徐競?，張 巍

(1.杭州思綠能源科技有限公司，浙江 杭州 310012；2. 水利部農(nóng)村電氣化研究所，浙江 杭州 310012)

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物聯(lián)網(wǎng)大趨勢下的上位機(jī)生存之道

徐競?1，張 巍2

(1.杭州思綠能源科技有限公司，浙江 杭州 310012；2. 水利部農(nóng)村電氣化研究所，浙江 杭州 310012)

0 引 言

隨現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普遍應(yīng)用，計(jì)算機(jī)通信技術(shù)已日趨成熟，聯(lián)網(wǎng)查看電站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)之類的技術(shù)也已耳熟能詳。在無線技術(shù)的快速發(fā)展及物聯(lián)網(wǎng)大概念的驅(qū)動(dòng)下，僅僅PC端的上位機(jī)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了用戶日益增長的需求。

1 無線技術(shù)的發(fā)展

無線通信(Wireless Communication)是利用電磁波信號(hào)可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式。我國的無線通信技術(shù)通過短短幾十年的發(fā)展，已經(jīng)從開始的一窮二白，發(fā)展到現(xiàn)在的第三代和第四代通訊技術(shù)。

無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋已從大城市輻射至小山村，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到幾乎無死角的地步。而網(wǎng)絡(luò)帶寬也從2G發(fā)展到4G，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)相應(yīng)速度可以說已經(jīng)完全能滿足用戶的需求。所以，對(duì)于工業(yè)、電力方面來說，諸如“遠(yuǎn)程無線抄表”、“DTU”、“無線調(diào)度數(shù)據(jù)傳送”之類的技術(shù)及產(chǎn)品已應(yīng)勢而生。

2 物聯(lián)網(wǎng)

何為物聯(lián)網(wǎng)，至今也未有人能給出一個(gè)精準(zhǔn)而公認(rèn)的定義。

物聯(lián)網(wǎng)概念的出現(xiàn)，首先歸功于現(xiàn)代化物流系統(tǒng)需要。現(xiàn)代物流希望可以利用信息生成設(shè)備，如無線射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)、全球定位系統(tǒng)及傳感器等種種裝置與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)糅合起來形成一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。類似于條形碼這類自動(dòng)識(shí)別技術(shù)(Auto-ID)，就是物聯(lián)網(wǎng)的最初應(yīng)用。

除了在物流領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)還廣泛應(yīng)用在能源、交通、安防、道路、家用電器監(jiān)控等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展就是把新一代信息通訊技術(shù)充分運(yùn)用到各行各業(yè)中；通俗點(diǎn)來說，就是把諸如傳感器、無線射頻識(shí)別標(biāo)簽等信息化設(shè)備嵌入或裝在電網(wǎng)、鐵軌、橋梁、道路、供水系統(tǒng)、大壩等各種物理物體和基礎(chǔ)設(shè)施中，甚至人體，并將它們與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，形成“物聯(lián)”。

在如此宏大的物聯(lián)網(wǎng)前提下，將來對(duì)電站的操作也許只需要簡單地對(duì)您的智能手環(huán)說一句“開機(jī)”，之后就能輕松地在眼鏡片上查看電站的各類數(shù)據(jù)，甚至不需要你動(dòng)1根手指。而對(duì)于電站的各類設(shè)備是否有故障，各個(gè)設(shè)備的廠家早已通過自己的無線采集方式，獲取了所有出廠設(shè)備的信息，并集成大數(shù)據(jù)分析，對(duì)各類故障可發(fā)出提前預(yù)警。

3 上位機(jī)趨勢

以圖1為例(見圖1)，這是現(xiàn)有的大型自動(dòng)化集成監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)，在物聯(lián)網(wǎng)趨勢下，現(xiàn)有的架構(gòu)將會(huì)發(fā)生革命性的變化。我們可以大致從數(shù)據(jù)采集、報(bào)警預(yù)警、歷史數(shù)據(jù)3個(gè)方面來描述。

3.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集在無線技術(shù)的發(fā)展下也必定得到前所未有的革新，以往的通過RS485、網(wǎng)線以及光纖等的有線局域網(wǎng)必將不復(fù)存在，無線設(shè)備的應(yīng)用將會(huì)使電站的布局更加靈活、簡單。

對(duì)于電站內(nèi)部，可建立電站范圍內(nèi)的無線局域網(wǎng)，覆蓋整座電站，大量節(jié)省了布線、拉線的時(shí)間，大大縮短工期又減少了錯(cuò)誤的發(fā)生幾率。對(duì)于測量電度及負(fù)荷的設(shè)備則可以根據(jù)需求通過4G接入整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)中，管理人員可以通過Pad、手機(jī)，甚至手表、眼鏡等各種智能終端來獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.2 報(bào)警預(yù)警

對(duì)于報(bào)警、預(yù)警等事故信息而言，物聯(lián)網(wǎng)毫無疑問更能提升其準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。

(1)報(bào)警。對(duì)于現(xiàn)有的電站監(jiān)控系統(tǒng)，報(bào)警往往通過彈窗及語音來警示操作人員，這無疑是不夠的，若要彈窗和語音起到效果則前提就是操作人員必須在計(jì)算機(jī)附近。這樣的技術(shù)無疑大大阻礙了電站無人值守和全自動(dòng)化操作的進(jìn)程。而在物聯(lián)網(wǎng)的大前提下，報(bào)警可以以各種方式對(duì)運(yùn)行管理人員進(jìn)行提醒；譬如，操作人員只需佩戴1個(gè)會(huì)震動(dòng)的智能手環(huán)，就能全天24 h對(duì)電站設(shè)備運(yùn)作情況有個(gè)大致了解。

(2)預(yù)警。如上文所提，在物聯(lián)網(wǎng)的大前提下，廠家能更方便獲取各個(gè)設(shè)備的實(shí)時(shí)信息，通過對(duì)歷年出廠設(shè)備信息歷史數(shù)據(jù)庫的大數(shù)據(jù)分析，從而達(dá)到提前的預(yù)警并反饋給電站的上位機(jī)系統(tǒng)。這樣的預(yù)警系統(tǒng)可以從真正意義上進(jìn)行預(yù)警，從而大大地降低事故發(fā)生的幾率。

圖1 水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

(3)歷史數(shù)據(jù)。對(duì)于現(xiàn)有的大小電站，因計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)始終是有限的，要做到歷年的歷史數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)幾乎是不可能的。而在物聯(lián)網(wǎng)的大前提下，云存儲(chǔ)技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，只需要聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)就全部可以存入云端，既不影響電站操控機(jī)的運(yùn)行，也可以保存完整的歷史數(shù)據(jù)。

4 存在的隱患

綜上所述，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)及無線技術(shù)革新展望，無疑從很大程度上提升了整套自動(dòng)化系統(tǒng)的性能及兼容性，但技術(shù)的革新往往也有不利的一面。簡單的說，因?yàn)殡娬驹O(shè)備都接入互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)安全就是必須重視的大問題。

目前現(xiàn)有的技術(shù)可考慮加入1個(gè)安全隔離的VPN來防止各種來自互聯(lián)網(wǎng)的威脅。

5 總 結(jié)

總而言之，上位機(jī)在未來已經(jīng)不僅限于PC，它可能是你的Pad、手機(jī)甚至手表、眼鏡。數(shù)據(jù)的讀取將會(huì)更加的自由，無人值守也將從真正意義上成為現(xiàn)實(shí)。

[1] 劉浩云.物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[2] 李 霞.淺談物流信息技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)[J].商場現(xiàn)代化,2010(5)：48_49.

[3] 董榮勝.計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論—思想與方法[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[4] 陳國良.計(jì)算思維導(dǎo)論[M].北京：高等教育出版社，2012.

[5] 石志國，王志良，丁大偉.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

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責(zé)任編輯 吳 昊

2015-06-24

徐競?(1987-)，男，工程師，主要從事水利自動(dòng)化上位機(jī)方面的研發(fā)工作。 E_mail：149367189@qq.com