物聯(lián)網(wǎng)大趨勢下的上位機生存之道

徐競?，張 巍

(1.杭州思綠能源科技有限公司，浙江 杭州 310012；2. 水利部農(nóng)村電氣化研究所，浙江 杭州 310012)

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物聯(lián)網(wǎng)大趨勢下的上位機生存之道

徐競?1，張 巍2

(1.杭州思綠能源科技有限公司，浙江 杭州 310012；2. 水利部農(nóng)村電氣化研究所，浙江 杭州 310012)

0 引 言

隨現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展及計算機網(wǎng)絡(luò)的普遍應(yīng)用，計算機通信技術(shù)已日趨成熟，聯(lián)網(wǎng)查看電站實時數(shù)據(jù)之類的技術(shù)也已耳熟能詳。在無線技術(shù)的快速發(fā)展及物聯(lián)網(wǎng)大概念的驅(qū)動下，僅僅PC端的上位機已遠遠滿足不了用戶日益增長的需求。

1 無線技術(shù)的發(fā)展

無線通信(Wireless Communication)是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式。我國的無線通信技術(shù)通過短短幾十年的發(fā)展，已經(jīng)從開始的一窮二白，發(fā)展到現(xiàn)在的第三代和第四代通訊技術(shù)。

無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋已從大城市輻射至小山村，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到幾乎無死角的地步。而網(wǎng)絡(luò)帶寬也從2G發(fā)展到4G，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)相應(yīng)速度可以說已經(jīng)完全能滿足用戶的需求。所以，對于工業(yè)、電力方面來說，諸如“遠程無線抄表”、“DTU”、“無線調(diào)度數(shù)據(jù)傳送”之類的技術(shù)及產(chǎn)品已應(yīng)勢而生。

2 物聯(lián)網(wǎng)

何為物聯(lián)網(wǎng)，至今也未有人能給出一個精準而公認的定義。

物聯(lián)網(wǎng)概念的出現(xiàn)，首先歸功于現(xiàn)代化物流系統(tǒng)需要?，F(xiàn)代物流希望可以利用信息生成設(shè)備，如無線射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)、全球定位系統(tǒng)及傳感器等種種裝置與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)糅合起來形成一個巨大網(wǎng)絡(luò)。類似于條形碼這類自動識別技術(shù)(Auto-ID)，就是物聯(lián)網(wǎng)的最初應(yīng)用。

除了在物流領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)還廣泛應(yīng)用在能源、交通、安防、道路、家用電器監(jiān)控等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展就是把新一代信息通訊技術(shù)充分運用到各行各業(yè)中；通俗點來說，就是把諸如傳感器、無線射頻識別標簽等信息化設(shè)備嵌入或裝在電網(wǎng)、鐵軌、橋梁、道路、供水系統(tǒng)、大壩等各種物理物體和基礎(chǔ)設(shè)施中，甚至人體，并將它們與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，形成“物聯(lián)”。

在如此宏大的物聯(lián)網(wǎng)前提下，將來對電站的操作也許只需要簡單地對您的智能手環(huán)說一句“開機”，之后就能輕松地在眼鏡片上查看電站的各類數(shù)據(jù)，甚至不需要你動1根手指。而對于電站的各類設(shè)備是否有故障，各個設(shè)備的廠家早已通過自己的無線采集方式，獲取了所有出廠設(shè)備的信息，并集成大數(shù)據(jù)分析，對各類故障可發(fā)出提前預(yù)警。

3 上位機趨勢

以圖1為例(見圖1)，這是現(xiàn)有的大型自動化集成監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)，在物聯(lián)網(wǎng)趨勢下，現(xiàn)有的架構(gòu)將會發(fā)生革命性的變化。我們可以大致從數(shù)據(jù)采集、報警預(yù)警、歷史數(shù)據(jù)3個方面來描述。

3.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集在無線技術(shù)的發(fā)展下也必定得到前所未有的革新，以往的通過RS485、網(wǎng)線以及光纖等的有線局域網(wǎng)必將不復(fù)存在，無線設(shè)備的應(yīng)用將會使電站的布局更加靈活、簡單。

對于電站內(nèi)部，可建立電站范圍內(nèi)的無線局域網(wǎng)，覆蓋整座電站，大量節(jié)省了布線、拉線的時間，大大縮短工期又減少了錯誤的發(fā)生幾率。對于測量電度及負荷的設(shè)備則可以根據(jù)需求通過4G接入整個互聯(lián)網(wǎng)中，管理人員可以通過Pad、手機，甚至手表、眼鏡等各種智能終端來獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.2 報警預(yù)警

對于報警、預(yù)警等事故信息而言，物聯(lián)網(wǎng)毫無疑問更能提升其準確性和實時性。

(1)報警。對于現(xiàn)有的電站監(jiān)控系統(tǒng)，報警往往通過彈窗及語音來警示操作人員，這無疑是不夠的，若要彈窗和語音起到效果則前提就是操作人員必須在計算機附近。這樣的技術(shù)無疑大大阻礙了電站無人值守和全自動化操作的進程。而在物聯(lián)網(wǎng)的大前提下，報警可以以各種方式對運行管理人員進行提醒；譬如，操作人員只需佩戴1個會震動的智能手環(huán)，就能全天24 h對電站設(shè)備運作情況有個大致了解。

(2)預(yù)警。如上文所提，在物聯(lián)網(wǎng)的大前提下，廠家能更方便獲取各個設(shè)備的實時信息，通過對歷年出廠設(shè)備信息歷史數(shù)據(jù)庫的大數(shù)據(jù)分析，從而達到提前的預(yù)警并反饋給電站的上位機系統(tǒng)。這樣的預(yù)警系統(tǒng)可以從真正意義上進行預(yù)警，從而大大地降低事故發(fā)生的幾率。

圖1 水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

(3)歷史數(shù)據(jù)。對于現(xiàn)有的大小電站，因計算機的存儲始終是有限的，要做到歷年的歷史數(shù)據(jù)全部存儲幾乎是不可能的。而在物聯(lián)網(wǎng)的大前提下，云存儲技術(shù)也應(yīng)運而生，只需要聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)就全部可以存入云端，既不影響電站操控機的運行，也可以保存完整的歷史數(shù)據(jù)。

4 存在的隱患

綜上所述，對物聯(lián)網(wǎng)及無線技術(shù)革新展望，無疑從很大程度上提升了整套自動化系統(tǒng)的性能及兼容性，但技術(shù)的革新往往也有不利的一面。簡單的說，因為電站設(shè)備都接入互聯(lián)網(wǎng)這個系統(tǒng)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)安全就是必須重視的大問題。

目前現(xiàn)有的技術(shù)可考慮加入1個安全隔離的VPN來防止各種來自互聯(lián)網(wǎng)的威脅。

5 總 結(jié)

總而言之，上位機在未來已經(jīng)不僅限于PC，它可能是你的Pad、手機甚至手表、眼鏡。數(shù)據(jù)的讀取將會更加的自由，無人值守也將從真正意義上成為現(xiàn)實。

[1] 劉浩云.物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[2] 李 霞.淺談物流信息技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)[J].商場現(xiàn)代化,2010(5)：48_49.

[3] 董榮勝.計算機科學(xué)導(dǎo)論—思想與方法[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.

[4] 陳國良.計算思維導(dǎo)論[M].北京：高等教育出版社，2012.

[5] 石志國，王志良，丁大偉.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

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責(zé)任編輯 吳 昊

2015-06-24

徐競?(1987-)，男，工程師，主要從事水利自動化上位機方面的研發(fā)工作。 E_mail：149367189@qq.com