GSM在分布测控系统的应用简介

摘要：随着工业采集监控技术应用的不断发展，设备分布越来越广。文章简述了实现分布式系统的集中监控管理的几种方案，并进行比较分析。重点介绍了利用GSM、GRPS技术实现无线监控网的原理和方法。 Summay: Distributed systems （Automation and Data acquisition）are being used increasingly in manufacturing and process automation. This means that efficient communication between the distributed systems is more and more important .This paper analyzes ordinary method ,and emphasize GSM/GRPS application on SCADA. system.. 一、问题的提出 近几年，无论工业、农业，还是城市建设，我国各行各业应用工程的开展朝气蓬勃。随着应用领域和水平的不断扩展和深入，设备分布越来越广。这也就带来了对设备集中监控和管理的要求，这种需求不仅愈来愈强烈，有时候这个问题甚至是整个工程技术的关键。 二、传统技术方案 概括实际工程应用中的技术要点，对设备或监控过程实现集中监控，技术上的内容可分为三个方面。一是物理过程的状态数据采集；二是物理数据的收集传输；三是中央控制室的工作指令或参数到现场控制机的下传。数据采集相对而言技术上要成熟些，对常规物理状态检测的方法有很多，不在本文赘述之列。本质上，实现对分布设备集中监控的技术核心点就在中央控制室与现场控制机之间的双向通讯，也就是通讯网络的构成和数据集成。 概况而言，可将对测点或设备分散的系统进行集中管理的传统办法归纳有二种，其原理参见附图一。 方案一的通讯网络是通过有线公众数据网，即电话；利用专线通讯也属于此类。这种方案要求现场必须能提供电话的接入点。数据的收集是通过中央处理机对分散在各处的子站进行轮回巡检实现的。系统性能低，规模不能太大。系统的主要配置就是通讯双方均通过RS232连接到调制解调器（MODEM），再经公共电话网实现互连。中央控制机通过点对点的巡检机制收集各现场设备的数据或下达指令。 方案二的通讯网络是无线电台构成。系统具体配置由RS232连接无线电台组成。一般情况下，中央控制机通过广播方式巡检各个现场设备站或测点。当网络各个站点通过总线相连，电台只是总线信号的传播和再生的媒介时，中央控制机与各站点的通讯方式由总线的原理和协议确定。这种方案的特点是：1、网络结构不受限制；2、测点分布灵活；3、应用领域受当地的无线电频带资源限制。 三、GSM无线方案 前文所述的传统方法在工程中已经有很多成功的应用。GSM无线方案是跟随近几年无限移动通讯技术的迅猛发展而诞生的一种新技术。准确而言第三种方案是最新GSM和GRPS通讯技术在工业控制上的应用，其网络示意参见附图二。采用这种新的通讯技术实现相应工程目的还可以细分为两种。 第一种对系统规模不大，数据通讯量小的应用，可直接通过RS232、GSM MODEM加普通移动电话卡即可实现，非常方便。至于运营费用，用户可根据自己的数据通讯量和国家目前的通讯计费政策精确计算出来。 另一种就是针对系统规模大，数据通讯量大的应用，此时需由通讯增值运营商支持。系统工作原理是，现场数采设备按预定的要求定时或随机地将数据发出，数据通过GSM网汇总到GSM中央机房，再到增值运营商机房。随后，增值运营商可按要求将数据处理后供用户直接使用，也可以交给用户自己处理。用户接收数据可通过GSM终端或Internet等多种方式。用户发给现场设备的指令则反向流动。实时性要求高的数据可以通过GPRS实现双向传送。这种通讯所用的信道是增值运营商的专有信道，当然此时所用移动电话卡也是专用的。但通讯所用的网络与我们平时所用的手机网络没有差别。由于增值运营商租用的也是中国移动或联通的信道，所以这种方案可以实施的领域覆盖全国。也就是说只要国内移动通讯网络覆盖了的地域，均可采用GSM方式将设备连接起来。超出国界的地方需向增值运营商咨询。 上述前两种传统方案有个共同点是，数据收集后的处理工作均由系统开发方完成。第三种方案则比较灵活，即可以由系统开发方负责，也可交给GSM增值运营商，具体选择要看数据的规模、用途、访问方式等相关条件来定。 四、技术方案比较 要精确比较出三种方案各方面的差别来必须针对具体项目。下文仅定性地就方案的性能、投资、运营费用等方面做一简单对比。 五、适用领域简介 根据GSM技术的特点和工程实施的经验来看，这种新技术可以适用的领域很广，比如市政供水供气，交通监管，环境检测，气象监测、铁路沿线的设备监管等，以及石油、天然气输送、物流等。概括其适用领域的主要需求特点是：设备分布地域广、设备流动、数据通讯中小规模间歇性等。 六、结论 虽然三种方案的特点各有所长，应用领域有差别又有重叠，但综合而言，GSM兼有其他两种技术的长处。由于在数据的后处理上与INTERNET技术的融合，使得该技术在数据传递、共享、集成等方面的深加工方面具有得天独厚的优势及灵活性。随着移动通讯技术的发展，在对广域设备的监控管理上，GSM技术的优异性将日益显现出来，也必将得到更广泛的应用。 附图一 电话/电台无线通讯网络示意图 附图二 GSM无线通讯网络示意图 作者简介： 东方红，原名李 羽中（Lichong），高级工程师，北京理工大学毕业。现从事SIEMENS自动化、标准驱动、工业网络以及HMI等产品代理、系统集成、工程实施、技术培训等工作。 单位：北京进步时代科技有限公司 地址：北京市朝阳区马甸裕民路12号华展国际公寓C-706 邮编：100029 Tel : 010-8225 0160/3955，13701108903 Fax: 010-82250161 E-mail: sunrising@adclub.com.cn；LC.China@tom.com