摘 要：無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)作為一種新興的計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，已然在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，本文簡(jiǎn)要介紹了無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)的工作原理、軟件運(yùn)用、獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)以及其在不同領(lǐng)域的運(yùn)用，以期有所借鑒。

關(guān)鍵詞：無(wú)線數(shù)據(jù)采集；監(jiān)控；原理；軟件；優(yōu)勢(shì)；運(yùn)用

中圖分類號(hào)：TP274.2

隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)通信技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展，無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)是一種運(yùn)用較為廣泛的計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，它建立于無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)之上，基于原有以太網(wǎng)，以無(wú)線微波為介質(zhì)，可以定時(shí)采集分散的、無(wú)人值守的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并根據(jù)分析發(fā)送簡(jiǎn)單的控制命令。無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)集先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為一體，廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。

1 無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)的工作原理

無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)的工作原理包括硬件工作原理和軟件工作原理。在硬件方面，各種前端用戶設(shè)備首先通過(guò)以太網(wǎng)接口、RS232/RS485接口等與前端模塊相連接，接受數(shù)據(jù)的前端模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行IP打包，通過(guò)GPRS/CDMA模塊接入GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)，之后通過(guò)路由和各種網(wǎng)關(guān)發(fā)送到遠(yuǎn)端監(jiān)控中心，監(jiān)控中心可以通過(guò)發(fā)送來(lái)的信息對(duì)遠(yuǎn)端設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。這樣通過(guò)把GPRS/CDMA公共數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)采集、傳輸、監(jiān)控系統(tǒng)前端模塊相結(jié)合，從而得以建立基于特定應(yīng)用的無(wú)線數(shù)據(jù)采集、傳輸與監(jiān)控系統(tǒng)。在軟件方面，由于編程時(shí)需要涉及對(duì)無(wú)線通信設(shè)備的控制，因此C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言通常運(yùn)用于數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控設(shè)備的通信編程，僅僅需要一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的編程人員就可以進(jìn)行編程。

無(wú)線數(shù)據(jù)采集和傳輸技術(shù)通常包括以下幾個(gè)過(guò)程：計(jì)算機(jī)終端或帶處理器的傳感器將二進(jìn)制信號(hào)發(fā)送到無(wú)線調(diào)制解調(diào)器，并通過(guò)GPRS/CDMA模塊建立連接，之后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。由此可見(jiàn)，兩端的編程對(duì)于建立無(wú)線設(shè)備之間的通信顯得格外重要。

計(jì)算機(jī)的串口是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)終端到GPRS/CDMA模塊之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕緩健Ｆ渲蠽isual Basic5.0中的控件MSCOMM就是通過(guò)串口來(lái)實(shí)現(xiàn)通信的，通過(guò)MSCOMM控件屬性的設(shè)置，可以通過(guò)VB5.0對(duì)其編程，輪詢方法和事件驅(qū)動(dòng)均可用于控件MSCOMM。控件MSCOMM可以生成OnComm事件，它可以捕獲諸如通過(guò)串口接收數(shù)據(jù)和遇到任何錯(cuò)誤等事件。CommEvent屬性中包含著以整數(shù)形式存在的事件或錯(cuò)誤的值，通過(guò)CommEvent屬性可以判斷最近一次事件或錯(cuò)誤，也可以設(shè)置一個(gè)每次都直接檢查CommEvent屬性值的循環(huán)，這樣就可以“輪詢”事件或錯(cuò)誤，通過(guò)這些方法，可以非常完美的對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。

2 無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)中軟件的運(yùn)用

無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)通常采用的軟件PLC編程軟件、平臺(tái)軟件和IPC組態(tài)軟件。

2.1 PLC編程軟件

PLC編程軟件采用的是Schneider公司的TLX-PL7MP10E，它主要是運(yùn)用于Windows環(huán)境下的，專門用于TSX型系統(tǒng)PLC使用，它所支持的語(yǔ)言模式包括指令語(yǔ)句表（IL）、梯形圖（LD）和順序功能圖（SFC）等，所具有的功能包括診斷、在線編程和在線仿真調(diào)試等。PLC編程軟件支持多種協(xié)議和通信總線，包括JBUS、MODBUSPLUS、UNITELWAY、MODBUS等。

2.2 系統(tǒng)平臺(tái)軟件

系統(tǒng)平臺(tái)軟件通常采用的系統(tǒng)平臺(tái)包括Windows XP、Windows 2003及Windows 2000/NT，它通過(guò)服務(wù)后臺(tái)Server設(shè)置了操作員命令和系統(tǒng)密碼，同時(shí)屏蔽了軟件的某些功能來(lái)制約系統(tǒng)的操作，從而防止了非法用戶的入侵。

2.3 IPC組態(tài)軟件

IPC組態(tài)軟件系統(tǒng)是一種以Microsoft Windows 98/NT為中文平臺(tái)的組態(tài)軟件，它具有全中文的界面，運(yùn)用了COM組件和多線程等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠和實(shí)時(shí)多任務(wù)等特性，同時(shí)具有定義外部設(shè)備和構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)等功能。畫面可以根據(jù)工程開(kāi)發(fā)來(lái)完成動(dòng)畫連接，在這樣的環(huán)境下工程師可以完成預(yù)定的設(shè)計(jì)畫面和動(dòng)畫連接等工作。由于數(shù)據(jù)庫(kù)中擁有各種各樣的數(shù)據(jù)類型，因此IPC組態(tài)軟件系統(tǒng)可以對(duì)控制對(duì)象的特性進(jìn)行合理的抽象，同時(shí)還可以為趨勢(shì)曲線、變量報(bào)警、安全防范和過(guò)程記錄等重要功能提供一系列簡(jiǎn)單可行的操作方法，通過(guò)采集控制對(duì)象中的數(shù)據(jù)，從而完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的記錄工作。另外還可以用動(dòng)畫的方式將數(shù)據(jù)的變化形象生動(dòng)的表現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)完成操作記錄、變量報(bào)警和趨勢(shì)曲線等功能，并最總以歷史數(shù)據(jù)的方式保存為文件。

軟件系統(tǒng)除了具有以上功能外，還需要具有建立新項(xiàng)目、構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)、繪制畫面、趨勢(shì)曲線和報(bào)警信息、動(dòng)畫效果、系統(tǒng)的安全及數(shù)據(jù)報(bào)告等功能。

3 無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)終端相比，無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)具有多方面的優(yōu)惠。在硬件方面，無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)前端模塊采用基于ARM架構(gòu)的高性能32位嵌入式微處理器，并搭配大容量的存儲(chǔ)器和嵌入式的操作系統(tǒng)，使得協(xié)議接口得以豐富。在軟件方面，無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)基于嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式微處理器，逐步實(shí)現(xiàn)了永遠(yuǎn)在線、GPRS/CDMA自動(dòng)撥號(hào)、掉線自動(dòng)重?fù)?、心跳防斷線機(jī)制、動(dòng)態(tài)域名解析、可配置NAT、SNMP代理內(nèi)嵌和協(xié)議棧支持等，支持的應(yīng)用方式包括串口/以太網(wǎng)、串口/無(wú)線和以太網(wǎng)/無(wú)線等，具有短信報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、指示燈報(bào)警和自診斷等功能。這些優(yōu)點(diǎn)使得無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)可以完全滿足客戶的不同需求，并在升級(jí)方面也有不小的優(yōu)勢(shì)。

4 無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)在不同行業(yè)中的運(yùn)用

4.1 在城市集中供熱系統(tǒng)中的運(yùn)用

隨著我國(guó)現(xiàn)代生活水平的不斷提高，城市集中供熱系統(tǒng)也進(jìn)入了高速發(fā)展階段，每年集中供熱的面積均以高達(dá)20%增幅而增長(zhǎng)。我國(guó)具有大大小小的熱力公司約1500家，每家平均面積在200萬(wàn)平方左右，而無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)在熱力系統(tǒng)的正常運(yùn)行中扮演了不可或缺的角色。其中熱網(wǎng)的監(jiān)控大大提高了熱力公司的運(yùn)營(yíng)效率，從而降低了熱力公司的運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)還減少了人工值守的熱力站數(shù)量，降低了熱力公司的管理費(fèi)用，從各種方面均帶來(lái)顯著的效益。而無(wú)線數(shù)據(jù)采集技術(shù)可以將用戶的使用數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)控制中心，從而為熱力公司做出調(diào)整給予數(shù)據(jù)的支持。

4.2 在油田中的運(yùn)用

油田往往建在偏僻無(wú)人的地區(qū)，且地形相當(dāng)復(fù)雜，這使得人工數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)難以得到運(yùn)用，而有線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)需要投入大量的資金，也非常不方便。無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)可以克服油田地形復(fù)雜、油井分散帶來(lái)的監(jiān)控上的問(wèn)題，使得各個(gè)油井的數(shù)據(jù)和資料能夠及時(shí)反饋到控制中心，為油田的開(kāi)采和控制帶來(lái)極大的方便。

4.3 在自來(lái)水廠的運(yùn)用

自來(lái)水廠的水井往往分布廣泛，要想集中控制非常麻煩，而無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)可以輕松地實(shí)現(xiàn)自來(lái)水廠水井的監(jiān)控，將不同水井的監(jiān)控資料以無(wú)線的方式傳輸給控制中心，大大方便了自來(lái)水廠對(duì)水源的采集。

4.4 在市政工程中的運(yùn)用

城市道路中的路燈布置非常廣泛，采用常規(guī)的管理辦法非常難管理，而無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)可以方便地對(duì)城市道路兩旁的路燈進(jìn)行控制，不僅省去了人工管理帶來(lái)的成本，而且還可以節(jié)約用電，對(duì)政府管理人員來(lái)說(shuō)不失為一種好的管理方法。

總之，無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)由于其本身不可比擬的優(yōu)勢(shì)，已成為各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用熱點(diǎn)，對(duì)于諸如電力、電信、水利、石油等難以架設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)領(lǐng)域，無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)將扮演越來(lái)越不可替代的角色。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：趙曉林（1978.08-），男，甘肅人，本科，講師，研究方向：嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用。

作者單位：蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，蘭州 730000