發(fā)布時(shí)間：2022-07-18 04:00:26
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的淺談無線通信監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
摘要:隨著油田的開發(fā),偏遠(yuǎn)油區(qū)的數(shù)據(jù)監(jiān)控、視頻監(jiān)控在油田的安全生產(chǎn)、管理中發(fā)揮著重要作用,而無線通訊技術(shù)的應(yīng)用已逐漸成為各種監(jiān)控系統(tǒng)的主要鏈路方式。本文對(duì)目前廣泛應(yīng)用的幾種無線通訊技術(shù)的進(jìn)行簡單介紹,分析偏遠(yuǎn)油區(qū)的地理環(huán)境及生產(chǎn)環(huán)境對(duì)無線通訊技術(shù)應(yīng)用的影響。并對(duì)應(yīng)用無線網(wǎng)橋技術(shù)進(jìn)行的平臺(tái)視頻監(jiān)控項(xiàng)目中的成功應(yīng)用做簡單介紹。
關(guān)鍵詞:無線通信;油田;監(jiān)控系統(tǒng)
一、引言
在油田偏遠(yuǎn)油區(qū)生產(chǎn)過程中,對(duì)相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)及油井視頻進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)偏遠(yuǎn)油井的安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。但由于偏遠(yuǎn)油區(qū)裝置遠(yuǎn)離油田總部,應(yīng)用有線的通訊方式,施工困難且周期長、靈活性差。而無線通訊方式由于其建立物理鏈路簡單易行,成本低,可以根據(jù)現(xiàn)場需求及時(shí)調(diào)整項(xiàng)目方案,靈活性好,系統(tǒng)的功能擴(kuò)展方便,因此特別適合偏遠(yuǎn)油區(qū)對(duì)通信鏈路的要求。
二、常用的無線通訊技術(shù)
目前在油田現(xiàn)場廣泛應(yīng)用的無線通訊技術(shù)主要有GPRS/CDMA、數(shù)傳電臺(tái)、擴(kuò)頻微波、無線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通信、短波通信技術(shù)等。
其中GPRS和CDMA技術(shù)中國移動(dòng)和中國聯(lián)通公司的主營數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù),在數(shù)據(jù)傳輸方面有著很強(qiáng)的優(yōu)勢,即信號(hào)覆蓋范圍廣。對(duì)于陸上油田生產(chǎn)區(qū)域基本完全覆蓋。但由于海上油田地理位置特殊,遠(yuǎn)離陸地的基站,因此很多海上生產(chǎn)平臺(tái)還無法為GPRS/CDMA信號(hào)完全覆蓋。此外經(jīng)過測試,GPRS的平均速率為20kbit/s~40kbit/s,CDMA的平均速率為80kbit/s~100kbit/s,可以滿足傳輸小數(shù)據(jù)量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)要求,但無法滿足大數(shù)據(jù)量的信號(hào)(例如視頻信號(hào))遠(yuǎn)程無線傳輸。雖然有利用CDMA技術(shù)進(jìn)行視頻信號(hào)傳輸?shù)陌咐?但效果并不理想。
數(shù)字電臺(tái)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的工作環(huán)境,能夠提供標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口,可直接與計(jì)算機(jī)、RTU、PLC等數(shù)據(jù)終端連接,實(shí)現(xiàn)透明傳輸。數(shù)傳電臺(tái)的傳輸速率從1200~19.2Kbit,傳輸距離20~50公里。具有抗干擾能力強(qiáng)、接收靈敏度高等特點(diǎn)。數(shù)傳電臺(tái)技術(shù)比較成熟,標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,一直以來廣泛用于油田的數(shù)據(jù)遙測/數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)項(xiàng)目中。但隨著GPRS/CDMA技術(shù)的日漸成熟,相應(yīng)的設(shè)備價(jià)格的降低,使得在很多應(yīng)用場合中數(shù)傳電臺(tái)被GPRS/CDMA所取代。但同時(shí),數(shù)傳電臺(tái)的相關(guān)技術(shù)也在不斷發(fā)展,智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高帶寬的數(shù)傳電臺(tái)也不斷涌現(xiàn)。結(jié)合數(shù)傳電臺(tái)誤碼率低、信道可靠的特點(diǎn),數(shù)傳電臺(tái)必將成為海上油田通信技術(shù)應(yīng)用的可靠選擇。
擴(kuò)頻微波和無線網(wǎng)橋技術(shù)是近幾年興起的一門數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。擴(kuò)頻微波最大優(yōu)點(diǎn)在于較強(qiáng)的抗干擾能力,以及保密、多址、組網(wǎng)、抗多徑等,同時(shí)具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面廣等特點(diǎn),特別適合野外聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。而無線網(wǎng)橋是無線射頻技術(shù)和傳統(tǒng)的有線網(wǎng)橋技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。無線網(wǎng)橋是為使用無線(微波)進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)狞c(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)間互聯(lián)而設(shè)計(jì)。它是一種在鏈路層實(shí)現(xiàn)LAN互聯(lián)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,可用于固定數(shù)字設(shè)備與其他固定數(shù)字設(shè)備之間的遠(yuǎn)距離(可達(dá)50km)、高速(可達(dá)百M(fèi)bps)無線組網(wǎng)。這兩項(xiàng)技術(shù)都可以用來傳輸對(duì)帶寬要求相當(dāng)高的視頻監(jiān)控等大數(shù)據(jù)量信號(hào)傳輸業(yè)務(wù)。
例如,對(duì)于遠(yuǎn)離陸地且無法進(jìn)行中繼的海上平臺(tái),通訊鏈路只能通過衛(wèi)星通信和短波通訊。其中衛(wèi)星通信范圍大,只要衛(wèi)星發(fā)射的波束覆蓋進(jìn)行的范圍均可進(jìn)行通信。不易受陸地災(zāi)害影響,建設(shè)速度快,易于實(shí)現(xiàn)廣播和多址通信等等優(yōu)點(diǎn)。但其運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)昂貴,且系統(tǒng)維護(hù)要求高。短波通訊以往只在軍事通信、專業(yè)通信、業(yè)余通信中發(fā)揮著極為重要的作用,因其傳輸速率低、噪聲大,電離層反射天波為主,通常不能穩(wěn)定的使用固定頻率工作等缺點(diǎn),因此在其他領(lǐng)域已慢慢淡出人們的視線。盡管短波通信存在一些缺陷,但對(duì)于海上油田而言,短波通訊作為可靠性高、覆蓋區(qū)域廣的通信方式,用于海上平臺(tái)的緊急通信及小數(shù)據(jù)量傳輸應(yīng)該是一個(gè)比較好的選擇。
三、環(huán)境因素對(duì)技術(shù)應(yīng)用的影響
偏遠(yuǎn)油區(qū)的環(huán)境因素以以海上油田最為特殊。海上油田除了考慮信道帶寬,傳輸數(shù)率,傳輸距離,發(fā)射功率,天線要求等通信設(shè)備本身的技術(shù)參數(shù)外,在應(yīng)用無線通訊技術(shù)的過程中,還必須全面地考慮海上平臺(tái)獨(dú)特的地理環(huán)境與地理?xiàng)l件對(duì)無線通信技術(shù)應(yīng)用的影響。
3.1對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?
可以通過選取性能好的設(shè)備或應(yīng)用抗干擾措施以減少甚至避免干擾。但無線通信過程中的信號(hào)衰落問題則是普遍存在的,而且是不可避免的。由于海上油田遠(yuǎn)離陸地,與陸地之間的廣闊的海域、多變的氣候使得在陸上應(yīng)用效果很好的技術(shù)在海上應(yīng)用時(shí)沒有了用武之地。
微波在空間傳播中將受到大氣效應(yīng)和地面效應(yīng)的影響,導(dǎo)致接受機(jī)接受的電平隨著時(shí)間的變化而不斷起伏變化,我們把這種現(xiàn)象稱為衰落。從衰落的物理因素來看,可以分成以下幾類:吸收衰落、雨霧衰落、K型衰落、波導(dǎo)型衰落、閃爍衰落等等。在各種衰落因素中,吸收衰落、雨霧衰落及K型衰落對(duì)海上油田的無線通信應(yīng)用影響較大。
3.2對(duì)技術(shù)應(yīng)用的影響
各項(xiàng)通信技術(shù)在海上油田應(yīng)用中還存在的另外一個(gè)問題就是其獨(dú)特的現(xiàn)場環(huán)境。海上平臺(tái)一般空間狹小,還要考慮海上多風(fēng),平臺(tái)最高點(diǎn)一般較低的特點(diǎn)。
首先是對(duì)天線安裝的限制。海上微波通信受地形地貌影響,相同的通信距離要求兩端天線的高度更高。對(duì)于衛(wèi)星通信、擴(kuò)頻微波、短波通信等天線體積較大的應(yīng)用,由于海上風(fēng)力較大,抗風(fēng)性的要求也使得設(shè)備在小平臺(tái)的安裝變得十分困難。
此外,對(duì)于無人值守的平臺(tái),設(shè)備必須具有高可靠性、可自動(dòng)維護(hù)、參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置等功能。而對(duì)于衛(wèi)星通信、短波通信等要求平臺(tái)上配備專業(yè)管理操作人員進(jìn)行設(shè)備的管理維護(hù),這一特點(diǎn)也為技術(shù)的應(yīng)用帶來一定的限制。
四、無線網(wǎng)橋技術(shù)在海上平臺(tái)視頻監(jiān)控中的應(yīng)用
在實(shí)際的現(xiàn)場應(yīng)用中,我們選取了基于5.8G無線網(wǎng)橋設(shè)備進(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用測試。測試地點(diǎn)為淺海油井,測試內(nèi)容為4路視頻監(jiān)控圖像的傳輸。該系統(tǒng)具體解決方案是利用摩托羅拉Canopy5.8G無線網(wǎng)橋建立通信鏈路。在平臺(tái)一側(cè)首先通過視頻服務(wù)器將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為可在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)流,之后由無線網(wǎng)橋?qū)⑿盘?hào)傳輸?shù)疥懙囟?。陸地端一?cè)通過無線網(wǎng)橋進(jìn)行接收后由視頻監(jiān)控服務(wù)器處理后,對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行錄像存儲(chǔ)及Web。相關(guān)用戶可依據(jù)相應(yīng)權(quán)限在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行視頻圖像的瀏覽、錄像等操作。
系統(tǒng)通訊鏈路建立后,可遠(yuǎn)端對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,設(shè)備維護(hù)方便。監(jiān)控視頻圖像清晰、連貫,滿足監(jiān)控要求。從系統(tǒng)的鏈路冗余可以看出本次測試的應(yīng)用距離已接近5.8G無線網(wǎng)橋技術(shù)在海上應(yīng)用的最遠(yuǎn)距離。從系統(tǒng)的穩(wěn)定性出發(fā),在更遠(yuǎn)一些的類似應(yīng)用中應(yīng)謹(jǐn)慎選擇這項(xiàng)技術(shù)。公務(wù)員之家
結(jié)論
無線通信技術(shù)在偏遠(yuǎn)油區(qū)的應(yīng)用已逐漸成為各種監(jiān)控系統(tǒng)的主要鏈路方式。在選取相關(guān)技術(shù)時(shí)除了要考慮包括傳輸距離、信號(hào)帶寬、天線安裝條件、發(fā)射功率、設(shè)備功耗、系統(tǒng)成本等各方面因素外,同時(shí)還要充分考慮環(huán)境對(duì)通信的影響。信號(hào)的衰弱會(huì)使很多通信技術(shù)達(dá)不到理論標(biāo)定的距離,因此無法適應(yīng)現(xiàn)場需要。面對(duì)大量的數(shù)據(jù)傳輸管理的需求,在選擇無線通信技術(shù)手段方面還應(yīng)統(tǒng)籌計(jì)劃。特別是要對(duì)采用技術(shù)的先進(jìn)性、可靠性及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性等多方面進(jìn)行綜合考慮。
摘 要：伴隨人防工程的建設(shè)開發(fā)，監(jiān)控系統(tǒng)在其安全管控中體現(xiàn)了綜合優(yōu)勢價(jià)值。無線通信手段的快速發(fā)展應(yīng)用則逐步變?yōu)楦黝惐O(jiān)督管控體系的主體鏈路模式。本文就人防工程中無線通信監(jiān)控技術(shù)展開探討，對(duì)提升工程建設(shè)水平，創(chuàng)設(shè)顯著效益，有重要的實(shí)踐意義。
關(guān)鍵詞：人防工程；無線通信；監(jiān)控技術(shù)
引言
人民防空通信系統(tǒng)是國防戰(zhàn)備的重要組成部分。人民防空通信系統(tǒng)是隨著城市防空襲斗爭的出現(xiàn)而產(chǎn)生和發(fā)展的。人民防空通信系統(tǒng)也是人民防空的重要組成部分。人民防空通信系統(tǒng)保障人民防空指揮機(jī)構(gòu)對(duì)人民防空襲斗爭實(shí)施穩(wěn)定 可靠暢通和不間斷的指揮，是一項(xiàng)群眾性的國防戰(zhàn)略工作。軍隊(duì)有關(guān)部部門應(yīng)向人民防空部通報(bào)空中情報(bào)，軍隊(duì)通信部門對(duì)人民防空通信負(fù)有保障和業(yè)務(wù)指導(dǎo)任務(wù)，戰(zhàn)時(shí)防空，城市防衛(wèi)，要地防空，野戰(zhàn)防空都要運(yùn)用各種通信手段建立協(xié)調(diào)通信、與其它通信相比較，人民防空通信具有軍事價(jià)值，也是進(jìn)一步突出了人民防空的特色。
一、人防通信工程基本特征分析
1、波段特征：無線通信為人防通信應(yīng)急應(yīng)用體系的核心構(gòu)成內(nèi)容，借助空間點(diǎn)播傳輸特征以及既定規(guī)律完成通信。包括長波、短波以及中波通信、高頻還有特高頻通信等。各類通信均可完成數(shù)據(jù)通信。其中短波通信也可叫做高頻通信，其顯著特征在于，通信傳輸距離較遠(yuǎn)，基于中繼系統(tǒng)為電離層，因而其距離可由數(shù)公里至數(shù)萬公里。
2、施工特征：施工架設(shè)相對(duì)簡單便利，移動(dòng)處理快速，可應(yīng)用移動(dòng)天線實(shí)現(xiàn)動(dòng)中通信。倘若想發(fā)揮更佳的性能水平，則可應(yīng)用固定天線。該線路架設(shè)施工通常位于野外環(huán)境中也僅需要數(shù)分鐘便可完成。
3、對(duì)講聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)靈活：人防工程與他類專用通信系統(tǒng)之中，進(jìn)行超短波的傳輸通信通常為常規(guī)對(duì)講通信聯(lián)絡(luò)以及集群通信體系等。當(dāng)前常規(guī)對(duì)講聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)為全球用戶廣泛應(yīng)用的服務(wù)形式之一。基于應(yīng)用便利靈活、維護(hù)管理簡單，該類常規(guī)應(yīng)用體系將始終為超短波通信應(yīng)用最為常見流行的技術(shù)。系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)通話以及接聽功能的基礎(chǔ)上，還具備更豐富的他類功能。集群通信便為系統(tǒng)體現(xiàn)的可用信道功能，可為整體用戶的集成應(yīng)用，發(fā)揮了自動(dòng)優(yōu)選信道的良好功能?？蓪?shí)現(xiàn)資源的全面共享以及費(fèi)用承擔(dān)，并可令信道設(shè)施整體共用，實(shí)現(xiàn)多功能的應(yīng)用服務(wù)，高效快速的無線調(diào)度與優(yōu)質(zhì)的通信傳輸。
4、該系統(tǒng)特征在于實(shí)現(xiàn)了頻率共用，可令原有配合單位專用頻率實(shí)現(xiàn)全面集成，并供各方一同應(yīng)用。其中共用設(shè)施基于頻率實(shí)現(xiàn)的共用，因此有可能令各個(gè)分建管控中心以及基站工作設(shè)施進(jìn)行匯集建設(shè)。同時(shí)，共享覆蓋范疇可實(shí)現(xiàn)各個(gè)附近覆蓋范疇網(wǎng)絡(luò)的全面互聯(lián)，進(jìn)而獲取更為廣泛的覆蓋地區(qū)。再者，共享應(yīng)用的通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)，可基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)行有序的組織傳輸各類專業(yè)豐富的信息資訊，為各方服務(wù)應(yīng)用。短波通信體系以及超短波間利用專用設(shè)施完成互聯(lián)，構(gòu)建了靈活豐富、高效、多功能的無線通信應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
二、人防通信工程無線通信技術(shù)
當(dāng)前，人防工程項(xiàng)目中普遍應(yīng)用的無線手段包括數(shù)傳電臺(tái)、通用分組無線服務(wù)技術(shù)、CDMA、衛(wèi)星通信、短波技術(shù)以及無線網(wǎng)橋手段等。CDMA以及通用分組無線服務(wù)技術(shù)為移動(dòng)與聯(lián)通公司承載的主體數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)項(xiàng)目，數(shù)據(jù)傳輸過程中具有明顯優(yōu)勢，也就是信號(hào)的覆蓋范疇廣泛。另外，通過測試該兩類技術(shù)可
符合傳輸較小數(shù)據(jù)量的標(biāo)準(zhǔn)，卻不能承載大容量數(shù)據(jù)的信號(hào)。例如大容量的視頻信號(hào)等，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線的高效傳輸。數(shù)字電臺(tái)通常為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以及點(diǎn)至多點(diǎn)的服務(wù)運(yùn)行環(huán)境，可同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)終端完成直接高效的互聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)快速的透明無線傳輸。數(shù)傳電臺(tái)其應(yīng)用傳輸距離通常為二十至五十公里，體現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)的抗干擾性能以及靈敏的接收能效。該技術(shù)相對(duì)成熟，且規(guī)范統(tǒng)一，普遍應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集、遙測以及監(jiān)控工程中。當(dāng)然，伴隨移動(dòng)、聯(lián)通公司無線通信技術(shù)的逐步成熟化發(fā)展，令各類設(shè)備成本費(fèi)用下降，并令較多數(shù)傳電臺(tái)實(shí)現(xiàn)了更新發(fā)展，其將向著更加智能、高速率、敏捷、高帶寬的方向不斷邁進(jìn)。加之自身誤碼率較小、通信信道安全可靠特征，令數(shù)傳電臺(tái)勢必發(fā)展為人防工程以及他類行業(yè)通信服務(wù)的優(yōu)質(zhì)手段。
三、人防通信工程中短波通信的分析
短波通信是唯一不受網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源中繼體制制約的遠(yuǎn)程通信手段，一但發(fā)生戰(zhàn)爭或?yàn)?zāi)害，各種通信網(wǎng)絡(luò)都可能受到破壞，衛(wèi)星可能受到攻擊。無論哪種通信方式，其抗毀能力和自主通信能力與短波無可相比。在山區(qū)、戈壁、海 洋等地區(qū)主要依靠短波，與衛(wèi)星通信相比，短波不用付費(fèi)，運(yùn)行成本低。近年來短波通信技術(shù)在世界范圍內(nèi)獲得飛躍發(fā)展。短波通信被廣泛地用于政府、軍事、人民防空、氣象、導(dǎo)航、水利等部門，用于傳遞語言、文字、網(wǎng)像、數(shù)據(jù)等信息。短波通信始終是人民防空遠(yuǎn)距離指揮通信和應(yīng)急通信的重要手段之一。
短波通信是戰(zhàn)略通信網(wǎng)的重要組成部分。也是人民防空通信的重要組成部分。短波通信設(shè)備相對(duì)簡單、體積小，機(jī)動(dòng)靈活，成本低，可用較小的發(fā)射功率進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。所以一直是重要的通信手段，特別是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距通信的主要手段。
短波通信戰(zhàn)時(shí)比衛(wèi)星通信更可靠。設(shè)備相對(duì)簡單，造價(jià)低，體積小、容易部署、機(jī)動(dòng)靈活。傳播損耗小，以較小的功率進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信?？裳杆俳M織近、中、遠(yuǎn)程距離通信。短波通信的性能在很大程度上取決短波信道的特性，短波信道是一種典型的隨機(jī)參量信道，它靠天波和地波兩種傳播數(shù)據(jù)方式進(jìn)行傳播。地波傳波較隱定。但傳播距離在幾十公里.天波靠電離層的反射傳播而電離層的特性是隨時(shí)間、空間及無線電波的頻率隨機(jī)變化的，因此短波信道的參數(shù)及其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懸彩请S機(jī)變化的。在我國短波通信網(wǎng)是戰(zhàn)略通信網(wǎng)之一。是戰(zhàn)時(shí)作戰(zhàn)指揮通信的“殺手锏”.也是人民防空防空襲斗爭的“殺 手銅”，它必然在未來防突襲斗爭中發(fā)揮著無與倫比的作用。
四、人防工程無線網(wǎng)橋技術(shù)應(yīng)用
人防工程建設(shè)階段中，可通過無線網(wǎng)橋設(shè)施實(shí)施科學(xué)測試與服務(wù)應(yīng)用。可利用四路視頻監(jiān)督管控系統(tǒng)，借助無線網(wǎng)橋搭建鏈路，完成通信。可位于平臺(tái)一方應(yīng)用視頻服務(wù)器令視頻模擬形成可位于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中應(yīng)用傳輸數(shù)據(jù)流，而后令信號(hào)從無線網(wǎng)橋逐步傳輸至監(jiān)控一端。接下來，可利用無線網(wǎng)橋完成接收，并通過監(jiān)控服務(wù)器的高效匯集處理，令視頻信號(hào)完成錄像以及快速的儲(chǔ)存，基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。監(jiān)督管控工作人員則可就具體的權(quán)限標(biāo)準(zhǔn)位于局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)視頻信息的瀏覽查閱、錄像等處理。建成通訊鏈路，可位于遠(yuǎn)端進(jìn)行設(shè)備參數(shù)布設(shè)，提升維護(hù)管理便利性。監(jiān)控應(yīng)用視頻信息持續(xù)、清楚，可符合監(jiān)督管理核心標(biāo)準(zhǔn)。由系統(tǒng)鏈路總體冗余性不難得出，其測試應(yīng)用傳輸距離可達(dá)到無限網(wǎng)橋手段應(yīng)用服務(wù)的最大化標(biāo)準(zhǔn)。由系統(tǒng)整體可靠穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)審視，倘若應(yīng)用距離繼續(xù)擴(kuò)充，進(jìn)行類似監(jiān)管服務(wù)，則應(yīng)秉承審慎細(xì)致的態(tài)度應(yīng)用該技術(shù)手段。總之，人防工程地下建設(shè)、環(huán)境相對(duì)復(fù)雜、具有一定干擾影響特征決定，布設(shè)無線通信系統(tǒng)、優(yōu)質(zhì)的運(yùn)營服務(wù)具有一定難度。為此，我們只有配置優(yōu)質(zhì)良好的通信服務(wù)設(shè)施，應(yīng)用現(xiàn)代化無線通信技術(shù)手段，開創(chuàng)優(yōu)質(zhì)高效的人防工程無線通信系統(tǒng)，方能提升總體應(yīng)用服務(wù)效能，發(fā)揮無線通信技術(shù)綜合優(yōu)勢，推進(jìn)人防工程建設(shè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。
結(jié)束語
現(xiàn)如今，無線通信技術(shù)取得突破性發(fā)展，這些為基于新一代通訊技術(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研制提供了技術(shù)支持和實(shí)現(xiàn)可能。人防通信作為多種通信技術(shù)的融合涉及有線通信、無線通信、衛(wèi)星通信、人防警報(bào)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)要求維護(hù)人員具有較高的專業(yè)技術(shù)水平，因此也需要國家加大對(duì)其的投入支持力度。
摘要：隨著油田的開發(fā)，偏遠(yuǎn)油區(qū)的數(shù)據(jù)監(jiān)控、視頻監(jiān)控在油田的安全生產(chǎn)、管理中發(fā)揮著重要作用，而無線通訊技術(shù)的應(yīng)用已逐漸成為各種監(jiān)控系統(tǒng)的主要鏈路方式。本文對(duì)目前廣泛應(yīng)用的幾種無線通訊技術(shù)的進(jìn)行簡單介紹，分析偏遠(yuǎn)油區(qū)的地理環(huán)境及生產(chǎn)環(huán)境對(duì)無線通訊技術(shù)應(yīng)用的影響。并對(duì)應(yīng)用無線網(wǎng)橋技術(shù)進(jìn)行的平臺(tái)視頻監(jiān)控項(xiàng)目中的成功應(yīng)用做簡單介紹。
關(guān)鍵詞：無線通信；油田；監(jiān)控系統(tǒng)
一、引言
在油田偏遠(yuǎn)油區(qū)生產(chǎn)過程中，對(duì)相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)及油井視頻進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)偏遠(yuǎn)油井的安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。但由于偏遠(yuǎn)油區(qū)裝置遠(yuǎn)離油田總部，應(yīng)用有線的通訊方式，施工困難且周期長、靈活性差。而無線通訊方式由于其建立物理鏈路簡單易行，成本低，可以根據(jù)現(xiàn)場需求及時(shí)調(diào)整項(xiàng)目方案，靈活性好，系統(tǒng)的功能擴(kuò)展方便，因此特別適合偏遠(yuǎn)油區(qū)對(duì)通信鏈路的要求。
二、常用的無線通訊技術(shù)
目前在油田現(xiàn)場廣泛應(yīng)用的無線通訊技術(shù)主要有GPRS/CDMA、數(shù)傳電臺(tái)、擴(kuò)頻微波、無線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通信、短波通信技術(shù)等。
其中GPRS和CDMA技術(shù)中國移動(dòng)和中國聯(lián)通公司的主營數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，在數(shù)據(jù)傳輸方面有著很強(qiáng)的優(yōu)勢，即信號(hào)覆蓋范圍廣。對(duì)于陸上油田生產(chǎn)區(qū)域基本完全覆蓋。但由于海上油田地理位置特殊，遠(yuǎn)離陸地的基站，因此很多海上生產(chǎn)平臺(tái)還無法為GPRS/CDMA信號(hào)完全覆蓋。此外經(jīng)過測試，GPRS的平均速率為20kbit/s～40kbit/s，CDMA的平均速率為80kbit/s～100kbit/s，可以滿足傳輸小數(shù)據(jù)量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)要求，但無法滿足大數(shù)據(jù)量的信號(hào)（例如視頻信號(hào)）遠(yuǎn)程無線傳輸。雖然有利用CDMA技術(shù)進(jìn)行視頻信號(hào)傳輸?shù)陌咐?，但效果并不理想?
數(shù)字電臺(tái)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的工作環(huán)境，能夠提供標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口，可直接與計(jì)算機(jī)、RTU、PLC等數(shù)據(jù)終端連接，實(shí)現(xiàn)透明傳輸。數(shù)傳電臺(tái)的傳輸速率從1200～19.2Kbit，傳輸距離20～50公里。具有抗干擾能力強(qiáng)、接收靈敏度高等特點(diǎn)。數(shù)傳電臺(tái)技術(shù)比較成熟，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，一直以來廣泛用于油田的數(shù)據(jù)遙測/數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)項(xiàng)目中。但隨著GPRS/CDMA技術(shù)的日漸成熟，相應(yīng)的設(shè)備價(jià)格的降低，使得在很多應(yīng)用場合中數(shù)傳電臺(tái)被GPRS/CDMA所取代。但同時(shí)，數(shù)傳電臺(tái)的相關(guān)技術(shù)也在不斷發(fā)展，智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高帶寬的數(shù)傳電臺(tái)也不斷涌現(xiàn)。結(jié)合數(shù)傳電臺(tái)誤碼率低、信道可靠的特點(diǎn)，數(shù)傳電臺(tái)必將成為海上油田通信技術(shù)應(yīng)用的可靠選擇。
擴(kuò)頻微波和無線網(wǎng)橋技術(shù)是近幾年興起的一門數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。擴(kuò)頻微波最大優(yōu)點(diǎn)在于較強(qiáng)的抗干擾能力，以及保密、多址、組網(wǎng)、抗多徑等，同時(shí)具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面廣等特點(diǎn)，特別適合野外聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。而無線網(wǎng)橋是無線射頻技術(shù)和傳統(tǒng)的有線網(wǎng)橋技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。無線網(wǎng)橋是為使用無線（微波）進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)狞c(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)間互聯(lián)而設(shè)計(jì)。它是一種在鏈路層實(shí)現(xiàn)LAN互聯(lián)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，可用于固定數(shù)字設(shè)備與其他固定數(shù)字設(shè)備之間的遠(yuǎn)距離（可達(dá)50km）、高速（可達(dá)百M(fèi)bps）無線組網(wǎng)。這兩項(xiàng)技術(shù)都可以用來傳輸對(duì)帶寬要求相當(dāng)高的視頻監(jiān)控等大數(shù)據(jù)量信號(hào)傳輸業(yè)務(wù)。
例如，對(duì)于遠(yuǎn)離陸地且無法進(jìn)行中繼的海上平臺(tái)，通訊鏈路只能通過衛(wèi)星通信和短波通訊。其中衛(wèi)星通信范圍大，只要衛(wèi)星發(fā)射的波束覆蓋進(jìn)行的范圍均可進(jìn)行通信。不易受陸地災(zāi)害影響，建設(shè)速度快，易于實(shí)現(xiàn)廣播和多址通信等等優(yōu)點(diǎn)。但其運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)昂貴，且系統(tǒng)維護(hù)要求高。短波通訊以往只在軍事通信、專業(yè)通信、業(yè)余通信中發(fā)揮著極為重要的作用，因其傳輸速率低、噪聲大，電離層反射天波為主，通常不能穩(wěn)定的使用固定頻率工作等缺點(diǎn)，因此在其他領(lǐng)域已慢慢淡出人們的視線。盡管短波通信存在一些缺陷，但對(duì)于海上油田而言，短波通訊作為可靠性高、覆蓋區(qū)域廣的通信方式，用于海上平臺(tái)的緊急通信及小數(shù)據(jù)量傳輸應(yīng)該是一個(gè)比較好的選擇。
三、環(huán)境因素對(duì)技術(shù)應(yīng)用的影響
偏遠(yuǎn)油區(qū)的環(huán)境因素以以海上油田最為特殊。海上油田除了考慮信道帶寬，傳輸數(shù)率，傳輸距離，發(fā)射功率，天線要求等通信設(shè)備本身的技術(shù)參數(shù)外，在應(yīng)用無線通訊技術(shù)的過程中，還必須全面地考慮海上平臺(tái)獨(dú)特的地理環(huán)境與地理?xiàng)l件對(duì)無線通信技術(shù)應(yīng)用的影響。
3.1對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?
可以通過選取性能好的設(shè)備或應(yīng)用抗干擾措施以減少甚至避免干擾。但無線通信過程中的信號(hào)衰落問題則是普遍存在的，而且是不可避免的。由于海上油田遠(yuǎn)離陸地，與陸地之間的廣闊的海域、多變的氣候使得在陸上應(yīng)用效果很好的技術(shù)在海上應(yīng)用時(shí)沒有了用武之地。
微波在空間傳播中將受到大氣效應(yīng)和地面效應(yīng)的影響，導(dǎo)致接受機(jī)接受的電平隨著時(shí)間的變化而不斷起伏變化，我們把這種現(xiàn)象稱為衰落。從衰落的物理因素來看，可以分成以下幾類：吸收衰落、雨霧衰落、K型衰落、波導(dǎo)型衰落、閃爍衰落等等。在各種衰落因素中，吸收衰落、雨霧衰落及K型衰落對(duì)海上油田的無線通信應(yīng)用影響較大。
3.2對(duì)技術(shù)應(yīng)用的影響
各項(xiàng)通信技術(shù)在海上油田應(yīng)用中還存在的另外一個(gè)問題就是其獨(dú)特的現(xiàn)場環(huán)境。海上平臺(tái)一般空間狹小，還要考慮海上多風(fēng)，平臺(tái)最高點(diǎn)一般較低的特點(diǎn)。
首先是對(duì)天線安裝的限制。海上微波通信受地形地貌影響，相同的通信距離要求兩端天線的高度更高。對(duì)于衛(wèi)星通信、擴(kuò)頻微波、短波通信等天線體積較大的應(yīng)用，由于海上風(fēng)力較大，抗風(fēng)性的要求也使得設(shè)備在小平臺(tái)的安裝變得十分困難。
此外，對(duì)于無人值守的平臺(tái)，設(shè)備必須具有高可靠性、可自動(dòng)維護(hù)、參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置等功能。而對(duì)于衛(wèi)星通信、短波通信等要求平臺(tái)上配備專業(yè)管理操作人員進(jìn)行設(shè)備的管理維護(hù)，這一特點(diǎn)也為技術(shù)的應(yīng)用帶來一定的限制。
四、無線網(wǎng)橋技術(shù)在海上平臺(tái)視頻監(jiān)控中的應(yīng)用
在實(shí)際的現(xiàn)場應(yīng)用中，我們選取了基于5.8G無線網(wǎng)橋設(shè)備進(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用測試。測試地點(diǎn)為淺海油井，測試內(nèi)容為4路視頻監(jiān)控圖像的傳輸。該系統(tǒng)具體解決方案是利用摩托羅拉Canopy5.8G無線網(wǎng)橋建立通信鏈路。在平臺(tái)一側(cè)首先通過視頻服務(wù)器將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為可在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)流，之后由無線網(wǎng)橋?qū)⑿盘?hào)傳輸?shù)疥懙囟恕ｊ懙囟艘粋?cè)通過無線網(wǎng)橋進(jìn)行接收后由視頻監(jiān)控服務(wù)器處理后，對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行錄像存儲(chǔ)及Web。相關(guān)用戶可依據(jù)相應(yīng)權(quán)限在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行視頻圖像的瀏覽、錄像等操作。
系統(tǒng)通訊鏈路建立后，可遠(yuǎn)端對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)備維護(hù)方便。監(jiān)控視頻圖像清晰、連貫，滿足監(jiān)控要求。從系統(tǒng)的鏈路冗余可以看出本次測試的應(yīng)用距離已接近5.8G無線網(wǎng)橋技術(shù)在海上應(yīng)用的最遠(yuǎn)距離。從系統(tǒng)的穩(wěn)定性出發(fā)，在更遠(yuǎn)一些的類似應(yīng)用中應(yīng)謹(jǐn)慎選擇這項(xiàng)技術(shù)。公務(wù)員之家
結(jié)論
無線通信技術(shù)在偏遠(yuǎn)油區(qū)的應(yīng)用已逐漸成為各種監(jiān)控系統(tǒng)的主要鏈路方式。在選取相關(guān)技術(shù)時(shí)除了要考慮包括傳輸距離、信號(hào)帶寬、天線安裝條件、發(fā)射功率、設(shè)備功耗、系統(tǒng)成本等各方面因素外，同時(shí)還要充分考慮環(huán)境對(duì)通信的影響。信號(hào)的衰弱會(huì)使很多通信技術(shù)達(dá)不到理論標(biāo)定的距離，因此無法適應(yīng)現(xiàn)場需要。面對(duì)大量的數(shù)據(jù)傳輸管理的需求，在選擇無線通信技術(shù)手段方面還應(yīng)統(tǒng)籌計(jì)劃。特別是要對(duì)采用技術(shù)的先進(jìn)性、可靠性及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性等多方面進(jìn)行綜合考慮。
摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，交通運(yùn)輸業(yè)也得到了快速發(fā)展。尤其是高速公路的發(fā)展中融合了智能監(jiān)控?zé)o線通信技術(shù)更加帶動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。本文主要就高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)以及高速公路智能監(jiān)控?zé)o線通信技術(shù)進(jìn)行了分析研究。
關(guān)鍵詞：高速公路 智能監(jiān)控系統(tǒng) 無線通信技術(shù)
引言
目前，交通運(yùn)輸業(yè)使得我國個(gè)部分之間的經(jīng)濟(jì)交往更加密切，這在很大程度上促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步。尤其是高速公路的發(fā)展，更加縮短了彼此之間的距離。但是隨著社會(huì)的發(fā)展，車輛也逐漸增多，高速公路上由于管理制度及系統(tǒng)的不完善出現(xiàn)的不安全事故也時(shí)有發(fā)生。為了更好的促進(jìn)高速公路的發(fā)展，規(guī)范高速公路的交通準(zhǔn)則，對(duì)于高速公路上的車輛進(jìn)行規(guī)范是必不可少的，由于車輛數(shù)量的繁多，對(duì)其進(jìn)行管理就有一定難度，因此，智能監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用就在很大程度上促進(jìn)管理效率的提高，再加上無線通信技術(shù)更加使得高速公路的管理具有高效性。
一、高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)的概述
1、高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)的概念
高速公路智能交通監(jiān)控系統(tǒng)主要就是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視頻傳輸技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到監(jiān)控管理中，提高監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)本著“全面規(guī)劃、整體設(shè)計(jì)、分步實(shí)施的原則進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與整合，系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)中充分考慮后期技術(shù)擴(kuò)展、功能擴(kuò)充的情況出現(xiàn)，隨著信息數(shù)據(jù)的增多和新的開發(fā)技術(shù)的不斷出現(xiàn)，系統(tǒng)的需求可能發(fā)生改變，為滿足今后環(huán)境和系統(tǒng)需求的改變，系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性。同時(shí)由于監(jiān)控過程中周圍環(huán)境變化，系統(tǒng)要具有強(qiáng)的抗干擾性，另外系統(tǒng)還具有實(shí)用性，這是高速公路智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的最基本目標(biāo)，通過對(duì)監(jiān)控過程進(jìn)行研究與分析，總結(jié)開發(fā)設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，滿足系統(tǒng)的主要需求，系統(tǒng)界面美觀，操作簡單，信息清醒明確，是一個(gè)實(shí)用性極強(qiáng)的系統(tǒng)。而且數(shù)據(jù)源還要多樣性，這主要是由于部門業(yè)務(wù)信息化發(fā)展要求，各項(xiàng)信息化系統(tǒng)逐步構(gòu)建完備，需要針對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的導(dǎo)出或者導(dǎo)入，對(duì)于新的數(shù)據(jù)源在數(shù)據(jù)提取方面需要預(yù)先考慮。
2、高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)容
高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容：
2.1數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)
在高速公路的智能監(jiān)控中，數(shù)據(jù)是整個(gè)交通管理中的基本元素，也是各個(gè)系統(tǒng)的紐帶。這種系統(tǒng)主要是根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)來確定信息采集的周期，通過并行監(jiān)視的模式來讀取分中心的車輛檢測器、收費(fèi)站、緊急電話、限速標(biāo)志設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，它為整個(gè)交通系統(tǒng)提供了便利，可以為道路電視監(jiān)控、調(diào)度指揮、車流量檢測提供通信服務(wù)。
2.2視頻監(jiān)視系統(tǒng)
這種系統(tǒng)會(huì)利用當(dāng)今較為先進(jìn)的視頻技術(shù)，將收費(fèi)亭、收費(fèi)車道、廣場的道路訊息進(jìn)行收集，在將收集到的這些數(shù)字處理之后，通過信息傳輸系統(tǒng)將其傳送到管理中心，對(duì)高速公路上的各種情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，可以幫助管理人員做出相應(yīng)的管理措施。高速公路的視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為兩部分，分別是收費(fèi)監(jiān)控和道路監(jiān)控。其中收費(fèi)系統(tǒng)主要是對(duì)收費(fèi)亭和收費(fèi)廣場的收費(fèi)情況，對(duì)收費(fèi)車輛的車型和收費(fèi)人員的操作流程進(jìn)行監(jiān)控。道路監(jiān)控主要針對(duì)高速公路上的高架橋、互通立交等重要露點(diǎn)實(shí)行監(jiān)控，掌握高速公路的交通狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)交通阻塞路段、違章車輛，對(duì)其給予及時(shí)引導(dǎo)，最大限度地保證了高速公路安全暢通。
2.3交通監(jiān)控系統(tǒng)
交通監(jiān)控系統(tǒng)主要是收集路段上的外場設(shè)備數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)和高速公路的交通信息等，把收集回來的信息通過TGIS在地圖上顯示，對(duì)信息、高速公路養(yǎng)護(hù)和管制等疊加在路線網(wǎng)絡(luò)中，并且對(duì)此進(jìn)行事故處理、協(xié)調(diào)和誘導(dǎo)等。為了使這種功能充分發(fā)揮，增強(qiáng)調(diào)度的自動(dòng)化程度，還在系統(tǒng)中增添了事件處理功能，這種功能可以將交通事故、天氣狀況記錄下來。其實(shí)，交通監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的就是對(duì)交通進(jìn)行一個(gè)誘導(dǎo)。交通誘導(dǎo)好比是一個(gè)訊息發(fā)送的端口，它通過設(shè)置固定的指示牌、可變情報(bào)板、信息等設(shè)備，發(fā)送出及時(shí)有效的信息，為車主提供最有效的交通訊息，讓車輛在道路上可以舒適、暢通地行使。在高速公路交通誘導(dǎo)方案里，又分為自動(dòng)和半自動(dòng)誘導(dǎo)兩種。假如是自動(dòng)誘導(dǎo)，就會(huì)根據(jù)情況自動(dòng)在交通擁堵的地方誘導(dǎo)信息。假如是半自動(dòng)誘導(dǎo)，系統(tǒng)就要啟動(dòng)中心的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，經(jīng)過工作人員分析后，確定好誘導(dǎo)方案，通過外場提示給監(jiān)控中心的值班員，對(duì)交通進(jìn)行誘導(dǎo)。
二、高速公路智能監(jiān)控?zé)o線通信技術(shù)
1、高速公路智能監(jiān)控中的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)
移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)是利用無線通信網(wǎng)絡(luò)，通過對(duì)接收到的無線電波的一些參數(shù)進(jìn)行測量，根據(jù)特定的算法對(duì)某一移動(dòng)終端或個(gè)人在某一時(shí)間所處的地理位置進(jìn)行精確定位，以便為移動(dòng)終端用戶提供相關(guān)的位置信息服務(wù)，或進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測和跟蹤。根據(jù)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定位的基本原理，移動(dòng)定位大致可分為兩類:基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)和基于移動(dòng)終端的定位技術(shù)，還有把這兩者混合定位作為第三種定位技術(shù)，也是本文高速公路管理系統(tǒng)所基于的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)。無線網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)為移動(dòng)通信開拓了更大的發(fā)展空間，提供了更多的商機(jī)，無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可以提供的定位服務(wù)目前有移動(dòng)安全支付、信息追蹤、導(dǎo)航、數(shù)據(jù)集成產(chǎn)品等方方面面。3G目前在我國的廣泛應(yīng)用和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的完善為基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能管理系統(tǒng)在理論上提供了可靠的技術(shù)支撐。
2、高速公路智能監(jiān)控中的藍(lán)牙技術(shù)
在高速公路智能監(jiān)控中藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在電子收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用。當(dāng)前世界先進(jìn)的電子收費(fèi)系統(tǒng)都是利用先進(jìn)的車輛自動(dòng)識(shí)別(Automatic Vehicle Identification簡稱AV I)技術(shù)、車輛牌照檢測技術(shù)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高速公路收費(fèi)管理系統(tǒng)與車輛之間的數(shù)據(jù)通信。通過車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)對(duì)車型進(jìn)行鑒別，確定收費(fèi)的類別，然后由車輛牌照檢測系統(tǒng)對(duì)車輛車牌號(hào)進(jìn)行牌照記錄，返回是否可以通行的結(jié)果，最后由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)承載各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)通信功能，如果全部正常，則車輛自動(dòng)放行。在使用該系統(tǒng)的高速公路上，機(jī)動(dòng)車駕駛者只用為車身內(nèi)安裝的收費(fèi)傳感器充值，通過高速公路入口時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行目動(dòng)繳費(fèi)，無需停車人工繳費(fèi)，因此相比于以往的人工停車?yán)U費(fèi)，電子收費(fèi)可以很快的實(shí)現(xiàn)繳費(fèi)過程，大大提高收費(fèi)口的車輛通過能力，減少高速公路入口的車輛排隊(duì)等候激費(fèi)現(xiàn)象。電子收費(fèi)子系統(tǒng)工作路徑圖如下：
3、高速公路智能監(jiān)控中的信息服務(wù)技術(shù)
信息、服務(wù)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)收集各種高速公路機(jī)動(dòng)車駕駛者可能需要的各種服務(wù)信息包括天氣信息、運(yùn)營時(shí)間信自、、道路信自、、服務(wù)站信自、等等。信息服務(wù)是實(shí)現(xiàn)高速公路服務(wù)信息化，提高服務(wù)質(zhì)量的非常重要的一套系統(tǒng)。為出行車輛提供高速公路上的所有服務(wù)信息，幫助司機(jī)做出合理的行車判斷，避免行駛路線錯(cuò)誤而導(dǎo)致的各種困擾，預(yù)防可能發(fā)生的交通事故。每一輛車都能充分享受高速公路服務(wù)的同時(shí)，也能促進(jìn)高速公路降低事故發(fā)生率，降低服務(wù)成本，從而讓實(shí)現(xiàn)非?？捎^的外部效應(yīng)，促進(jìn)高速公路整體經(jīng)濟(jì)效益的提升。信息服務(wù)系統(tǒng)工作路徑圖如下：
如上圖所示，信息服務(wù)子系統(tǒng)從后臺(tái)總系統(tǒng)獲得電子收費(fèi)子系統(tǒng)及實(shí)時(shí)監(jiān)控子系統(tǒng)所收集的各項(xiàng)信息，并自主收集影響高速公路車輛行駛各項(xiàng)因素的信息，然后對(duì)這些信息進(jìn)行綜合分析，得出結(jié)果，并將結(jié)果同時(shí)發(fā)送給后臺(tái)總系統(tǒng)，并針對(duì)具體的車輛通過車載裝置接收提供針對(duì)性的服務(wù)信息提供。高速公路行駛的車輛也可以根據(jù)自身的需求定制個(gè)性化的信息服務(wù)，從而獲得更好的服務(wù)體驗(yàn)。
結(jié)束語
綜上所述，隨著交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，高速公路的發(fā)展也是非?？斓摹Ｔ诰唧w的高速公路管理中，智能監(jiān)控?zé)o線通信技術(shù)對(duì)于高速公路管理水平的提高以及自身發(fā)展都有著不可忽視的重要作用，要切實(shí)把握上述幾種主要的技術(shù)手段，促進(jìn)高速公路的進(jìn)一步發(fā)展。
摘 要：無線通信技術(shù)（GPRS）具有傳輸速率高、接入速度快、支持IP協(xié)議、按流量計(jì)費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，適合工業(yè)監(jiān)控的特點(diǎn)和需求。本文介紹一種基于GPRS技術(shù)的電力系統(tǒng)在線監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)建簡單，不受地理位置限制，性價(jià)比高，工作穩(wěn)定可靠。
關(guān)鍵詞：GPRS；監(jiān)控；在線
1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)的有線和無線通信方式已經(jīng)在配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中得到了成功的應(yīng)用，但是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用大，尤其是有線網(wǎng)絡(luò)還要受到空間的限制，建網(wǎng)施工工程量大。而GPRS已相當(dāng)成熟，網(wǎng)絡(luò)資源非常強(qiáng)大，覆蓋范圍十分廣泛，加之以上所述優(yōu)勢，若在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中能采用GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，則可輕易實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控，而且系統(tǒng)擴(kuò)展方便，工程實(shí)施快、簡單易行，性價(jià)比高，工程費(fèi)用低，擴(kuò)容方便，可靠性好，日常維護(hù)工作量小。因此，用GPRS來實(shí)現(xiàn)電力信息的傳輸，為電力網(wǎng)的監(jiān)控開辟了新發(fā)方法。
數(shù)據(jù)的采集采用專用的傳感器，由于傳感器分布在現(xiàn)場的不同采集點(diǎn)，因此需要集中器，完成數(shù)據(jù)的集中再轉(zhuǎn)發(fā)。采集倒的數(shù)據(jù)經(jīng)穩(wěn)壓、濾波、A/D轉(zhuǎn)換之后，送至微處理器的I/O串口。微處理器對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如果有突變的數(shù)據(jù)需緊急處理，現(xiàn)場的報(bào)警模塊會(huì)提醒現(xiàn)場的操作人員，采取緊急措施。處理完的數(shù)據(jù)經(jīng)串口送至編碼器按照GPRS碼規(guī)則進(jìn)行編碼送至GPRS MODEM。至此，完成了數(shù)據(jù)的采集、處理等傳輸前的準(zhǔn)備工作。當(dāng)數(shù)據(jù)送至GPRS MODEM后，GPRS MODEM通過承載GPRS網(wǎng)絡(luò)的空中接口傳輸數(shù)據(jù)。此時(shí)GPRS網(wǎng)絡(luò)有兩種方法傳輸數(shù)據(jù)，方法的選擇視網(wǎng)絡(luò)狀況而定。一種方法是GPRS讓數(shù)據(jù)通過INTERNET將數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程控制中心；另一種方法是GPRS將分組數(shù)據(jù)通過空中接口，送至監(jiān)控中心的GPRS MODEM，數(shù)據(jù)在解碼器中將分組數(shù)據(jù)譯碼成服務(wù)器能識(shí)別的數(shù)據(jù)，利用RS232/RS485輸入服務(wù)器。
數(shù)據(jù)送到服務(wù)器中后，服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后經(jīng)路由送到人機(jī)交互界面。操作人員通過觀察服務(wù)器的分析報(bào)告，或者使用軟件與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，得出被監(jiān)控對(duì)象的運(yùn)行狀況，從而決定是否需要對(duì)被監(jiān)控物采取動(dòng)作。
2 系統(tǒng)軟件及硬件設(shè)計(jì)
采集到的數(shù)據(jù)采用RS232/RS485 總線，經(jīng)MAX系列芯片進(jìn)行電平后送至處理器串口。
處理器處理之后的數(shù)據(jù)采用同樣的方式將數(shù)據(jù)送至GPRS MODEM等待傳輸。GPRS MODEM選用西門子公司的MC39i，MC39i是西門子公司生產(chǎn)的工業(yè)級(jí)GSM/GPRS模塊，它包括有一個(gè)天線接口、SIM卡座接口和一個(gè)40腳的ZIF插座。ZIF接口包括電源部分、RS232接口部分、語音部分、在線升級(jí)接口部分和其他信號(hào)接口部分。
MCU部分采用的是ATMAL公司的16位單片機(jī)AT89C51，內(nèi)含128KFLASH，SKRAM。16位MCU是裝置的核心，開發(fā)中充分利用AT89C51集成度高、模塊功能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，裝置的軟件存放在片內(nèi)大容量FLASHEEPROM，片內(nèi)RAM存放實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、程序中變量等，E2ROM內(nèi)存放定值。數(shù)據(jù)、地址總線不引出MCU，具有良好的抗干擾性能，而且Pl口、P2口可用來擴(kuò)展并行接口的設(shè)備，如LCD和D/A轉(zhuǎn)換等。
配電變壓器的運(yùn)行參數(shù)包括三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等。CS5460A是單相雙向芯片，它具有測量電流有效值、電壓有效值、瞬時(shí)電壓、瞬時(shí)電流、瞬時(shí)功率和計(jì)算能量的功能。
RESET是CS5460A的硬件復(fù)位引腳，給它一個(gè)低電平信號(hào)可以復(fù)位CS5460A，CS是CS5460A的片選引腳，用于是否選中CS5460A對(duì)其進(jìn)行操作，CS5460A中的數(shù)據(jù)及命令字的輸入和輸出是通過SDI、SDO這2個(gè)管腳實(shí)現(xiàn)的，SCLK決定串行數(shù)據(jù)的速率，當(dāng)SCLK為上升沿時(shí)在SDI上的數(shù)據(jù)可以寫入，在SDO上的數(shù)據(jù)可以讀出。另外，CPU也可以通過INT、EOUT、EDIR讀出測得的參數(shù)值。INT是中斷輸出端口，當(dāng)該引腳為低電平時(shí)，說明結(jié)果寄存器已被更新，應(yīng)從中讀出數(shù)據(jù)。EDIR、EOUT是能量方向和能量輸出端口，能量方向指出能量的正負(fù)，能量輸出是與能量成正比的速率輸出。被測量的電壓和電流信號(hào)通過變壓和變流器接入IIN+、IIN-、UIN+、UIN-差分電流、電壓輸入管腳以供進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電源輸入由VREFIN給出。
由于同一模塊每次上線獲得的IP可能是不同的，因此一般情況下數(shù)據(jù)采集服務(wù)器無法主動(dòng)對(duì)GPRS模塊進(jìn)行定位。解決方法是數(shù)據(jù)采集服務(wù)器端使用靜態(tài)IP，并且事先將這一靜態(tài)IP寫入模塊中。
傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)鏈路層采用PPP協(xié)議，傳輸層采用面向連接的TCP協(xié)議。在GPRS網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸就是IP數(shù)據(jù)報(bào)通信過程，模塊向網(wǎng)關(guān)發(fā)送的PPP報(bào)文都會(huì)傳送到INTERNET網(wǎng)中相應(yīng)的地址，從而實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)和INTERNET網(wǎng)絡(luò)通過GPRS MODEM的透明傳送。
3 結(jié)束語
本文提出了基于GPRS的電力設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，并初步完成了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。系統(tǒng)充分利用GPRS技術(shù)在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集方面的優(yōu)勢，使得該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性、通用性和靈活性。提高了電力自動(dòng)化程度，彌補(bǔ)了當(dāng)前電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的缺陷，為電網(wǎng)的正常運(yùn)行提供了良好保障。