【正文】 GPRSDTU，采用移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)動(dòng)態(tài) IP+移動(dòng) DNS 解析服務(wù)。 或者公司有一臺(tái)連接 Inter 的服務(wù)器，并有固定公網(wǎng)IP 地址 ，但是考慮到服務(wù)器的穩(wěn)定運(yùn)行問題，通常不允許在服務(wù)器上安裝其他應(yīng)用軟件。 常見的監(jiān)控 中心 組網(wǎng)方案如下 圖 34 所示 [7]： 圖 34 GPRS 數(shù)據(jù)中心常見組網(wǎng)方案 1. 方案一：中心采用 ADSL 與 Inter 公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定 IP 服務(wù)。 串行 數(shù)據(jù) 應(yīng)用層協(xié)議棧 TCP/ IP 協(xié)議棧 PPP協(xié)議棧 GPRS通訊模塊 電源 RS232/485 A/D 轉(zhuǎn)換 I/O 控制 模擬量 開關(guān)量 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 第 11 頁 監(jiān)控中心站 GPRS 網(wǎng)絡(luò)的接入 監(jiān)控 中 心 有多種組網(wǎng)形式 ， 需要用戶 結(jié)合 GPRS 承載網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和 GPRS 應(yīng)用領(lǐng)域的具體要求進(jìn)行 選擇 。 H7118 是 H7000 系列產(chǎn)品之一，產(chǎn)品具備 RS232/485 電平接口，高性能、工業(yè)級(jí)，外置式，適用于各種惡劣環(huán)境中的工業(yè)監(jiān)控應(yīng)用場(chǎng)合。 實(shí)施 GPRS 遠(yuǎn)程 數(shù)據(jù)采集 傳輸， 構(gòu) 建系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 著重解決 以下 兩個(gè) 問題： 監(jiān)控分站 GPRS 網(wǎng)絡(luò) 的 接入 本文監(jiān)控分站是依靠與分站上位機(jī)串口連接的 GPRS DTU 接入 GPRS 網(wǎng)絡(luò)。一旦上電，就自動(dòng)按照設(shè)置好的參數(shù)進(jìn)行工作 ，工作過程中 GPRS DTU 也允許用戶通過網(wǎng)路進(jìn)行參數(shù)的遠(yuǎn)程配置與查詢。 4. 支持參數(shù)配置，永久保存 在不同的應(yīng)用 場(chǎng)合 ，數(shù)據(jù)中心的 IP 地址及端口號(hào)，串口的波特率等都是不同的。 2. 提供串口數(shù)據(jù)雙向轉(zhuǎn)換功能 GPRS DTU 提供了串行通信接口，包括 RS232,RS485,RS422 等常用 串行通信方式，而且 GPRS DTU 在設(shè)計(jì)上大都將串口數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)成 “ 透明轉(zhuǎn)換 ” 的方式，也就是說 GPRS DTU 可以將串口上的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 TCP/IP 數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳送。 基于 GPRS 無線通信原理 構(gòu)建的應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸過程如下圖 31 所示 [5]： 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 第 9 頁 圖 31 基于 GPRS 無線通信原理 構(gòu)建的應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸過程 在 GPRS 無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng) 中， GPRS DTU 是終端設(shè)備與數(shù)據(jù)中心之間進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的橋梁。 GPRS 無線通信原理 基于 GPRS 的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成：位于數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場(chǎng)的 GPRS 數(shù)據(jù) 傳輸單元 、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供 GPRS 網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程 數(shù)據(jù)中心 服務(wù)器。 這些特點(diǎn)適合于提高企業(yè)計(jì)量信息的及時(shí)性、可靠性、準(zhǔn)確性和實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)管理的信息化。 GPRS 技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研究、地區(qū)范圍內(nèi)試用到 正式商用，經(jīng)過了長時(shí)間的完善，技術(shù)先進(jìn)、可靠 。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 第 8 頁 3 GPRS 通信原理介紹 及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)搭建 GPRS 技術(shù)簡介 GPRS 是通用分組無線業(yè)務(wù) (General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現(xiàn)有GSM(Global System for Mobile Communications)系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為 GSM 用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 系統(tǒng)總體 結(jié)構(gòu) 基于 GPRS 的 熱 網(wǎng)遠(yuǎn)程 監(jiān)控系統(tǒng) 依據(jù)“分散控制、集中監(jiān)控”的 思想進(jìn)行設(shè)計(jì)， 結(jié)構(gòu)示意圖如圖 21 所示： 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 第 6 頁 圖 21 熱網(wǎng)遠(yuǎn)程 監(jiān)控 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 ? ? ? ? ? 控制器 控制器 控制器 串行通信 監(jiān)控分站上位機(jī)工控軟件 VC++客戶端程序 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸單元 OPC/ DDE 換熱站 換熱站 換熱站 ? ? 控制器 控制器 控制器 串行通信 監(jiān)控分站上位機(jī)工控軟件 VC++客戶端程序 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸單元 OPC/ DDE 換熱站 換熱站 換熱站 GPRS 網(wǎng)絡(luò) Inter 網(wǎng)絡(luò) GGSN 移動(dòng)網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn) GPRS 監(jiān)控中心站服務(wù)器 Ether WEB 發(fā)布 液晶顯示 數(shù)據(jù)庫操作中 心 客戶機(jī) 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 第 7 頁 系統(tǒng) 主要 工作過程如下： 1. 現(xiàn)場(chǎng) 換熱站 控制器 實(shí)時(shí)采集 熱網(wǎng) 運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 分析 處理 ，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)換熱站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行 自動(dòng) 調(diào)節(jié) ； 2. 換熱站控制器通過 工業(yè) 控制 網(wǎng)絡(luò) 將 處理后的 熱網(wǎng) 數(shù)據(jù)上傳給 熱源廠上位機(jī)。中心服務(wù)器依照特定形式的中心組網(wǎng)方案接入 GPRS網(wǎng)絡(luò)，利用網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)發(fā)送和接受數(shù)據(jù) 包，并將提取的數(shù)據(jù)信息寫入 中心 服務(wù)器 的 SQL Server 數(shù)據(jù)庫中 。 分站 工控機(jī)通過 RS232 接口與 GPRS DTU 之間進(jìn)行串行通信， DTU 通信模塊收到工控機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)后，會(huì)借助于 GPRS 網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到 中心 站 服務(wù)器上。同時(shí)，上位機(jī)依靠運(yùn)行的工控軟件維護(hù)全廠熱網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，并提供全廠 歷史數(shù)據(jù)查詢、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線顯示、報(bào)表打印等功能。 2. 監(jiān)控分站 上位機(jī) 監(jiān)控分站 上位機(jī) 設(shè)在各個(gè)分站熱源廠自控室，采用工控機(jī) 管理多個(gè)換熱站。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 第 5 頁 2 熱網(wǎng) 遠(yuǎn)程 監(jiān)控系統(tǒng)概述及總體 結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)概述 熱網(wǎng)遠(yuǎn)程 監(jiān)控系統(tǒng) 應(yīng)用 中心對(duì)多點(diǎn)的服務(wù)模式 來實(shí)現(xiàn) 監(jiān)控 中心與各個(gè)熱源廠 監(jiān)控分站之間的無線 數(shù)據(jù) 通信 ，多個(gè) 監(jiān)控分站 借助于中國移動(dòng) GPRS 網(wǎng)絡(luò)把全廠熱網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)固定的數(shù)據(jù)處理中心。供熱工程中的自動(dòng)控制 技術(shù) 對(duì)于保證供熱系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)供熱、安全運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、環(huán)境保護(hù)具有十 分重要的作用。 基于 GPRS 的 熱網(wǎng)遠(yuǎn)程 監(jiān)控系統(tǒng) 主要 優(yōu)勢(shì)在 于 ： 1. 永遠(yuǎn)在線 ： GPRS DTU 一開機(jī)就能自動(dòng)附著到 GPRS 網(wǎng)絡(luò)上，并與數(shù)據(jù)中心建立通信鏈路，隨時(shí)收發(fā)用戶數(shù)據(jù)設(shè)備的數(shù)據(jù)，具有很高的實(shí)時(shí)性； 2. 按流量 計(jì)費(fèi) ： GPRS DTU 一直在線，按照接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費(fèi)用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時(shí)不收費(fèi)用； 3. 高速傳輸 ： GPRS 網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度最快將達(dá)到 160Kbps，速率的高低取決于移動(dòng) 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 第 4 頁 運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，根據(jù)中國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)情況，目前可提供 20～ 40Kbps 的穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸； 4. 組網(wǎng)簡單、迅速、靈活 ： GPRS 無線系統(tǒng)可以通過 Inter 網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地的構(gòu)建覆蓋全中國的虛擬移動(dòng)數(shù)據(jù)通信專用網(wǎng)絡(luò)，為廣大中小用 戶節(jié)省 了 接入投資； 5. 通信鏈路維護(hù) 方便 ： 由于采用中國移動(dòng)的 GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此鏈路維護(hù)也由中國移動(dòng)負(fù)責(zé)，免除通信鏈路維護(hù)的后顧之憂； 6. 防雷擊 ： 由于 GPRS DTU 的發(fā)射功率非常小，天線非常短，而且無需高架，克服了有線傳輸和無線電臺(tái)傳輸容易引雷擊壞設(shè)備的缺點(diǎn)。 在軟件實(shí)際開發(fā)過程中，為提高開發(fā)效率，最終選擇 了在 Visual C++ 集成開發(fā)環(huán)境下利用 宏電公司提供的 DSC 軟件開發(fā)包動(dòng)態(tài)鏈接庫 來完成和 各個(gè)監(jiān)控分站 之間的通訊。 DSC 是用于管理 監(jiān)控分站 、與 監(jiān)控分站 進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的的服務(wù)軟件，必須具備以下 功能： 偵聽網(wǎng)絡(luò)，發(fā)出輪詢指令； 保存各終端的動(dòng)態(tài) IP 地址，監(jiān)視各終端的 運(yùn)行 狀態(tài) ；允許通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行終端參數(shù)遠(yuǎn)程配置與查詢；負(fù)責(zé) 接收各終端發(fā)來的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 解包 處理； 提取有用傳輸數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)寫入城市 熱網(wǎng)數(shù)據(jù)庫 中 等。 通過比較上述幾種方式實(shí)現(xiàn)的難易程度，本文 采用了 MSComm 通信 控件開發(fā)串行通 信程序，成功的實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控分站 工控機(jī)與 GPRS DTU 之間的串口通信。為了實(shí)現(xiàn) 工控機(jī) 與 GPRS DTU 之間的 串行通信 ， 本文在 Visual C++ 環(huán)境下 依據(jù)“ 所見即所得 ” 的編程思想 開發(fā)了 Windows 串行通信程序。本設(shè)計(jì)中最終 在 Visual C++ 集成開發(fā)環(huán)境下 分別采用 DDE(Dynamic Data Exchange)、 OPC(OLE for Process Control)開放數(shù)據(jù)訪問 標(biāo)準(zhǔn) 解決了這一 難題， 成功得獲 取了工控軟件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 。如何 穩(wěn)定、高效的訪問工控軟件 實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)庫 是熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 核心問題。 監(jiān)控 中心 站 則 有多種組網(wǎng)方案 選擇 接入 GPRS 網(wǎng)絡(luò)， 通過對(duì) 各種組網(wǎng)方案反復(fù) 進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較， 本文 最終 擬定了在規(guī)模較小的試用階段選用無線 GPRS 調(diào)制解調(diào)器的方式作為中心的接入方式，經(jīng)過試運(yùn)行成熟、所有改 造完畢后 改 用 APN 專線接入的方式作為中心的接入方式。 2. 分析了 GPRS 無線通信原理， 構(gòu)建了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 構(gòu)建 GPRS 遠(yuǎn)程 數(shù)據(jù) 傳輸 網(wǎng)絡(luò)需要分別考慮監(jiān)控分站和監(jiān)控中心站 GPRS 網(wǎng)絡(luò)接入方式。中心站 設(shè) 在供暖辦，監(jiān)測(cè)分站設(shè)在各個(gè)熱源廠自控室。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 第 2 頁 本文研究的主要內(nèi)容及目的意義 本文研究的主要內(nèi)容 本文 介紹了基于 GPRS 的熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)， 主要研究內(nèi)容如下： 1. 介紹了系統(tǒng) 概述 及 總體結(jié)構(gòu) 熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)換熱站控制器、監(jiān)控分站上位機(jī)、監(jiān)控分站 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸單元、監(jiān)控中心站構(gòu) 成。利用電話線撥號(hào)上網(wǎng)方式，雖然安裝費(fèi)用低，但運(yùn)行期間電話費(fèi)很高，速度不穩(wěn)定，也無法很好的滿足系統(tǒng)需要 [2]。因此，我國多數(shù)城市的熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)都沒有鋪設(shè) 專門的 通信線路，而是采用數(shù)傳電臺(tái)或電話線撥號(hào)上 網(wǎng)。因此，迫切需要為城市供暖行業(yè)開發(fā)一個(gè)統(tǒng)一的自動(dòng)化信息集成平臺(tái)，將各個(gè)分散熱源廠的底層控制系統(tǒng)與供暖調(diào) 度部門的上層管理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行縱向信息集成。 就我國目前供暖現(xiàn)狀而言，大多數(shù)城市熱網(wǎng)在工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)烈推動(dòng)下已基本實(shí)現(xiàn)第一層次的工廠級(jí)監(jiān)控要求， 各個(gè)熱源廠依靠各自的工控軟件維護(hù)全廠熱網(wǎng)數(shù)據(jù)庫， 保證了隸屬于本廠的各個(gè)換熱站的正常工作。 在以上過程中， 為了 確保城市 熱網(wǎng)在最佳工況下穩(wěn)定運(yùn)行， 一方面要求各個(gè)熱源廠對(duì)分散在不同地理位置 的 換熱站中溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)集中實(shí)時(shí)監(jiān)視，控制換熱站中各設(shè)備的運(yùn)行 ， 同時(shí)根據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)到的各換熱站運(yùn)行參數(shù)，調(diào)節(jié)熱 源 廠運(yùn)行工況 。在換熱站，高溫管道（以下簡稱一次網(wǎng)）中的熱 水 與進(jìn)居室暖氣片（以下簡稱二次網(wǎng)）的熱水通過換熱器交換熱量。通常一個(gè)城市有幾個(gè)區(qū)域供熱網(wǎng)，一個(gè)區(qū)域供熱網(wǎng)包含有幾十個(gè)到上百個(gè)換熱站。 關(guān)鍵詞 ： 無線通信，熱網(wǎng)，信息集成，遠(yuǎn)程監(jiān)控 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 II 頁 The Design of Remote Monitoring System of HeatSupply Network Based on GPRS Network Author： Peng Lin Tutor： Gao Yuan Abstract In this article, GPRS wireless munication technology is applied to remote monitoring system of heatsupply work, which can provide a lowcost solution for the traditional industrial monitoring system. In this system GPRS work is a medium for transmitting the remote signal. Owe to open data interface standard OPC and DDE, the monitoring system can shield the difference of controller and data collection regarding specific heat source plant. It can successfully achieve the vertical information integration between the fi