摘要:本文提供了一種基于CDMA網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)廢氣無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方案,簡(jiǎn)要介紹了CDMA技術(shù)的基本知識(shí),描述了CDMA無(wú)線(xiàn)傳輸應(yīng)用于供應(yīng)廢氣無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用,獲得了理想的效果.
關(guān)鍵詞:CDMA;DTU;Internet;廢氣;
部分 系統(tǒng)概述
環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)工作的重要組成部分,是環(huán)境管理的基礎(chǔ)和技術(shù)支持,隨著我國(guó)工業(yè)化和城市化的迅速發(fā)展,環(huán)境保護(hù)也相應(yīng)大力發(fā)展起來(lái),這樣就迫切需要加快全國(guó)環(huán)境管理基礎(chǔ)能力的建設(shè),提高環(huán)境監(jiān)測(cè)能力和環(huán)境監(jiān)督現(xiàn)代水平。我國(guó)空氣污染的情況相當(dāng)嚴(yán)重,是三大酸雨區(qū)之一,1999年全國(guó)S02排放總量為1848萬(wàn)噸,居一。在1999年監(jiān)測(cè)的335個(gè)城市中,40.5%的城市超過(guò)了空氣質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn),處于中度或嚴(yán)重污染狀態(tài),1999年污染最嚴(yán)重的10個(gè)城市我國(guó)占7個(gè),英國(guó)公布的空氣污染最嚴(yán)重的20個(gè)城市中,我國(guó)占16個(gè),所以對(duì)大氣環(huán)境的監(jiān)測(cè)與治理是一件刻不容緩的任務(wù)。
我國(guó)目前絕大部分地區(qū)依然采用人工采樣和實(shí)驗(yàn)室分析為主的大氣監(jiān)測(cè)手段,這種方式不能及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)到污染物的實(shí)時(shí)排放情況,使得環(huán)境管理人員很難在短時(shí)間內(nèi)摸清所有污染區(qū)的實(shí)際情況,使有些企業(yè)得以偷排、漏排污染物。另外對(duì)各種突發(fā)性污染源及污染現(xiàn)場(chǎng),也不能做到即時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和處理。針對(duì)以上情況我公司研發(fā)出無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸終端(CM6550P )配合工業(yè)廢氣無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件,可對(duì)污染物濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)。通過(guò)我司無(wú)線(xiàn)DTU將數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心和環(huán)境管理部門(mén)。工作人員可以在監(jiān)控中心或辦公室進(jìn)行監(jiān)測(cè),隨時(shí)得到即時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)告,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端無(wú)人值守。該設(shè)備可靈活應(yīng)用各點(diǎn)采集數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)傳輸;可快速、準(zhǔn)確、定時(shí)的向中心控制系統(tǒng)提供有力的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
第二部分 系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)由帶系統(tǒng)軟件的主站、帶CM6550P CDMA DTU傳輸終端的采集器和若干個(gè)固定監(jiān)測(cè)站組成。監(jiān)測(cè)中心對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)站進(jìn)行控制指揮,各監(jiān)測(cè)站采集各種污染參數(shù),兩者間的控制信息和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)DTU完成。監(jiān)測(cè)中心既是各監(jiān)測(cè)站的指揮中心,又是監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的匯集、處理和存貯的數(shù)據(jù)庫(kù)。各監(jiān)測(cè)站可設(shè)置為自動(dòng)定時(shí)向監(jiān)測(cè)中心發(fā)送信息,也可設(shè)置為平時(shí)處于待機(jī)狀態(tài),在收到監(jiān)測(cè)中心的指令后才開(kāi)始啟動(dòng)工作,將信息發(fā)送給監(jiān)測(cè)中心,各監(jiān)測(cè)站有數(shù)據(jù)采集,命令識(shí)別,數(shù)據(jù)發(fā)送的功能。
網(wǎng)絡(luò)拓展圖:
一、監(jiān)測(cè)中心由功能比較齊全的計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備如顯示器、打印機(jī)、繪圖機(jī)等和與各監(jiān)測(cè)站系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)數(shù)傳系統(tǒng)組成。
其中監(jiān)測(cè)中心有如下功能:
a) 實(shí)時(shí)功能:遙測(cè)、遙控功能;遙測(cè)包括有定時(shí)巡測(cè)和隨機(jī)點(diǎn)測(cè);
b) 數(shù)據(jù)處理功能:數(shù)據(jù)管理和存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)顯示、事故報(bào)警;
c) 管理功能:打印功能、參數(shù)管理、其中參數(shù)管理包括查詢(xún)修改通道連接狀態(tài)參數(shù)設(shè)置等功能;
d) 圖形功能:繪制各種參數(shù)曲線(xiàn),圖形檢索修改再生等;
e) 組態(tài)功能:再調(diào)度主站設(shè)置監(jiān)測(cè)站屬性、數(shù)量、站號(hào)各路編號(hào)、定義、上下限值,以便組成開(kāi)放式系統(tǒng),以利擴(kuò)展互換。
二、終端由高性能、長(zhǎng)壽命的電化學(xué)傳感器和獨(dú)立的測(cè)量模塊組成的綜合煙氣分析儀及才茂無(wú)線(xiàn)數(shù)傳產(chǎn)品CM6550P CDMA DTU組成。
監(jiān)測(cè)站的功能為:
a) 模塊化設(shè)計(jì):根據(jù)用戶(hù)的需要設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)測(cè)參數(shù),獨(dú)立的測(cè)量模塊對(duì)傳感器進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn),儀器自動(dòng)進(jìn)行交叉干擾修正;
b) 水收集器:塵過(guò)濾器和傳感器濾膜多層保護(hù),自動(dòng)空氣清洗和自動(dòng)停機(jī)保護(hù)功能有效保護(hù)了整個(gè)測(cè)量系統(tǒng),自動(dòng)排水器自動(dòng)排除凝結(jié)水;
c) 命令認(rèn)別功能:可以自行設(shè)定采樣、數(shù)據(jù)采集周期,也可以在接收到監(jiān)控中心的指令后自動(dòng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān),測(cè)得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);
d) 數(shù)據(jù)發(fā)送功能:把所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)傳DTU發(fā)送出去。
三、系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
1、監(jiān)測(cè)中心
有線(xiàn)的寬帶網(wǎng)絡(luò)
Window98/NT軟件平臺(tái)
支持TCP/IP NetBEUI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
支持自定義通訊協(xié)議
組態(tài)型工控軟件(中心通信軟件)
2、監(jiān)測(cè)站
綜合煙氣測(cè)試儀
? 標(biāo)準(zhǔn)探針:350mm X 8mm,3m煙氣導(dǎo)管(根據(jù)用戶(hù)需要設(shè)置)
? 各種電化學(xué)傳感器
(根據(jù)用戶(hù)需要設(shè)置不同的監(jiān)測(cè)參數(shù)、精度、范圍)
? 產(chǎn)品概述
CM6550P/CM6550EP CDMA DTU采用ARM9高性能工業(yè)級(jí)嵌入式處理器,以實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS為軟件支撐平臺(tái),內(nèi)嵌自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TCP/IP協(xié)議棧。為用戶(hù)提供高速,穩(wěn)定可靠系統(tǒng),數(shù)據(jù)終端實(shí)現(xiàn)TCP透明傳輸,設(shè)備永遠(yuǎn)在線(xiàn),并且支持多種協(xié)議轉(zhuǎn)換的虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量控制的用戶(hù),產(chǎn)品支持語(yǔ)音,短信,數(shù)據(jù)觸發(fā)上線(xiàn)以及超時(shí)自動(dòng)斷線(xiàn)的功能。同時(shí)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。公司產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于金融,水利,環(huán)保,電力,郵政,氣象等行業(yè)。
? 軟件功能
1. TCP/UDP透明數(shù)據(jù)傳輸;支持多種工作模式。心跳包技術(shù)。
2. 智能防掉線(xiàn),支持在線(xiàn)檢測(cè),在線(xiàn)維持,掉線(xiàn)自動(dòng)重?fù)埽_保設(shè)備永遠(yuǎn)在線(xiàn)。
3. 支持RSA,RC4加密算法
4. 支持虛擬值守VWM(Virtual Man Watch)功能,確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠
5. 支持虛擬數(shù)據(jù)專(zhuān)用網(wǎng)(APN/VPDN)
6. 支持?jǐn)?shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)域名和IP地址訪(fǎng)問(wèn)
7. 支持DNS動(dòng)態(tài)獲取,防止DNS服務(wù)器異常導(dǎo)致的設(shè)備當(dāng)機(jī)。
8. 支持雙數(shù)據(jù)中心備份
9. 支持多數(shù)據(jù)中心同時(shí)接受數(shù)據(jù)
10. 支持短信、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等喚醒方式以及超時(shí)斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)連接。
11. 支持短消息備份及告警。
12. 多重軟硬件看門(mén)狗
13. 數(shù)據(jù)包傳輸狀態(tài)報(bào)告。
14. 標(biāo)準(zhǔn)的AT命令界面
15. 可以用做普通撥號(hào)MODEM
16. 支持telnet功能。
17. 支持遠(yuǎn)程配置,遠(yuǎn)程控制
18. 通過(guò)串口軟件升級(jí)
19. 同時(shí)支持LINUX、UNIX和WINDOWS操作系統(tǒng)
? 產(chǎn)品特性
1. 三層系統(tǒng)保護(hù): 在原來(lái)兩級(jí)(軟件保護(hù)+CPU內(nèi)置看門(mén)狗保護(hù),外置硬件看門(mén)狗保護(hù))系統(tǒng)保護(hù)的基礎(chǔ)上,增加一級(jí)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)保護(hù)SWP(System Watch Protect),解決了業(yè)內(nèi)”假在線(xiàn)”,”假死機(jī)”,”當(dāng)機(jī)”等疑難問(wèn)題。
2. 超大緩存: 可以提供16M的客戶(hù)傳輸數(shù)據(jù)緩存,解決因網(wǎng)絡(luò)瓶頸導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失
3. 高速處理CPU: 采用速ARM9的工業(yè)級(jí)CPU,可以更加高速地處理各種協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,規(guī)避因CPU處理速度慢而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)重傳和丟失等問(wèn)題
4. DNS自動(dòng)獲?。鹤詣?dòng)獲取DNS,不再需要人工配置輸入DNS,規(guī)避了因?yàn)檫x擇的DNS服務(wù)器異常,導(dǎo)致DTU設(shè)備當(dāng)機(jī)的嚴(yán)重現(xiàn)象!
5. 完善的協(xié)議棧: 新系統(tǒng)加載了完善的TCP/IP協(xié)議棧,原來(lái)系統(tǒng)采用的是輕量級(jí)TCP/IP(LPIP)協(xié)議棧,協(xié)議棧是有裁剪的,新系統(tǒng)采用了完善的TCP/IP協(xié)議棧,網(wǎng)絡(luò)通信性能優(yōu)異。
6. EMC性能優(yōu)異:通過(guò)電力3000V電擊測(cè)試,特別適合在工業(yè)領(lǐng)域環(huán)境惡劣下使用,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
7. 支持多中心:客戶(hù)數(shù)據(jù)可以同時(shí)往客戶(hù)的監(jiān)控中心發(fā)送,支持發(fā)送中心達(dá)256個(gè)
8. RTU全面支持: 新款設(shè)備在數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位、流控上,能全面支持業(yè)內(nèi)的所有型號(hào)的RTU.解決了原來(lái)無(wú)法支持7位數(shù)據(jù)和2位停止位的問(wèn)題。
四、結(jié)論
該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍廣,測(cè)量精度高,可靠性好,實(shí)時(shí)性好,成本低,可廣泛用于電力、煤炭、石油、天然氣、鋼鐵、化工、石化、輕工、紡織、醫(yī)藥等行業(yè)的工業(yè)污染源,為國(guó)家控制和治理環(huán)境大氣污染提供決策依據(jù),提高了空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)管理水平。