基于無線通訊數(shù)據(jù)的采集與傳輸?shù)姆治鲅芯?/h1>
2017-06-23 16:13:54王志
科學(xué)家 2017年8期 關(guān)鍵詞：分析研究
王志
摘 要 無線通訊技術(shù)的發(fā)展帶給人們更加迅捷的通訊感受，更高質(zhì)量的通訊信號，而其中發(fā)揮最大作用的莫過于通訊數(shù)據(jù)的采集和傳輸，只有做好數(shù)據(jù)的應(yīng)用，才能夠保證通訊質(zhì)量的可靠性?；诖耍疚木蜔o線通訊數(shù)據(jù)的采集與傳輸進(jìn)行分析研究，以供參考。
關(guān)鍵詞 無線通訊；通訊數(shù)據(jù)；采集與傳輸；分析研究
中圖分類號 TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）08-0062-02
無線通訊技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)日漸為人們所注重，其不僅能夠讓人們的生活質(zhì)量得以改善，而且逐漸向著更廣泛的領(lǐng)域發(fā)展，很多產(chǎn)品以及通訊系統(tǒng)因為無線通訊技術(shù)的應(yīng)用而得以更高水平的進(jìn)步。而其中最需要引起人們關(guān)注的便是無線通訊數(shù)據(jù)的采集和傳輸，只有做好數(shù)據(jù)的分析和研究，才能夠真正推動無線通訊技術(shù)的？發(fā)展。
1 無線通訊發(fā)展的特點
1.1 無線通信發(fā)展速度較快，但是地區(qū)發(fā)展不平衡
公眾移動通信發(fā)展速度處于全盛階段，但世界各地發(fā)展十分不均衡，無線通信發(fā)展的普及率差異十分懸殊。一方面，不少發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，盡管移動通信普及率變得越來越高，但是，最新增加的移動用戶數(shù)量呈現(xiàn)著逐年下降的趨勢；另一方面，不少發(fā)展中國家和地區(qū)，雖然在無線通信技術(shù)方面處于初步發(fā)展階段，但是，其移動通信設(shè)備呈現(xiàn)著逐漸增長的趨勢，其移動用戶數(shù)量迅猛增長?？偟膩碚f，發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的移動通信用戶所創(chuàng)造的ARPU值要比發(fā)展中國家和地區(qū)的移動通信用戶創(chuàng)造的ARPU值要高得多，而且，最近根據(jù)相關(guān)報道顯示，韓國、日本在不斷開拓新的移動通信業(yè)務(wù)，并且成為全球移動通信發(fā)展的新熱點。
1.2 無線寬帶通信技術(shù)更新升級換代較快
隨著無線通信技術(shù)不斷成熟和發(fā)展，無線寬帶通信技術(shù)實現(xiàn)了高速發(fā)展，其技術(shù)更新升級換代的次數(shù)更加頻繁。隨著公眾移動通信發(fā)展速度全盛階段的進(jìn)入，最近這幾年，興起的全球?qū)拵o線接入技術(shù)也在不斷成熟，對其研究的深度和寬度也在不斷擴(kuò)展。對其的應(yīng)用變得十分靈活和活躍，與此同時，一并出現(xiàn)了諸如帶固定無線接入技術(shù)、WLAN技術(shù)、UWB技術(shù)等各種各樣的寬帶無線接入技術(shù)，促使我國的無線通信產(chǎn)業(yè)能夠與時俱進(jìn)，不斷為用戶帶來新的應(yīng)用體驗。
2 基于無線通訊數(shù)據(jù)的采集與傳輸分析
本文以西安優(yōu)瑪公司YM600S系列YUMA-RTU為核心系統(tǒng)進(jìn)行分析研究，其通過衛(wèi)星、GPRS無線通訊數(shù)據(jù)的采集和傳輸實現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制的無人監(jiān)控效果，通過無線數(shù)據(jù)的采集與傳輸更好地了解設(shè)備故障，并達(dá)到精準(zhǔn)維修的效果。
2.1 GPRS的運用方案
GPRS這種新型的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，其具體的工作原理是：為移動用戶在與連接數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間搭建一種無形、高效的連接形式，通過此種形式為移動用戶提供高速無線IP。另外，與其他移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)不同的是，在GPRS這種新型的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)中，同一無線信道可以被多個用戶同時使用，而且任何一位用戶可以同時占用多個無線信道，以上這種形式，在專業(yè)領(lǐng)域被稱為分組交換技術(shù)。在分組交換技術(shù)下，無線資源得到了充分有效的利用，不僅為用戶提供了全新的業(yè)務(wù)體驗，而且實現(xiàn)了資源的合理配置。通常，在理論方面，無線傳輸寬帶每秒要達(dá)到171.2kB，但是實際應(yīng)用傳輸寬帶大約在每秒10～70kB，由此可見，GPRS還大大提升了無線傳輸速率。
另外，GPRS這種新型的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，具備其他無線通信業(yè)務(wù)目前無法企及的優(yōu)勢：GPRS不再需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源，而是實現(xiàn)了在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。從這方面考慮，GPRS為廣大用戶提供了一種低成本、但是高效率的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。也正因為上述這個特征，GPRS這種新型的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)特別適合于以下形式的數(shù)據(jù)傳輸：間斷的、突發(fā)的、頻繁的以及少量的。另外，GPRS還具備以下優(yōu)勢，由于該技術(shù)提供數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收的服務(wù)，因此，運營商只能按照流量給用戶計費，因此，大大降低了服務(wù)成本。
該系統(tǒng)的工作流程是，在油田管網(wǎng)的遙測點有規(guī)則的、有計劃的分散地分布著遠(yuǎn)程終端單元RTU。通過遠(yuǎn)程終端單元RTU，將開關(guān)量、模擬量的信號連接起來，進(jìn)一步實現(xiàn)對傳輸數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲以及傳輸。將收集、存儲數(shù)據(jù)的信息，一并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)，向數(shù)據(jù)服務(wù)中心傳輸數(shù)據(jù)信息，并且隨后執(zhí)行上位機(jī)的命令。GPRS系統(tǒng)主要包括智能模塊、電源、天線、RTU以及后備電池組等幾部分組成。從其組成要素中，我們不難發(fā)現(xiàn)其是具備先進(jìn)的無線通信設(shè)備，因此，為數(shù)據(jù)傳輸提供了關(guān)鍵的技術(shù)力量支持。
一般而言，GPRS系統(tǒng)的運行是按照拓?fù)鋱D來進(jìn)行的。管線閥室設(shè)1站、2站、3站以及20站、21站。其中管線閥室1站、2站、3站通過信號連接與通訊公司內(nèi)部網(wǎng)相連接，然后，以主站為連接點，將GPRS設(shè)備與衛(wèi)星設(shè)備之間的信號通過網(wǎng)口、串口聯(lián)系起來，主服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、管理員站、操作員站以及打印機(jī)都是在以太網(wǎng)上進(jìn)行的，通過其將管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心庫連接起來。
2.2 系統(tǒng)硬件配置
通信系統(tǒng)是系統(tǒng)硬件配置的核心。改系統(tǒng)中使用的石油管線長度比較長，而且其閥室分布的十分分散，因此，為了避免十分嚴(yán)重的事故給用戶帶來的經(jīng)濟(jì)損失，需要對系統(tǒng)當(dāng)中涉及到的各種設(shè)備和管線運行狀態(tài)進(jìn)行實時的監(jiān)控。在通信系統(tǒng)的支持下，能夠?qū)Ω鞣N設(shè)備的運行狀態(tài)、壓力以及流量等指標(biāo)進(jìn)行全天監(jiān)控，一旦其中的設(shè)備出現(xiàn)問題，能夠及時啟動自動報警機(jī)制，還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)控和修正，最大程度降低事故發(fā)生的可能性，降低損失。并且，其監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)控站數(shù)量較多，并且跨越的地理范圍十分廣闊，對于通信系統(tǒng)的速率、響應(yīng)時間要求比較高。而且，油田管線閥室都陳設(shè)在環(huán)境較為惡劣的地區(qū)，因此，敷設(shè)通訊光纜十分困難，而且其中要耗費巨大成本，因此，為了彌補以上缺陷，采用以GPRS為主、衛(wèi)星通訊方式為輔的通訊模式。
除了通信系統(tǒng)，中控室的硬、軟件配置也是十分重要的。其中，中控室硬件主要包括計算服務(wù)器、管理員站、操作臺、控制器、電源模塊、通訊模塊以及主站模塊等多種設(shè)備；而中控室的軟件配置主要是指在一些核心的運行系統(tǒng)，其中包括操作系統(tǒng)軟件以及監(jiān)控系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)編程軟件等多種系統(tǒng)，操作系統(tǒng)軟件一般采用的是Windows2000serve。除此之外，還有RTU的硬件配置。該硬件系統(tǒng)是以計算機(jī)為核心技術(shù)，發(fā)揮著監(jiān)控和采集數(shù)據(jù)的重要作用。在此硬件支持下，初步形成了以主站RTU為主，以21座閥室的21個遠(yuǎn)端控制系統(tǒng)為輔，完成數(shù)據(jù)診斷、監(jiān)控和采集的任務(wù)。
3 無線通訊技術(shù)在數(shù)字化中的應(yīng)用
無線通訊技術(shù)不斷成熟，其應(yīng)用越來越廣泛，人們對于電腦以及其他多種多樣的數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)變得越來越依賴。最近，新型的無線通訊設(shè)備，諸如照相機(jī)以及數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等電子設(shè)備，都被安裝上了blue？tooth系統(tǒng)。這樣就免去了電纜方面給用戶帶來的不便。同理，如果將blue？tooth系統(tǒng)安裝在手機(jī)里面，能夠?qū)崿F(xiàn)無線傳輸連接，允許用戶可以在小范圍內(nèi)自由走動打電話和聽音樂。藍(lán)牙設(shè)備在無線通訊技術(shù)的應(yīng)用，不僅降低了傳輸成本，而且還拓展了新的應(yīng)用。無線通訊技術(shù)在未來數(shù)字化的應(yīng)用中也將會越來越彰顯其優(yōu)勢。
4 結(jié)論
人們生產(chǎn)和生活對于速度的要求越來越高，因此，無線通信技術(shù)成為了人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點。我們要運用科學(xué)的方法，采集、存儲以及傳輸無線通信數(shù)據(jù)，為用戶提供新的業(yè)務(wù)體驗。同時，還要將理論應(yīng)用于實踐，在實踐中反復(fù)檢驗理論的科學(xué)性，進(jìn)而不斷提高無線通訊技術(shù)的水平，不斷為人們高品質(zhì)生活謀取福利。
參考文獻(xiàn)
[1]李松濤，尹清爽.基于Android和ZigBee的移動環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)[J].計算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2017（3）：1-7.
[2]韓潤衍.GPRS的無線遠(yuǎn)程氣象數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)設(shè)計分析[J].科技展望，2017（1）：9.
[3]侯學(xué)元.試分析藍(lán)牙技術(shù)的低功耗無線數(shù)據(jù)采集控制和傳輸[J].信息系統(tǒng)工程，2016（2）：50.
[4]孫秋芹，汪沨，馬勇，等.基于無線傳輸?shù)妮旊娋€路調(diào)試測量系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].湖南大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2015（10）：83-88.
[5]紀(jì)建偉，丁皓，李征明，等.基于無線傳輸?shù)牡咎锕喔缺O(jiān)控系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013（S1）：52-59.
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王志
摘 要 無線通訊技術(shù)的發(fā)展帶給人們更加迅捷的通訊感受，更高質(zhì)量的通訊信號，而其中發(fā)揮最大作用的莫過于通訊數(shù)據(jù)的采集和傳輸，只有做好數(shù)據(jù)的應(yīng)用，才能夠保證通訊質(zhì)量的可靠性?；诖耍疚木蜔o線通訊數(shù)據(jù)的采集與傳輸進(jìn)行分析研究，以供參考。
關(guān)鍵詞 無線通訊；通訊數(shù)據(jù)；采集與傳輸；分析研究
中圖分類號 TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）08-0062-02
無線通訊技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)日漸為人們所注重，其不僅能夠讓人們的生活質(zhì)量得以改善，而且逐漸向著更廣泛的領(lǐng)域發(fā)展，很多產(chǎn)品以及通訊系統(tǒng)因為無線通訊技術(shù)的應(yīng)用而得以更高水平的進(jìn)步。而其中最需要引起人們關(guān)注的便是無線通訊數(shù)據(jù)的采集和傳輸，只有做好數(shù)據(jù)的分析和研究，才能夠真正推動無線通訊技術(shù)的？發(fā)展。
1 無線通訊發(fā)展的特點
1.1 無線通信發(fā)展速度較快，但是地區(qū)發(fā)展不平衡
公眾移動通信發(fā)展速度處于全盛階段，但世界各地發(fā)展十分不均衡，無線通信發(fā)展的普及率差異十分懸殊。一方面，不少發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，盡管移動通信普及率變得越來越高，但是，最新增加的移動用戶數(shù)量呈現(xiàn)著逐年下降的趨勢；另一方面，不少發(fā)展中國家和地區(qū)，雖然在無線通信技術(shù)方面處于初步發(fā)展階段，但是，其移動通信設(shè)備呈現(xiàn)著逐漸增長的趨勢，其移動用戶數(shù)量迅猛增長?？偟膩碚f，發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的移動通信用戶所創(chuàng)造的ARPU值要比發(fā)展中國家和地區(qū)的移動通信用戶創(chuàng)造的ARPU值要高得多，而且，最近根據(jù)相關(guān)報道顯示，韓國、日本在不斷開拓新的移動通信業(yè)務(wù)，并且成為全球移動通信發(fā)展的新熱點。
1.2 無線寬帶通信技術(shù)更新升級換代較快
隨著無線通信技術(shù)不斷成熟和發(fā)展，無線寬帶通信技術(shù)實現(xiàn)了高速發(fā)展，其技術(shù)更新升級換代的次數(shù)更加頻繁。隨著公眾移動通信發(fā)展速度全盛階段的進(jìn)入，最近這幾年，興起的全球?qū)拵o線接入技術(shù)也在不斷成熟，對其研究的深度和寬度也在不斷擴(kuò)展。對其的應(yīng)用變得十分靈活和活躍，與此同時，一并出現(xiàn)了諸如帶固定無線接入技術(shù)、WLAN技術(shù)、UWB技術(shù)等各種各樣的寬帶無線接入技術(shù)，促使我國的無線通信產(chǎn)業(yè)能夠與時俱進(jìn)，不斷為用戶帶來新的應(yīng)用體驗。
2 基于無線通訊數(shù)據(jù)的采集與傳輸分析
本文以西安優(yōu)瑪公司YM600S系列YUMA-RTU為核心系統(tǒng)進(jìn)行分析研究，其通過衛(wèi)星、GPRS無線通訊數(shù)據(jù)的采集和傳輸實現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制的無人監(jiān)控效果，通過無線數(shù)據(jù)的采集與傳輸更好地了解設(shè)備故障，并達(dá)到精準(zhǔn)維修的效果。
2.1 GPRS的運用方案
GPRS這種新型的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，其具體的工作原理是：為移動用戶在與連接數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間搭建一種無形、高效的連接形式，通過此種形式為移動用戶提供高速無線IP。另外，與其他移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)不同的是，在GPRS這種新型的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)中，同一無線信道可以被多個用戶同時使用，而且任何一位用戶可以同時占用多個無線信道，以上這種形式，在專業(yè)領(lǐng)域被稱為分組交換技術(shù)。在分組交換技術(shù)下，無線資源得到了充分有效的利用，不僅為用戶提供了全新的業(yè)務(wù)體驗，而且實現(xiàn)了資源的合理配置。通常，在理論方面，無線傳輸寬帶每秒要達(dá)到171.2kB，但是實際應(yīng)用傳輸寬帶大約在每秒10～70kB，由此可見，GPRS還大大提升了無線傳輸速率。
另外，GPRS這種新型的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，具備其他無線通信業(yè)務(wù)目前無法企及的優(yōu)勢：GPRS不再需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源，而是實現(xiàn)了在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。從這方面考慮，GPRS為廣大用戶提供了一種低成本、但是高效率的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。也正因為上述這個特征，GPRS這種新型的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)特別適合于以下形式的數(shù)據(jù)傳輸：間斷的、突發(fā)的、頻繁的以及少量的。另外，GPRS還具備以下優(yōu)勢，由于該技術(shù)提供數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收的服務(wù)，因此，運營商只能按照流量給用戶計費，因此，大大降低了服務(wù)成本。
該系統(tǒng)的工作流程是，在油田管網(wǎng)的遙測點有規(guī)則的、有計劃的分散地分布著遠(yuǎn)程終端單元RTU。通過遠(yuǎn)程終端單元RTU，將開關(guān)量、模擬量的信號連接起來，進(jìn)一步實現(xiàn)對傳輸數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲以及傳輸。將收集、存儲數(shù)據(jù)的信息，一并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)，向數(shù)據(jù)服務(wù)中心傳輸數(shù)據(jù)信息，并且隨后執(zhí)行上位機(jī)的命令。GPRS系統(tǒng)主要包括智能模塊、電源、天線、RTU以及后備電池組等幾部分組成。從其組成要素中，我們不難發(fā)現(xiàn)其是具備先進(jìn)的無線通信設(shè)備，因此，為數(shù)據(jù)傳輸提供了關(guān)鍵的技術(shù)力量支持。
一般而言，GPRS系統(tǒng)的運行是按照拓?fù)鋱D來進(jìn)行的。管線閥室設(shè)1站、2站、3站以及20站、21站。其中管線閥室1站、2站、3站通過信號連接與通訊公司內(nèi)部網(wǎng)相連接，然后，以主站為連接點，將GPRS設(shè)備與衛(wèi)星設(shè)備之間的信號通過網(wǎng)口、串口聯(lián)系起來，主服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、管理員站、操作員站以及打印機(jī)都是在以太網(wǎng)上進(jìn)行的，通過其將管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心庫連接起來。
2.2 系統(tǒng)硬件配置
通信系統(tǒng)是系統(tǒng)硬件配置的核心。改系統(tǒng)中使用的石油管線長度比較長，而且其閥室分布的十分分散，因此，為了避免十分嚴(yán)重的事故給用戶帶來的經(jīng)濟(jì)損失，需要對系統(tǒng)當(dāng)中涉及到的各種設(shè)備和管線運行狀態(tài)進(jìn)行實時的監(jiān)控。在通信系統(tǒng)的支持下，能夠?qū)Ω鞣N設(shè)備的運行狀態(tài)、壓力以及流量等指標(biāo)進(jìn)行全天監(jiān)控，一旦其中的設(shè)備出現(xiàn)問題，能夠及時啟動自動報警機(jī)制，還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)控和修正，最大程度降低事故發(fā)生的可能性，降低損失。并且，其監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)控站數(shù)量較多，并且跨越的地理范圍十分廣闊，對于通信系統(tǒng)的速率、響應(yīng)時間要求比較高。而且，油田管線閥室都陳設(shè)在環(huán)境較為惡劣的地區(qū)，因此，敷設(shè)通訊光纜十分困難，而且其中要耗費巨大成本，因此，為了彌補以上缺陷，采用以GPRS為主、衛(wèi)星通訊方式為輔的通訊模式。
除了通信系統(tǒng)，中控室的硬、軟件配置也是十分重要的。其中，中控室硬件主要包括計算服務(wù)器、管理員站、操作臺、控制器、電源模塊、通訊模塊以及主站模塊等多種設(shè)備；而中控室的軟件配置主要是指在一些核心的運行系統(tǒng)，其中包括操作系統(tǒng)軟件以及監(jiān)控系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)編程軟件等多種系統(tǒng)，操作系統(tǒng)軟件一般采用的是Windows2000serve。除此之外，還有RTU的硬件配置。該硬件系統(tǒng)是以計算機(jī)為核心技術(shù)，發(fā)揮著監(jiān)控和采集數(shù)據(jù)的重要作用。在此硬件支持下，初步形成了以主站RTU為主，以21座閥室的21個遠(yuǎn)端控制系統(tǒng)為輔，完成數(shù)據(jù)診斷、監(jiān)控和采集的任務(wù)。
3 無線通訊技術(shù)在數(shù)字化中的應(yīng)用
無線通訊技術(shù)不斷成熟，其應(yīng)用越來越廣泛，人們對于電腦以及其他多種多樣的數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)變得越來越依賴。最近，新型的無線通訊設(shè)備，諸如照相機(jī)以及數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等電子設(shè)備，都被安裝上了blue？tooth系統(tǒng)。這樣就免去了電纜方面給用戶帶來的不便。同理，如果將blue？tooth系統(tǒng)安裝在手機(jī)里面，能夠?qū)崿F(xiàn)無線傳輸連接，允許用戶可以在小范圍內(nèi)自由走動打電話和聽音樂。藍(lán)牙設(shè)備在無線通訊技術(shù)的應(yīng)用，不僅降低了傳輸成本，而且還拓展了新的應(yīng)用。無線通訊技術(shù)在未來數(shù)字化的應(yīng)用中也將會越來越彰顯其優(yōu)勢。
4 結(jié)論
人們生產(chǎn)和生活對于速度的要求越來越高，因此，無線通信技術(shù)成為了人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點。我們要運用科學(xué)的方法，采集、存儲以及傳輸無線通信數(shù)據(jù)，為用戶提供新的業(yè)務(wù)體驗。同時，還要將理論應(yīng)用于實踐，在實踐中反復(fù)檢驗理論的科學(xué)性，進(jìn)而不斷提高無線通訊技術(shù)的水平，不斷為人們高品質(zhì)生活謀取福利。
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