李盈 （天津市重?zé)峁峒夹g(shù)工程有限公司300222）

楊景龍（天津力源永春科技發(fā)展有限公司300222）

隨著社會的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人民對生活質(zhì)量和水平要求的不斷提高，城市集中供熱規(guī)模在不斷擴(kuò)大。在集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)中，為保證優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的供熱，滿足熱用戶的需求，需要對眾多的供熱子站點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)大部分監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)發(fā)送到監(jiān)控中心的后端服務(wù)器進(jìn)行處理。但由于監(jiān)測點(diǎn)分散，分布范圍廣，如何將該部分站點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)及時(shí)、有效地進(jìn)行傳送，是我們面臨的主要問題。

一、數(shù)據(jù)傳輸分類

數(shù)據(jù)傳輸可分為有線(包括架設(shè)光纜、電纜或租用電信專線)和無線 (包括數(shù)傳電臺和 CDMA、CDPD、GPRS等公用網(wǎng)信息平臺)兩大方式。相比較而言，在小型供熱區(qū)域中可采用有線方式解決。但在大型供熱區(qū)域管網(wǎng)中，由于數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積大，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)多而分散，采用有線方式造價(jià)昂貴，線路維護(hù)量大，而用無線數(shù)據(jù)傳輸方式具有投資少、開通快和運(yùn)行維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。

因此，建立基于CDMA無線網(wǎng)絡(luò)的自動監(jiān)控系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)各換熱站現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、調(diào)度室與各換熱子站的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通訊控制，在保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)、準(zhǔn)確的前提下，將管網(wǎng)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用也降低到了最低，并可極大地提高各換熱站的運(yùn)行效率。

二、CDMA通信技術(shù)

CDMA是碼分多址的英文縮寫，它是在數(shù)字技術(shù)上的分支-擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種新的無線通信技術(shù)。它具有實(shí)時(shí)在線、速度快、使用費(fèi)用低的特點(diǎn)，其傳輸速度可達(dá)153kb/s。

與其他有線方式及GPRS傳輸通訊方式相比，采用CDMA無線通信方式具體優(yōu)勢如下：與有線方式相比其組網(wǎng)靈活、擴(kuò)展容易、運(yùn)行費(fèi)用低，維護(hù)簡單、性價(jià)比高；

與GPRS等其他無線通信方式比較，其支持Mobile IP，增強(qiáng)了鑒權(quán)功能，并提供對多種隧道協(xié)議的支持，以方便各企業(yè)網(wǎng)的良好接入，且占用的是全新的800M頻段，頻率資源豐富等等。

綜上所述，采用CDMA 1x無線傳輸方式解決供熱數(shù)據(jù)同步傳輸問題是實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)現(xiàn)代化管理的必然途徑。

三、在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用

我公司供熱管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)采用CDMA 1x無線通訊傳輸方式，將各個換熱子站的流量、溫度、壓力等參數(shù)信息實(shí)時(shí)傳送到數(shù)據(jù)中心。該傳輸技術(shù)具有實(shí)時(shí)性、可靠性、安全性強(qiáng)等特點(diǎn)，且組網(wǎng)快，維護(hù)簡單。

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)中心、通訊部分和換熱子站等組成。數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理，通訊部分使用電信VPDN專線作為傳輸?shù)闹鞲删€，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸。換熱子站采用工控機(jī)實(shí)現(xiàn)供熱設(shè)備數(shù)據(jù)采集、管理功能，采用無線路由器作為接入終端。

該系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如下：

1.各換熱子站采用netfront SCN2000路由器作為數(shù)據(jù)終端的無線接入設(shè)備，該設(shè)備是為滿足工業(yè)控制領(lǐng)域移動數(shù)據(jù)通信應(yīng)用需求而設(shè)計(jì)的，是一款集成了CDMA數(shù)據(jù)傳輸功能和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)、路由功能于一體的新型無線移動通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；換熱子站內(nèi)的數(shù)據(jù)采集工作由工控機(jī)實(shí)現(xiàn)。

2.數(shù)據(jù)中心采用netfront SRW3000路由器作為NAS，后接netfront SRW5000認(rèn)證服務(wù)器及硬件防火墻，并采用二層鏈路協(xié)議的身份識別的VPDN方式，通過專業(yè)開發(fā)的CDMA專網(wǎng)認(rèn)證服務(wù)器，在PPP鏈路層實(shí)現(xiàn)合法用戶的順利接入，同時(shí)拒絕非法用戶的接入并形成黑名單，以確保網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定。

組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

CDMA1x系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

如上圖所示，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)首先由換熱子站的無線路由器發(fā)起撥號連接，經(jīng)過電信側(cè)的認(rèn)證服務(wù)器驗(yàn)證后，CDMA1X分組接入設(shè)備PDSN通過L2TP隧道路由經(jīng)電信專線連接到公司中心端得數(shù)據(jù)中心NAS路由器上。整個隧道的開啟和通過均在電信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，可確保網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)安全可靠，具有很高的安全性保障，而且不存在互連互通瓶頸，可以有效保證用戶使用性能。然后NAS路由器將認(rèn)證信息傳輸給數(shù)據(jù)中心側(cè)的專用認(rèn)證服務(wù)器，一旦認(rèn)證通過，認(rèn)證服務(wù)器會給換熱子站端的無線路由器分配一個合法IP地址，此時(shí)無線路由器和供熱站監(jiān)控中心端NAS路由器成功建立L2TP隧道連接，并進(jìn)行通訊。

3.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

1.各供熱子站可隨意接入系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，不受地域限制，且采集設(shè)備上電后，可自動與中心端握手并建立連接，無需人為參與，維護(hù)簡單。

2.系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)在線特性，系統(tǒng)無時(shí)延，能夠同時(shí)實(shí)時(shí)收取、處理多個/所有監(jiān)測點(diǎn)的各種數(shù)據(jù)，無需輪巡就可以同步監(jiān)測點(diǎn)的時(shí)鐘可很好的滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求；

3.安裝調(diào)試簡單，建設(shè)周期短，利用現(xiàn)有成熟GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)基本不需要調(diào)試，安裝簡捷；

4.接入設(shè)備價(jià)格較專線DDN相比，成本較低，且資費(fèi)便宜；

5.接入網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)供熱系統(tǒng)頻繁、大量、突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸，且通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠；

6.提供基于Web的系統(tǒng)配置和維護(hù)接口，支持遠(yuǎn)程維護(hù)；

7.具備遠(yuǎn)程升級和重啟動的功能。

結(jié)論：

綜上所述，該系統(tǒng)具備良好的抗干擾性以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，不僅實(shí)現(xiàn)了對各個換熱站的運(yùn)行參數(shù)的集中監(jiān)視、控制，并且可以大量的減少運(yùn)行人員的數(shù)量，換熱站實(shí)現(xiàn)了無人值守遠(yuǎn)程監(jiān)控。對于供熱公司提高供熱效率、降低運(yùn)行成本，能夠起到顯著效果。

（1）楊靜雯 CDMA 1X分組域VPDN業(yè)務(wù)解決方案.通信世界網(wǎng)，2004年3月2日

（2）敖綺 全面認(rèn)識CDMA-VPDN.中國新通信，2006年7月26日

（3）康勝文 無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)在熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用 河北電力技術(shù)2005年9月

（4）深圳華為 CDMA無線通信原理 企業(yè)內(nèi)部資料