入到無線數(shù)據(jù)傳播之中，其網(wǎng)絡原形為ad-hoc體制，其目是通過自組織網(wǎng)絡將各個分散無線微功率數(shù)據(jù)傳播點聯(lián)成一種有機網(wǎng)絡，網(wǎng)絡化數(shù)傳當前已經(jīng)成為國際電子界一種熱點，為此國際電聯(lián)專門為此擬定了IEEE802.15.4原則合同，從網(wǎng)絡化數(shù)傳來看，當前重要有兩類產(chǎn)品，一類是以國際原則為基本Zigbee，重要公司為美國Ember等廠家，其重要工作頻段在2.4GHZ，適合近距離無線數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，由于工作頻段在2.4GHz，雖然Zigbee軟件合同很完善，但由于受其電波傳播特性影響，每一種Zigbee節(jié)點自身傳導特性較差，因而當前很難被顧客接納，同步受其價格影響，因而雖然有各種廠家在進行推廣，但與顧客接受層面尚有一定差距。另一類網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)傳播是以自組織網(wǎng)絡及ad-hoc為基本CFDA無線數(shù)據(jù)接入平臺，該接入平臺是由深圳友訊達公司推出，該平臺具備如下特性：

◆工作頻段在國家規(guī)定無線數(shù)據(jù)傳播頻段，發(fā)射功率為50mw?！舨捎谜瓗Ъ夹g(shù)，因而具備較高數(shù)傳敏捷度。

鑒于以上兩個基本點，CFDA每個節(jié)點變得非常優(yōu)越，每個節(jié)點單個傳播能力達到500-800米，基本上能適應社區(qū)內(nèi)各種復雜環(huán)境，在網(wǎng)絡化數(shù)傳之中除了軟件網(wǎng)絡合同之外，尚有一種最基本數(shù)據(jù)就是每個網(wǎng)絡節(jié)點獨立傳播性能，依照我公司對中華人民共和國各類社區(qū)中水、電、氣以及其她智能設備分布研究和實際測試，要能實現(xiàn)一種真正自適應自組織網(wǎng)絡，在各種復雜條件下每個節(jié)點獨立傳播能力需要到達50米以上，否則在網(wǎng)絡中就會浮現(xiàn)孤點。CFDA在通過各種試點之后，被華東電網(wǎng)充分承認，并通過華東網(wǎng)鑒定。

5)應用領域變化及市場空間

(1)老式數(shù)傳電臺

無線數(shù)傳老式應用領域是自來水、石油、電力等大SCADA系統(tǒng)中及GPS差分數(shù)據(jù)傳播，做為SCADA數(shù)據(jù)傳播通道，由于SCADA系統(tǒng)只有在遠端才用，并且SCADA系統(tǒng)每個節(jié)點造價較高，因而老式數(shù)傳電臺市場空間始終不是很大。在此前，對遠端無線數(shù)據(jù)傳播只有數(shù)傳電臺一種選取，但隨著GPRS和CDMA網(wǎng)絡日漸成熟，雖然SCADA系統(tǒng)發(fā)展不久，但數(shù)傳電臺市場并沒有得到響應提高，反而有所下降。其重要因素是沒有一種大應用領域浮現(xiàn)，同步原先應用領域被GPRS和CDMA瓜分。

(2)微功率數(shù)傳

微功率數(shù)傳應用領域十分廣泛，重要集中在汽車電子、儀器儀表以及各類近距離數(shù)據(jù)傳播設備，由于該類產(chǎn)品價格低廉，使用以便，被廣大顧客所接受，成為挑戰(zhàn)有線一種有力方式。當前國內(nèi)對此應用才剛剛開始，其市場空間不可限量，當前對微功率數(shù)據(jù)傳播有兩個問題只要一經(jīng)突破，其市場還會有爆炸性增長，這兩個問題一種是價格問題，一種是設計過程中電磁兼容性問題。

(3)網(wǎng)絡化數(shù)傳

網(wǎng)絡化數(shù)傳是解決最后一公里數(shù)據(jù)通信最經(jīng)濟有效辦法，無論是Zigbee還是CFDA一旦成熟，都將在通信和電子界內(nèi)形成不小震動，同步也將給咱們生活帶來一定便利。

綜上所述，無線數(shù)傳在經(jīng)歷了幾十年歷程之后，雖然老式意義上數(shù)傳電臺發(fā)展與當前整個電子行業(yè)發(fā)展不成比例，但產(chǎn)品構(gòu)造變化和新數(shù)傳產(chǎn)品浮現(xiàn)，給無線數(shù)傳帶來了新發(fā)展空間和活力。3局域網(wǎng)建設原則根據(jù)本系統(tǒng)實際需求，在局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)、設備產(chǎn)品選型、網(wǎng)絡管理和網(wǎng)絡安全等方面考慮如下設計原則：3.1恰當先進性原則充分考慮本監(jiān)測系統(tǒng)業(yè)務需求，具備實用性、靈活性、安全性、先進性。整個網(wǎng)絡建設應具備持續(xù)性，例如接入INTERNET時用防火墻和上網(wǎng)設備就可以借用單位原有設備，以保護既有投資，充分運用既有計算機資源和通訊資源。

咱們當前也許用到無線數(shù)據(jù)傳播方式重要有三種：無線局域網(wǎng)絡技術(shù)、無線廣域網(wǎng)絡技術(shù)（CDMA和GPRS等）、無線數(shù)傳電臺等，使用時要注意保持恰當先進性，由于最先進不見得是最成熟技術(shù)。咱們在考慮無線數(shù)據(jù)通信時，一方面考慮是數(shù)據(jù)傳播可靠性和實時性，另一方面是數(shù)據(jù)傳播設備性價比，因此構(gòu)件網(wǎng)絡時要考慮恰當先進性。3.2可管性原則在網(wǎng)絡管理方面，必要具備集中控管能力，本系統(tǒng)重要通過網(wǎng)絡操作系統(tǒng)WindowsServer權(quán)限認證機機制，對網(wǎng)絡顧客和網(wǎng)絡計算機賦給不同權(quán)限并進行統(tǒng)一管理。在網(wǎng)絡中配備網(wǎng)絡管理軟件可以直觀看到網(wǎng)絡中顧客對資源使用狀況和數(shù)據(jù)流量。無線網(wǎng)絡在適應各種環(huán)境變化，動態(tài)地保證良好應用效果同步，還應具備遠端數(shù)據(jù)進行采集、遠程監(jiān)控、終端定位等功能。不但僅要對個人計算機和服務器作到可管性，還應當對PLC和智能測試設備做到可管性。3.3安全性原則在網(wǎng)絡安全性方面，無線局域網(wǎng)系統(tǒng)要具備與有線局域網(wǎng)同樣規(guī)定安全防護辦法，無線網(wǎng)安全性重要從如下幾種方面考慮：針對以上威脅問題，常規(guī)無線網(wǎng)絡安全技術(shù)有如下幾種：

1）服務集標記符（SSID，ServiceSetID）

通過對各種無線接入點AP設立不同SSID，并規(guī)定無線工作站出示對的SSID才干訪問AP，這樣就可以容許不同群組顧客接入，并對資源訪問權(quán)限進行區(qū)別限制。但是這只是一種簡樸口令，所有使用該網(wǎng)絡人都懂得該SSID，很容易泄漏，只能提供較低檔別安全；并且如果配備AP向外廣播其SSID，那么安全限度還將下降，由于任何人都可以通過工具得到這個SSID。

2）物理地址（MAC，MediaAccessController）過濾

由于每個無線工作站網(wǎng)卡均有唯一物理地址，因而可以在AP中手工維護一組容許訪問MAC地址列表，實現(xiàn)物理地址過濾。這個方案規(guī)定AP中MAC地址列表必須隨時更新，可擴展性差，無法實現(xiàn)機器在不同AP之間漫游；并且MAC地址在理論上可以偽造，因而這也是較低檔別授權(quán)認證。

3）連線對等保密（WEP，WiredEquivalentProtection）

在鏈路層采用RC4對稱加密技術(shù)，顧客加密金鑰必要與AP密鑰相似時才干獲準存取網(wǎng)絡資源，從而防止非授權(quán)顧客監(jiān)聽以及非法顧客訪問。WEP提供了40位（有時也稱為64位）和128位長度密鑰機制，但是它依然存在許多缺陷，例如一種服務區(qū)內(nèi)所有顧客都共享同一種密鑰，一種顧客丟失或者泄漏密鑰將使整個網(wǎng)絡不安全。并且由于WEP加密被發(fā)既有安全缺陷，可以在幾種小時內(nèi)被破解。

4）虛擬專用網(wǎng)絡（VPN，VirtualPrivateNetwork）

VPN是指在一種公共IP網(wǎng)絡平臺上通過隧道以及加密技術(shù)保證專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡安全性，它不屬于802.11原則定義；但是顧客可以借助VPN來抵抗無線網(wǎng)絡不安全因素，同步還可以提供基于RADIUS顧客認證以及計費。

5）端口訪問控制技術(shù)（802.1x）該技術(shù)也是用于無線局域網(wǎng)一種增強型網(wǎng)絡安全解決方案。當無線工作站與AP關(guān)聯(lián)后，與否可以使用AP服務要取決于802.1x認證成果。如果認證通過，則AP為顧客打開這個邏輯端口，否則不容許顧客上網(wǎng)。802.1x除提供端口訪問控制能力之外，還提供基于顧客認證系統(tǒng)及計費，特別適合于無線接入解決方案。3.4可靠性原則網(wǎng)絡可靠性要高，在考慮既有通訊網(wǎng)絡基本上，計算機網(wǎng)拓撲構(gòu)造應盡量采用穩(wěn)定可靠構(gòu)造形式，以保證整個網(wǎng)絡高可靠性。具備提供智能化無線電波自動調(diào)控與切換能力，以保證單個接入點在發(fā)生故障時自動切換到鄰近接入點，不會影響無線接入服務。3.5恰當擴展性原則對線網(wǎng)絡通過集線器和互換機可以以便擴展有線網(wǎng)絡，對無線網(wǎng)絡通過一種集中無線局域網(wǎng)網(wǎng)管平臺實現(xiàn)對所有AP功能配備和管理，AP既可以提供無線接入，也可設立為無線入侵監(jiān)控、無線終端追蹤定位、無線電波傳播分析工作模式。同步整個系統(tǒng)可以依照顧客需要進行規(guī)模上擴展，擴展后所有功能和管理模式保持不便。由于本系統(tǒng)重要功能是在線持續(xù)監(jiān)測，因此在安全不受干擾狀況下保持恰當擴展性原則，只要能滿意完畢在線持續(xù)監(jiān)測任務就可以了。3.6原則化原則對有線網(wǎng)絡某些咱們使用基本是成熟原則化網(wǎng)絡設備，對無線局域網(wǎng)，要用國際原則或業(yè)界原則，不使用某個廠商專用技術(shù)和合同，以保證網(wǎng)絡設備互通性，有助于網(wǎng)絡投資保護。無線網(wǎng)絡設備盡量使用同一種廠家產(chǎn)品，并且要滿足802.11g無線兼容合同。3.7經(jīng)濟實用性：設備選型應有最優(yōu)性能價格比，以最省投資實現(xiàn)盡量多功能。3.8易于操作和工程實行：立足于本系統(tǒng)實際狀況和特點。4網(wǎng)絡規(guī)劃4．1系統(tǒng)組網(wǎng)模式本系統(tǒng)采用客戶/服務器（C/S）模式。設立數(shù)據(jù)庫服務器一臺，別的各通信管理站、顯示打印和圖象解決等站點均為客戶機。C/S體系構(gòu)造是指將系統(tǒng)設計分為服務器端和客戶機，兩端分別設計并執(zhí)行，服務器提供數(shù)據(jù)操作各項服務，客戶機則為顧客提供最后操作界面，由此平衡了服務器及客戶機解決負荷，大大地提高了系統(tǒng)執(zhí)行效率，優(yōu)化了系統(tǒng)性能，減少了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)吞吐量和數(shù)據(jù)傳播。服務器端是指運營大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（RDBMS）高性能服務器，客戶機是指由顧客操作若干臺微機，在本系統(tǒng)中則為各采集站。在服務器上運營大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)重要為業(yè)務數(shù)據(jù)庫存儲、訪問、查詢、備份、恢復等操作提供一系列重要服務，并且為數(shù)據(jù)安全訪問等提供嚴格權(quán)限控制；服務器端普通狀況下對顧客而言是不透明。客戶機上重要運營依照業(yè)務需求定制開發(fā)解決系統(tǒng)，涉及數(shù)據(jù)記錄、匯總、查詢、打印等各種操作功能。

對于監(jiān)控中心局域網(wǎng)，本方案擬采用“星型組網(wǎng)拓撲構(gòu)造”,采用100M互換式集線器和安裝于各設備內(nèi)100M網(wǎng)卡，建立一種迅速互換式以太網(wǎng)，連接位于監(jiān)控中心內(nèi)各子系統(tǒng)設備。局域網(wǎng)設備涉及:網(wǎng)絡服務器、視頻服務器監(jiān)控計算機、通訊計算機、管理終端等。無線網(wǎng)絡某些:重要采用是無線局域網(wǎng)絡,CDMA/GPRS,無線電臺等技術(shù),視頻服務器通過無線網(wǎng)橋方式接入有線網(wǎng)絡(可視化信息綜合系統(tǒng))?？傊?，無線局域網(wǎng)絡和有線局域網(wǎng)絡通過無線網(wǎng)橋有機結(jié)合成一種C/S網(wǎng)絡計算模式混合局域網(wǎng)系統(tǒng)。4.2方案一：4.3方案二：4.4組網(wǎng)方案三5組網(wǎng)方案分析對比以上三種組網(wǎng)方案中其實最主線區(qū)別是由于采用了不同無線數(shù)據(jù)通信方式（無線局域網(wǎng)絡技術(shù)、無線廣域網(wǎng)絡技術(shù)、無線數(shù)傳電臺）。(注意：以上3個方案網(wǎng)絡示意圖中沒有加入裝煤和攔焦定位中備用PLC)5.1三種方式性能比較無線電臺GPRS/CDMA無線局域網(wǎng)傳播速率1200—19.2K高速11M傳播距離10KM內(nèi)可靠傳播不受限制300米之內(nèi)傳播范疇受地理環(huán)境影響無縫連接無縫傳播費用3.25元/M采用微波頻段和微波管理費用(40元/年)，如果距離很短不需要交納16.25元/M0實時性實時性高實時在線實時可靠性普通高高頻率工業(yè)頻率230MHZ或者400MHZ或者ISM免費頻點900MHZ,1800MHZ2.4GHz微波頻段抗干擾較好抗干擾能力強抗干擾能力強從站點數(shù)目從站越多輪尋時間越長不受限制（機站點負載能力范疇內(nèi)）不要太多組網(wǎng)方式適合小規(guī)模應用靈活以便適合大規(guī)模應用和有線網(wǎng)絡結(jié)合使用5.2三種方案分析方案1：無線網(wǎng)絡某些采用無線局域網(wǎng)技術(shù)，采用無線網(wǎng)橋設備，在機房附近安裝一種無線網(wǎng)橋，除攝象模塊每個PLC設備通過串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊與無線網(wǎng)橋連接進入局域網(wǎng)絡，攝象模塊中滑行車PLC通過串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊經(jīng)互換機和視頻服務器一并經(jīng)無線網(wǎng)橋接入系統(tǒng)局域網(wǎng)絡。這種辦法重要長處是沒有額外網(wǎng)絡運營費用，每個PLC可以直接和以太網(wǎng)銜接，整個系統(tǒng)都通過TCP/IP合同進行統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)通信以便。對于方案一，鑒于以上長處是咱們最適當首選方案，但是當前尚有某些詳細技術(shù)問題需要理解：無線網(wǎng)橋特殊使用方式：普通無線網(wǎng)橋是處在靜止狀態(tài)，并且普通組網(wǎng)規(guī)定中都明確闡明；構(gòu)建無線網(wǎng)絡時明確指出無線網(wǎng)橋之間最佳不要距離太近，以免產(chǎn)生重疊區(qū)，但是在監(jiān)測現(xiàn)場（焦爐頂部和周邊）有至少6（加備用PLC連網(wǎng)規(guī)定應當有8個無線結(jié)點）個無線網(wǎng)橋在移動工作，容易產(chǎn)生無線網(wǎng)橋重疊區(qū)，也許會嚴重影響無線網(wǎng)絡工作性能。當前調(diào)研成果：無線組網(wǎng)絡技術(shù)支持人員有說可以實現(xiàn)，也有說4-5個沒問題，多了不保險，多數(shù)狀況沒有實驗過。因此有待進一步調(diào)研。串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊也無線網(wǎng)絡接口問題：普通高性能PLC廠家都帶有以太網(wǎng)絡模塊，但在工業(yè)控制領域這樣應用狀況并不多，一種因素是其太網(wǎng)絡模塊價格較高，另一種是普通工業(yè)控制不需要連接以太網(wǎng)絡。解決這個問題尚有一種辦法就是使用串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊，它在有線局域網(wǎng)絡里已有成熟應用，并且價格比較低。在咱們開始無線網(wǎng)絡基本概念簡介中，接口某些咱們可以看到普通無線接入方式中其接口是從OSI七層合同數(shù)據(jù)鏈路層接入，因此無線MAC合同和有線網(wǎng)絡MAC合同是不同，因此在選型時要明確指出是要在無線網(wǎng)橋連接下使用。不但串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊存在這個問題，并且PLC廠家自帶以太網(wǎng)絡模塊也有此問題。2）方案2應用無線電臺方式：是比較成熟和保險技術(shù)，實現(xiàn)起來應當沒什么技術(shù)難度，適合小規(guī)模應用，正好與咱們工作規(guī)模相適當。3）方案3：CDMA/GPRS一種分組互換系統(tǒng)，有實時在線，按量計費，快捷登錄、高速傳播等特點。這種方式傳播數(shù)據(jù)實時性好，傳播速率高，不受地形或地區(qū)限制，按數(shù)據(jù)流量計費，平均費率低，適合大規(guī)模應用。最重要問題是它要通過Inertnet和CDMA/GPRS自己分組互換中心，本系統(tǒng)不但要承受較高流量和包月費用，還需要有到可視覺化綜合系統(tǒng)專用線路，這都是不小開支。最重要是系統(tǒng)可控性和可管性不如前兩種方案，例如會經(jīng)常遇到線路維修時候。6軟硬件配備6．1硬件配備GM3188-19.2KMOTORLA數(shù)傳電臺GM3188-19.2K型專業(yè)數(shù)傳電臺由于采用了全透明地數(shù)據(jù)流通信方式，不但通信延時小，同步保證了與PLC或是其他數(shù)據(jù)終端通信合同無縫結(jié)合。傳播速率：1200/2400/4800/19200bps，數(shù)據(jù)接口：RS-232C/TTL/485可選。無線網(wǎng)橋D-LinkDWL2100視頻服務器IWS-1000MPEG-