自来水供水管网采用CDMA完成远程数据通讯的方案

一、项目背景： 该方案是针对城市小区供水系统的分布式监控网络而设计的。该供水系统分为位于小区的远程控制站和中心控制系统，中心控制系统对远程站的数据进行监控，远程站需要和中心系统建立数据通讯。所以该方案需要考虑到以下几个方面： 1、完成远程站和中心系统之间的通讯网络要覆盖全市，以便将分布在全市各地小区的自来水供水加压系统远程站和中心系统连接起来。 2、完成远程通讯的终端设备。 3、整个监控系统的网络结构简洁易懂，保持原有的工业自控网络的结构和方法，用户的使用和操作不受新方案的影响。 二、解决方案： 1、通讯网络的选择： 传统的水处理自控系统多采用数传电台的方式完成通讯，但受到城市建筑增多，增高等影响，存在地理因素阻碍，干扰大，成本投入高，防雷要求高，不灵活，越来越受限制，。所以采用联通公司的CDMA网络，正好可以实现无线通讯的要求。CDMA网络可以覆盖大多数地区，且覆盖率在不断提高，带宽上下行可以达到约60Kbps，而且支持标准IP协议。目前，CDMA的收费是按照流量收费，并设有包月费用。所以本方案选择CDMA网络。 2、关于完成远程通讯的终端设备 该方案采用具有路由功能的无线通讯设备Inrouter310C，该设备利用2.5G/3G移动网络作为承载网络实现数据的远程无线传输，将远程控制站与中心控制系统连接起来，实现工业以太网网络设备之间的远程互访。InRouter310采用标准以太网协议，进行网络路由，同时满足工业PLC的双向通讯协议的要求，采用VPN技术，完成远程网络的安全互联，实现机器对机器基于标准TCP/IP协议的数据通信。 3、关于整个监控系统的网络结构， 完全满足标准工业以太网的架构，简单明了。用户使用方便。 4、以下的示意图是整个供水系统的无线通讯网络结构图： 5、系统搭建： （1）小区的供水远程控制站采用以太网的PLC实现数据的采集和控制。 （2）中心监控系统（上位机）运行监控软件，采用ADSL方式与互联网连接，获得一个公网IP，同时中心系统设置一台普通的VPN路由器或者防火墙，以保证中心网络的安全和完成远程站的接入。 （3）远程站通过无线路由器InRouter 310C连接Internet网络，并按照设置好的中心系统IP地址等参数建立和中心上位机的安全连接。 （4）中心上位机运行监控软件，如组态软件，采用Modbus TCP协议与远程站的PLC进行通讯。 （5）中心系统不仅可以采集到PLC的数据，还可以维护PLC的运行程序，例如上传和下载程序，大大减少了现场维护的工作量。 （6）每台无线路由器InRouter 310C中插有一张联通的UIM卡，进行数据通讯，按照数据通讯的实际流量向联通公司交纳流量费。 三、无线路由器的产品功能及特点： 1、移动网络接入技术：接入2.5G移动通信网络（GPRS/CDMA1x），利用其提供的数据通信能力实现Internet接入，接入带宽与承载网络提供的带宽一致，在3G移动通信网络得到正式商用时，可以快速支持新的网络，实现更高速的移动接入。 2、VPN技术：采用基于IPSec标准的VPN技术，支持CA证书认证，可实现异地网络的安全互联，并与Cisco，华为等著名厂商的主流产品互联互通，构建无缝的工业领域虚拟专用网络。 3、连接管理技术：提供可管理的连接，可以按照用户的需求在网络任何一方发起连接或者断开连接，并可实现按需连接、自动断线、手动激活等功能，节约用户的网络资源，减少运行费用。 4、断线检测、自动修复技术：解决移动数据通信可靠性较差、容易掉线等问题，为上层应用提供可靠通信链路。 5、流量管理技术：针对移动数据通信带宽较小、容易阻塞等问题，应用流量管理策略，通过划分不同业务的优先级别对数据流量实现动态调度，保证关键应用的带宽要求，高效利用有限的带宽。 6、嵌入式技术：系统硬件平台采用32位嵌入式CPU，提供强大的处理能力；软件平台采用嵌入式操作系统，安全、成熟、稳定、可靠。 7、模块化实现技术：系统软硬件平台均采用模块化、标准化技术，容易升级以支持新技术、新应用。 四、网络优势： 1、能够满足城市小区供水系统的分布式监控网络的技术要求，不改变原有工业以太网网络的结构和中心系统程序。 2、组网简单安全，成功连接分布各地的PLC和监控中心网络。 3、联通CDMA1X网络为行业用户提供了稳定可靠的数据承载网络，不需维护。 4、实施周期很短，省去传统有线布网方式的巨大工作量。 5、通信费用大大低于传统的专线通讯费用。 6、工业以太网的PLC结合无线通讯路由器的使用，将整个系统的远程维护工作量降到最低，监控中心的工作人员和设备厂商的技术人员完全可以采用远程的方式完成对整个系统设备的维护。 五、技术参数： ·产品型号:InRouter 310C ·功能描述: 支持CDMA网络，作为远程控制站与中心控制系统之间的CDMA网关及路由器 接口 ·电源:1个2针的插入式端子块 ·以太网接口:1个10/100Base-TX, RJ45口，自适应 ·串口:1个DB9母头，RS232/485 ·天线:SMA 50Ω ·UIM卡接口:卡座形式为抽插式 电源要求: ·工作电压:直流供电，9-40VDC ·工作电流:待机：100mA@+9VDC，通信：500mA@+9VDC 网络 ·组网:支持INTERNET互连，符合IEEE 802.3标准，保持双向数据传输，IP路由 ·VPN隧道:PPTP协议，L2TP协议，IPsec协议 协议:支持协议 TCP / UDP 相关服务 ·诊断:LEDs（电源，联网状态，重起，故障）日志， ·报警:LEDs, 短信 ·设置方式:串口配置，TELNET配置，WEB配置 ·设置参数:系统管理，UIM 卡，短信报警，本地网络参数，动态域名，串口通信参数，CDMA 设置，vpn拨入连接设置，vpn 拨出通道 环境条件 ·工作温度:0℃～+70℃ ·储存/运输温度:-15℃～+70℃ ·相关湿度:10%～95%(无凝结) 机械结构 ·尺寸:180X114X40mm ·安装:卡轨式安装 ·重量:750g