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MCU自动测量单元局域网络数据传输方案
来源:四川葛南仪器有限公司 | 作者:水利监测人张工 13990298835 | 发布时间: 2023-11-26 | 710 次浏览 | 分享到:
监测系统所采用的通信方式有有线和无线两大类,其中有线方式有现场总线(RS-485)通信、光纤调制解调器通信,无线方式有无线短波(数传电台、无线网桥)与移动 GPRS 通信等。无线系统机构为现场的MCU配备一个无线传输电台或GPRS通信模块、无线网桥,MCU和监控主站上位机之间通过无线方式传递数据,结构优点是设备在现场布置灵活,施工周期短。现场总线结构是现场敷设电缆方便的大坝系统。这种系统结构式按现场地理位置和监测点分布敷设电缆,将现场的MCU与监控主站上位机连接,优点是结构简单,数据通信的可靠性好,维护方便,缺点是敷设电缆的距离不宜太远,否则信号在远距离的传输过程中可能会衰减的比较严重,最好是在1000m以内。

  1.监测系统所采用的通信方式有有线和无线两大类:

  有线方式有现场总线(RS-485)通信、光纤调制解调器通信;

  无线方式有无线短波(数传电台、无线网桥)与移动 GPRS 通信等。

  无线系统机构为现场的MCU配备一个无线传输电台或GPRS通信模块、无线网桥,MCU和监控主站上位机之间通过无线方式传递数据,结构优点是设备在现场布置灵活,施工周期短。现场总线结构是现场敷设电缆方便的大坝系统。这种系统结构式按现场地理位置和监测点分布敷设电缆,将现场的MCU与监控主站上位机连接,优点是结构简单,数据通信的可靠性好,维护方便,缺点是敷设电缆的距离不宜太远,否则信号在远距离的传输过程中可能会衰减的比较严重,最好是在1000m以内。



2.有线通信

RS-485 通信

RS-485通信电缆为双绞线屏蔽电缆,当传输速率为9600bps时传输距离可达到1200m,RS-485总线的最大优点是可节约连接导线、维护和安装费用。同时RS-485现场总线能够传送多个过程变量RS-485支持半双工或全双工模式,支持多点数据通信。网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构不支持环形或星形网络,最好采用一条总线将各个节点串接起来。

RS485通信总线也可以接入串口服务器,经串口服务器转换成RJ45网口利用局域网或以太网将数据上传至数据库服务器。

光纤通信

通信容量大、传输距离远;光纤的损耗极低,在光波长为1.55μm附近,石英光纤损耗可低于0.2dB/km,这比目前任何传输媒质的损耗都低。因此,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。信号串扰小、保密性能好;抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题,唯有光纤通信不受各种电磁干扰。光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输;材料来源丰富,环境保护好,有利于节约有色金属铜。光缆适应性强,寿命长。

无线通信

GPRS通信

GPRS 通信网络的优点之一就是支持 GPRS 终端设备永久在线,因此典型的 GPRS DTU 在设计上都支持永久在线功能,这就要求 DTU 包含了上电自动拨号、采用心跳包保持永久在线(当长时间没有数据通信时,移动网关将断开 DTU 与监测站的连接,心跳包就是 DTU 与数据中心在连接被断开之前发送一个小数据包,以保持连接不被断开)、支持断线自动重连、自动重拨号等特点。

同时 GPRS 通信可实现远距离实时监测。减少施工成本及工作量。

电台通信

与拉专线相比,数传电台安装较方便。而且通信距离相对较远,最远可达几十公里,网络延迟少,实时性较高,特别适合于需要及时进行远程控制的地方。

此外,数传电台的传输距离受环境的影响较大,山区与平原通信距离有着明显的差距。

其平均通信距离往往达不到其设计最大值,对于较远的监控点往往需要架设中继站。

网桥通信

无线网桥传输采用2.4G无线技术,将采集的数据通过网络方式发送到接收端,然后通过串口服务器接入计算机。网桥的性能比较可靠,相对于传统的485通讯方式,它有着不可比拟的优势。而且网桥可以传输大量的数据,同时接入网络,只要在同一网内就可以查看控制自动测量单元,更加简洁方便。

无线网桥传输距离受环境影响,而且天线为定向天线,有一定的角度。当主站与从站中间有较大阻挡物,直接会影响到通讯距离。


3.数据采集系统软件

采集软件,采集方式多样化,包括可指定时采集:定采集时间、采集间隔、采集次数的定时采集,可被动接收设备自动上报的数据。实时采集:用户可随时指定 MCU 进行数据采集、采集次数、保存至数据库。离线采集:定离线采集时间间隔、开始采集时间、采集次数,而后采集软件读取 MCU 存储的数据。

数据显示直观化,对各种传感器采集到的数据按各自原理公式算出物理量,按测点、时间排序显示采集到的数据,将采集到的数据及时绘制成便于观察的数据图线。越限数据报警,当采集到的数据计算出的物理量超过设置的报警值时会采用多种报警方法提示观测员,包括文字闪烁、播放报警音和手机短信通知等。

能管理众多的串口、协议和路由,胜任复杂的分布式测量通信系统的数据采集、传输和管理,并具有充分的可拓展性。可将若干个工程的安全监测信息集中在一起,这些工程既可具有一定程度的地域性,也可相隔在全不同的区域。