自來水供水管網(wǎng)采用CDMA完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊的方案

一、項目背景：
該方案是針對城市小區(qū)供水系統(tǒng)的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計的。該供水系統(tǒng)分為位于小區(qū)的遠(yuǎn)程控制站和中心控制系統(tǒng)，中心控制系統(tǒng)對遠(yuǎn)程站的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，遠(yuǎn)程站需要和中心系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)通訊。所以該方案需要考慮到以下幾個方面：
1、完成遠(yuǎn)程站和中心系統(tǒng)之間的通訊網(wǎng)絡(luò)要覆蓋全市，以便將分布在全市各地小區(qū)的自來水供水加壓系統(tǒng)遠(yuǎn)程站和中心系統(tǒng)連接起來。
2、完成遠(yuǎn)程通訊的終端設(shè)備。
3、整個監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡潔易懂，保持原有的工業(yè)自控網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和方法，用戶的使用和操作不受新方案的影響。
二、解決方案：
1、通訊網(wǎng)絡(luò)的選擇：
傳統(tǒng)的水處理自控系統(tǒng)多采用數(shù)傳電臺的方式完成通訊，但受到城市建筑增多，增高等影響，存在地理因素阻礙，干擾大，成本投入高，防雷要求高，不靈活，越來越受限制，。所以采用聯(lián)通公司的CDMA網(wǎng)絡(luò)，正好可以實現(xiàn)無線通訊的要求。CDMA網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋大多數(shù)地區(qū)，且覆蓋率在不斷提高，帶寬上下行可以達(dá)到約60Kbps，而且支持標(biāo)準(zhǔn)IP協(xié)議。目前，CDMA的收費是按照流量收費，并設(shè)有包月費用。所以本方案選擇CDMA網(wǎng)絡(luò)。
2、關(guān)于完成遠(yuǎn)程通訊的終端設(shè)備
該方案采用具有路由功能的無線通訊設(shè)備Inrouter310C，該設(shè)備利用2.5G/3G移動網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無線傳輸，將遠(yuǎn)程控制站與中心控制系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的遠(yuǎn)程互訪。InRouter310采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)路由，同時滿足工業(yè)PLC的雙向通訊協(xié)議的要求，采用VPN技術(shù)，完成遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的安全互聯(lián)，實現(xiàn)機(jī)器對機(jī)器基于標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)通信。
3、關(guān)于整個監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，
完全滿足標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)的架構(gòu)，簡單明了。用戶使用方便。
4、以下的示意圖是整個供水系統(tǒng)的無線通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖：

5、系統(tǒng)搭建：
（1）小區(qū)的供水遠(yuǎn)程控制站采用以太網(wǎng)的PLC實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和控制。
（2）中心監(jiān)控系統(tǒng)（上位機(jī)）運行監(jiān)控軟件，采用ADSL方式與互聯(lián)網(wǎng)連接，獲得一個公網(wǎng)IP，同時中心系統(tǒng)設(shè)置一臺普通的VPN路由器或者防火墻，以保證中心網(wǎng)絡(luò)的安全和完成遠(yuǎn)程站的接入。
（3）遠(yuǎn)程站通過無線路由器InRouter 310C連接Internet網(wǎng)絡(luò)，并按照設(shè)置好的中心系統(tǒng)IP地址等參數(shù)建立和中心上位機(jī)的安全連接。
（4）中心上位機(jī)運行監(jiān)控軟件，如組態(tài)軟件，采用Modbus TCP協(xié)議與遠(yuǎn)程站的PLC進(jìn)行通訊。
（5）中心系統(tǒng)不僅可以采集到PLC的數(shù)據(jù)，還可以維護(hù)PLC的運行程序，例如上傳和下載程序，大大減少了現(xiàn)場維護(hù)的工作量。
（6）每臺無線路由器InRouter 310C中插有一張聯(lián)通的UIM卡，進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，按照數(shù)據(jù)通訊的實際流量向聯(lián)通公司交納流量費。
或者斷開連接，并可實現(xiàn)按需連接、自動斷線、手動激活等功能，節(jié)約用戶的網(wǎng)絡(luò)資源，減少運行費用。
4、斷線檢測、自動修復(fù)技術(shù)：解決移動數(shù)據(jù)通信可靠性較差、容易掉線等問題，為上層應(yīng)用提供可靠通信鏈路。
5、流量管理技術(shù)：針對移動數(shù)據(jù)通信帶寬較小、容易阻塞等問題，應(yīng)用流量管理策略，通過劃分不同業(yè)務(wù)的優(yōu)先級別對數(shù)據(jù)流量實現(xiàn)動態(tài)調(diào)度，保證關(guān)鍵應(yīng)用的帶寬要求，高效利用有限的帶寬。
6、嵌入式技術(shù)：系統(tǒng)硬件平臺采用32位嵌入式CPU，提供強(qiáng)大的處理能力；軟件平臺采用嵌入式操作系統(tǒng)，安全、成熟、穩(wěn)定、可靠。
7、模塊化實現(xiàn)技術(shù)：系統(tǒng)軟硬件平臺均采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，容易升級以支持新技術(shù)、新應(yīng)用。
四、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢：
1、能夠滿足城市小區(qū)供水系統(tǒng)的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求，不改變原有工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和中心系統(tǒng)程序。
2、組網(wǎng)簡單安全，成功連接分布各地的PLC和監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)。
3、聯(lián)通CDMA1X網(wǎng)絡(luò)為行業(yè)用戶提供了穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)，不需維護(hù)。
4、實施周期很短，省去傳統(tǒng)有線布網(wǎng)方式的巨大工作量。
5、通信費用大大低于傳統(tǒng)的專線通訊費用。
6、工業(yè)以太網(wǎng)的PLC結(jié)合無線通訊路由器的使用，將整個系統(tǒng)的遠(yuǎn)程維護(hù)工作量降到最低，監(jiān)控中心的工作人員和設(shè)備廠商的技術(shù)人員完全可以采用遠(yuǎn)程的方式完成對整個系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)。
五、技術(shù)參數(shù)：
·產(chǎn)品型號:InRouter 210C/310C
·功能描述:支持CDMA網(wǎng)絡(luò)，作為遠(yuǎn)程控制站與中心控制系統(tǒng)之間的CDMA網(wǎng)關(guān)及路由器
接口
·電源:1個2針的插入式端子塊
·以太網(wǎng)接口:1個10/100Base-TX, RJ45口，自適應(yīng)
·串口:1個DB9母頭，RS232/485
·天線:SMA 50Ω
UIM卡接口卡座形式為抽插式
電源要求
·工作電壓:直流供電，9-40VDC
·工作電流:待機(jī)：100mA@+9VDC，通信：500mA@+9VDC
網(wǎng)絡(luò)
·組網(wǎng):支持INTERNET互連，符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)，保持雙向數(shù)據(jù)傳輸，IP路由
·VPN隧道:PPTP協(xié)議，L2TP協(xié)議，IPsec協(xié)議
·協(xié)議:支持協(xié)議TCP / UDP
相關(guān)服務(wù)
·診斷:LEDs（電源，聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，重起，故障）日志，
·報警:LEDs, 短信
·設(shè)置方式:串口配置，TELNET配置，WEB配置
·設(shè)置參數(shù):系統(tǒng)管理，UIM 卡，短信報警，本地網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，動態(tài)域名，串口通信參數(shù)，CDMA 設(shè)置，vpn撥入連接設(shè)置，vpn 撥出通道
環(huán)境條件
·工作溫度:0℃～+70℃
·儲存/運輸溫度:-15℃～+70℃
·相關(guān)濕度:10%～95%(無凝結(jié))
機(jī)械結(jié)構(gòu)
·尺寸:180X114X40mm
·安裝:卡軌式安裝
·重量:750g