數(shù)據(jù)通信在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的研究及應(yīng)用

徐挺

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數(shù)據(jù)通信在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的研究及應(yīng)用

徐挺

中郵建技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210012

在企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中，建立遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從遠(yuǎn)端進(jìn)行直接聯(lián)系與控制。這種模式帶來了許多便利之處，一方面為生產(chǎn)活動(dòng)提供了安全保障；另一方面，監(jiān)控的加強(qiáng)帶來了工作效率與生產(chǎn)質(zhì)量的提升。實(shí)際上，這一監(jiān)管模式主要依賴于數(shù)據(jù)的即時(shí)傳輸。結(jié)合在城市供熱站的一段工作經(jīng)驗(yàn)，憑借供熱站的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)通信進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。

數(shù)據(jù)通信；遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)；城市供熱站

引言

現(xiàn)在的信息技術(shù)相當(dāng)成熟，在我國(guó)的各行各業(yè)也有著不同的運(yùn)用?？梢哉f，它為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人們生活質(zhì)量的提高都做出了巨大的貢獻(xiàn)。以城市供熱站的運(yùn)行作為研究載體，對(duì)數(shù)據(jù)通信在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用做出闡述。希望能夠給讀者帶來靈感，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信在更多應(yīng)用場(chǎng)景下的監(jiān)控工作。

1 城市供熱站的基本監(jiān)控情況概述

現(xiàn)在的許多熱力企業(yè)在進(jìn)行供熱作業(yè)時(shí)，仍然采用傳統(tǒng)的工作模式[1]。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、設(shè)施配置、工作環(huán)境等各個(gè)方面都不一定能夠滿足現(xiàn)代社會(huì)的要求。一方面降低了工作效率，另一方面也無法保證工作質(zhì)量，甚至有可能發(fā)生安全問題。比如，換熱站各個(gè)部門管理相當(dāng)混亂，甚至可能出現(xiàn)一些關(guān)鍵崗位沒有人值班的現(xiàn)象，這對(duì)于保證作業(yè)的正常進(jìn)行非常不利。此外，攝像頭配置不夠，無法保證百分百地監(jiān)控覆蓋整個(gè)工作環(huán)境。兩方面的因素造成了整個(gè)換熱站的混亂，工作無法得到落實(shí)，監(jiān)控不充分導(dǎo)致責(zé)任的明確劃分難以實(shí)現(xiàn)。如此看來，主要癥結(jié)就在于監(jiān)控的力度不夠。如果建立一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，讓管理者能夠?qū)崟r(shí)了解實(shí)際工作的狀態(tài)，即使是換熱站某一個(gè)角落出現(xiàn)一點(diǎn)點(diǎn)小小的問題，也能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，相關(guān)人員采取對(duì)應(yīng)措施進(jìn)行管制，那么這些問題將能夠得到改善。其中，數(shù)據(jù)通信技術(shù)為這一系統(tǒng)提供了技術(shù)保障，并且成本不算很高。根據(jù)實(shí)際情況來看，無線通信方式顯得更具優(yōu)勢(shì)。

2 基于GPRS的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 GPRS技術(shù)

這種技術(shù)通過端對(duì)端進(jìn)行信息的分組與傳輸，用戶可以通過終端獲取實(shí)時(shí)而豐富的數(shù)據(jù)。它的技術(shù)基礎(chǔ)是GSM網(wǎng)絡(luò)，因此具有可以隨時(shí)獲取信息的優(yōu)點(diǎn)。在按需分配資源的模式下，這種技術(shù)能夠在保持高速率信息傳輸?shù)那疤嵯拢袑?shí)降低費(fèi)率，因此顯得經(jīng)濟(jì)而實(shí)用。

2.2 模塊劃分及功能設(shè)計(jì)

建立遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，首先需要對(duì)硬件設(shè)施進(jìn)行常規(guī)升級(jí)，保證性能夠用。另外就是在人員管理方面進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)無需大量工作人員就能夠保證全部工作流程的正常運(yùn)行。一般來說，一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由就地控制采集系統(tǒng)、中心控制監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)及遠(yuǎn)端的控制執(zhí)行系統(tǒng)組成。除此之外，最好再配備一套應(yīng)急方案。在換熱站中配備許多傳感器，它們負(fù)責(zé)收集工作現(xiàn)場(chǎng)的溫度、壓力、液位等各類信息[2]。收集好的信息也需要進(jìn)行整理與轉(zhuǎn)碼。這些操作都是由就地控制采集系統(tǒng)進(jìn)行的。之后中心控制系統(tǒng)對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)的手段對(duì)整個(gè)工作環(huán)境做出調(diào)整，以保持其穩(wěn)定性。除了中心控制之外，管理者也可以通過遠(yuǎn)端的控制臺(tái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)做出調(diào)控，比如某些器械發(fā)生錯(cuò)誤或者出現(xiàn)損壞的情況，現(xiàn)場(chǎng)還沒有反應(yīng)過來。這個(gè)時(shí)候則需要從遠(yuǎn)端進(jìn)行管理，比如采取直接切斷電源的措施，這都是可行的。當(dāng)然話說回來，要讓遠(yuǎn)端的監(jiān)督管理人員及時(shí)看到現(xiàn)場(chǎng)的畫面并做出應(yīng)急處理，信息的高速傳輸顯然是不可或缺的。這項(xiàng)工作由數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)。它利用當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸方式，將作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的信息向遠(yuǎn)端控制臺(tái)傳送，而控制臺(tái)的處理信息也通過它再傳回來，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的有效監(jiān)督與管理。

2.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

從上文的闡述中可以知道，遠(yuǎn)端監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行，主要涉及數(shù)據(jù)的收集、傳輸與各類設(shè)備的正?？刂?。以上工作都需要監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用程序。在應(yīng)用程序的控制下，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的傳感器按時(shí)按量地從外界環(huán)境直接進(jìn)行測(cè)量或者獲取樣品進(jìn)行分析等方式得到需要的信息數(shù)據(jù)，并在編碼之后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端監(jiān)控室，做出反饋和處理，借此來控制換熱站作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。監(jiān)控系統(tǒng)除了應(yīng)用程序以外還有一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序。它是各類設(shè)施有效獲取編碼信息的基本保障。如果驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，許多信息就無法得到正常讀取，整個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)也將處于癱瘓狀態(tài)。另外，企業(yè)在搭建GPRS網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)考慮未來更多功能的拓展，并優(yōu)化相關(guān)配置，讓它的兼容性更強(qiáng)，以便滿足以后的業(yè)務(wù)開發(fā)。一般來說，在構(gòu)建GPRS網(wǎng)絡(luò)時(shí)，最好具備驅(qū)動(dòng)管理、數(shù)據(jù)采集、輸出管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、通信以及系統(tǒng)更新等模塊。

2.4 應(yīng)用總結(jié)

GPRS的優(yōu)勢(shì)與功能特點(diǎn)自然是非常明顯的。實(shí)際上，相比于其他種類的監(jiān)控系統(tǒng)，通過GPRS實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)顯得非常經(jīng)濟(jì)[3]。它不需要建設(shè)許多硬件設(shè)施，很多操作都是通過服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的。因此這套系統(tǒng)造價(jià)低廉，且不需要很長(zhǎng)的開發(fā)時(shí)間。另外，在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，很少會(huì)出現(xiàn)故障，即使有問題也可以通過簡(jiǎn)單的技術(shù)手段進(jìn)行維修。當(dāng)然，它也不是完美無缺的，由于網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，這套系統(tǒng)難免出現(xiàn)信息的泄露問題。對(duì)此，系統(tǒng)的開發(fā)者和運(yùn)營(yíng)者都需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)以及相關(guān)人員的操控等方面進(jìn)行嚴(yán)加管控。

3 基于VoIP技術(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

3.1 VoIP技術(shù)概述

如果用中文表述，它就是我們所熟知的IP網(wǎng)絡(luò)電話。這是一種將音頻文件轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)并進(jìn)行語音通話的技術(shù)，其中具體的轉(zhuǎn)換主要是以IP協(xié)議作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。企業(yè)如果應(yīng)用這種系統(tǒng)，則可以對(duì)業(yè)務(wù)管理進(jìn)行優(yōu)化，不再需要同時(shí)承擔(dān)PSTN語音和LAN數(shù)據(jù)兩種業(yè)務(wù)帶來的成本壓力。利用VoIP技術(shù)，上述的兩種業(yè)務(wù)既可以完美融合，又增加了應(yīng)用場(chǎng)景。

3.2 模塊劃分及功能設(shè)計(jì)

相比于通過GPRS進(jìn)行控制的系統(tǒng)，此類系統(tǒng)的模塊并不多，主要包括語音處理、網(wǎng)關(guān)處理、協(xié)議轉(zhuǎn)換與控制模塊。其中語音處理模塊主要負(fù)責(zé)語音的轉(zhuǎn)碼和降噪[4]。網(wǎng)關(guān)處理和協(xié)議轉(zhuǎn)換兩個(gè)模塊是用來讓傳統(tǒng)電話以特定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)通話的。最后的控制管理模塊的任務(wù)是保證進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)電話時(shí)的所需設(shè)施能夠不出故障，其中還包括了各類接口。

3.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

中心管理、客戶端、存儲(chǔ)三個(gè)結(jié)構(gòu)組成了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。顧名思義，中心管理模塊負(fù)責(zé)控制網(wǎng)絡(luò)的正常通信。技術(shù)人員在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)保證用戶管理、語音的轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)榷鄠€(gè)因素。如有一方缺失，輕則造成通話質(zhì)量不佳，重則整個(gè)系統(tǒng)都無法進(jìn)行工作，另外還可能造成信息的向外泄露等安全問題。

3.4 應(yīng)用總結(jié)

VoIP技術(shù)的應(yīng)用使得遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)以較低的成本就能夠獲得豐富的應(yīng)用場(chǎng)景與業(yè)務(wù)[5]。不管是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的多方面利用，還是在電話呼叫的功能拓展上，VoIP技術(shù)都有著明顯的優(yōu)勢(shì)。在原有的電話通信的基礎(chǔ)上，引進(jìn)了數(shù)字通信設(shè)施，這不可不謂是一種奇妙的結(jié)合方式，其效果也令人贊嘆。

4 結(jié)束語

近些年來，許多行業(yè)都面臨著新的改革機(jī)遇。要想獲得更好更快的發(fā)展，每一個(gè)企業(yè)都應(yīng)從自身做起，嚴(yán)格把關(guān)每一個(gè)生產(chǎn)項(xiàng)目。就拿供熱企業(yè)來說，一方面應(yīng)保證足夠的工作效率，避免斷熱的情況發(fā)生；另一方面還應(yīng)保證工作與生產(chǎn)安全。這些方面都可以通過強(qiáng)有力的監(jiān)管得以實(shí)現(xiàn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，筆者相信，未來在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建工作中還會(huì)發(fā)掘出更加優(yōu)秀的方案。

[1]王義春. 數(shù)據(jù)通信在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的研究及應(yīng)用[J]. 黑龍江科學(xué)，2016（3）：76，79.

[2]孫海峰. 數(shù)據(jù)通信在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的研究及應(yīng)用[J]. 消費(fèi)電子，2014（24）：511.

[3]彭可，馮準(zhǔn)，鄭懷鵬，等. 城市LED照明系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)與開發(fā)[J]. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2016（9）：103-106.

[4]趙鵬. 基于GPRS網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)新通信，2017（7）：50-51.

[5]郭銳，徐玉斌. 一種基于GPRS的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J].太原科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（5）：352-356，374.

Research and Application of Data Communication in Remote Monitoring System

Xu Ting

China Post Construction Technology Co., Ltd., Jiangsu Nanjing 210012

In the actual production of a company, a remote monitoring system is established to achieve direct contact and control from the far end. This model has brought a lot of convenience. On the one hand, it provides security for production activities, on the other hand, the strengthening of monitoring has brought about improvements in work efficiency and production quality. In fact, this regulatory model mainly depends on the immediate transmission of data. Combined with the work experience of the urban heating station, the remote monitoring system of the heating station will briefly explain the data communication.

data communication; remote monitoring system; urban heating station

TN919；TP277

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