监控通讯（共9篇）
监控通讯 篇1
1 引言
通常在一个工厂解决方案中集成不同制造厂商的仪器设备和应用程序是很复杂的工作，因为系统集成设计到多方通信等复杂问题。本文以海军某基地自动化设备综合监控系统项目为背景，该自动化设备监控系统从功能上主要包括风系统、水系统、电系统和环境温湿度监控四个子系统，各个子系统分别负责其相应的职能。整个系统近3 000个点，通过现场总线PROFIBUSDP实现S7-200/300主从站结构，主要监控的设备有风机、阀门、水泵、空调机、冷却塔、排烟降温机组等，另外包括两个10kV/35kV变电站监控分系统及环境温湿度数据采集分系统。
风系统主要监控的设备有风机、风阀、空调机、除湿机等，主要用于自然环境的进排风、温湿度调节，从而保证值班人员的正常生活环境。风系统中监控的设备与用户设定的温湿度、氧气含量、二氧化碳含量实现联动：当某个房间环境温度高于设定值时，相应区域空调机自动开启；当某个房间温度低于设定值时，相应区域空调机自动关闭；当氧气含量低于设定值时，相应区域的风机、风阀自动打开为该区域供风。
水系统主要监控的设备有水泵、水阀、冷却塔等，主要用于保障该环境的生活用水、消防用水、冷却用水。另外还需要监测系统内各水库液位，并使水库进水阀门与液位实现联动：当液位低于设定值时，水阀自动打开开始补水；当液位高于设定值时，水阀自动关闭停止进水。
电系统主要监控两个10kV/35kV变电站运行状态，从而保障系统内部各种用电设备的正常工作。主要监控的参数有主进线电压、电流、功率因数，各支路电压、电流、功率因数等。环境温湿度分系统主要用于采集各房间和区域的温湿度、氧气、二氧化碳含量，保障人员安全，并实现环境温湿度参数与风系统、空调设备的联动。
总之，该自动化设备综合监控系统是为保障系统各方面的正常工作而建立的，而且当发生紧急事件时，可以及时启动应急措施，保证设备的正常运行和人员的安全。
2 通信方案总体介绍
该系统主体部分采用分布式控制，主要使用了现场总线PROFIBUS-DP主从通信方式。其中DP主站为西门子S7-300系列PLC(CPU315-2DP）,DP从站为扩展了EM277通信模块的西门子S7-200系列PLC(CPU224/226），系统包含多个DP从站。S7-200PLC直接采集现场设备的状态和控制信息，并通过PROFIBUS-DP网络与S7-300主站通信；扩展了CP343-1通信模块，S7-300主站通过以太网与WinCC上位机进行通信。系统结构见图1。
在本系统中，有许多环境变量需要监控：如环境温度、湿度，空调相关的运行数据，水泵相关的运行数据，风机和阀门的相关运行数据等。
然而，这些系统或设备本身是成套的，很多自带有小型的控制系统，同时，由于生产厂商不同，这些设备可以对外提供的接口有很大的差异，目前已有的现场总线技术和IT技术都有可能使用到。
3 通信技术介绍
3.1 PROFIBUSDP
自动化工业过程和制造过程是现场总线技术的主要应用领域，PROFIBUS总线访问机制能够满足其中的两个极为重要的需求。一方面，同级别的PLC或PC之间的通信要求每个总线站能够在规定时间内获得充分的机会来完成它的通信任务。另一方面，复杂的PLC或PC与简单的分布式处理I/O外设间的数据通信要快速并尽可能降低协议开销。PROFIBUS总线符合EIA RS485[8]标准，PROFIBUS RS485的传输程序是以半双工、异步、无间隙同步为基础的。传输介质可以是光缆或屏蔽双绞线。
在工业现场实际应用中，无论该设备出自哪家厂商，只要符合PROFIBUS DP规约的设备均可以直接接入到PROFIBUSDP网络中，这样就保证了DP通信方式的通用性和标准。
在本系统中，PROFIBUSDP是主要的通信方式。选用西门子S7-200系列PLC做DP从站。使用的CPU型号分别有CPU224CN、CPU226CN(CPU版本2.01）。为满足现场总线PROFIBUSDP通信需要，扩展了EM277DP通信模块。其中空调机控制系统使用的控制器为S7-200PLC，为了将该控制系统纳入到综合监控系统中，为空调机控制系统加装了EM277DP通信模块。通过PROFIBUS DP总线通信方式直接与S7-300DP主站通信。
3.2 OPC
在目前的情况下，OPC是基于微软COM（组件对象模型）技术的。COM对象可以在网络上透明地分布，所以OPCClient可以通过DCOM（分布式COM）的方式访问OPC服务器。现在有300多家自动化领域的著名厂商都支持OPC接口，其中包括西门子公司。微软保证Windows的兼容性。这样，集成各个厂家的设备和应用程序就非常容易。
SIMATICWinCC全面支持OPC，也就是说WinCC中的OPC符合OPC基金会的OPC规范。集成在基本系统中的OPC DA Server，可以让其他兼容OPC的应用程序访问Win CC的过程数据，进行进一步的数据处理。
在本项目中，已建设并投入运行变配电监控系统具有符合电力行业101、102规约的通信方式及上位机监控系统，该上位机监控系统提供OPCDA服务器通信接口。因此，我们使用Win CC作为OPCDA客户机与该监控系统进行通信。
3.3 MODBUSASCII
MODBUS协议是Modicon公司于1978年发明的一种用于电子控制器进行控制和通讯的通讯协议。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以进行通信。它的开放性、可扩充性和标准化使它成为一个通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以简单可靠地连成工业网络，进行系统的集中监控，从而使它成为最流行的协议之一。
自由口通信是西门子S7-200PLC特有的一种通信方式，其物理层采用S7-200PLC自带的RS485接口（Port0或Port1）。在自由口通信方式下，用户可以自己定义通信协议，通过编写程序，S7-200 PLC可以与任何通讯协议公开并且具有通信能力的设备进行通信。西门子STEP7/MicroWinSP5以上版本编程软件中也具有MODBUS RTU指令库可供用户进行MODUBUSRTU格式的通信时使用。然而STEP7/MicroWin软件并不自带支持MODBUSASCII指令库，这就使得用户在进行MODBUSASCII格式的通信时需要自己编写通信程序。
在本项目中，环境监控分系统的冷却水控制系统使用的是台达DVP32-EH，该型号PLC并不支持PROFIBUSDP，只能采用其他通信方式。
在该控制系统中，台达DVP32-EHPLC自带的两个通信接口均已被占用：COM 1连接了触摸屏，COM 2连接了变频器。因此，考虑使用扩展口COM3与S7-200PLC进行通信，S7-200 PLC通过读取台达PLC的寄存器获得变频器相关的运行数据，同时,S7-200通过写数据到台达PLC的寄存器从而达到控制变频器的启停和改变变频器工作频率的目的。
台达PLC的COM3扩展口只支持MODBUSASCII格式通信方式，所以需要在S7-200PLC中编写MODBUSASCII格式的通信程序。
MODBUSASCII通信方式为典型的单主站结构，在本项目中，冷却水控制系统中有3个台达DVP32-EHPLC均需要与S7-200 PLC使用MODBUS ASCII方式进行通信。因此,S7-200 PLC作为MODBUS ASCII主站，台达PLC作为MODBUSASCII从站。
3.4 UDP
UDP(User Datagram Protocol）：用户数据包协议，是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。IETFRFC768是UDP的正式规范。
UDP是一个面向无连接的协议，传输数据前数据源端和终端不需要建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把数据发送到Ethernet网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。
在本项目中，10kV/35kV变电站系统符合电力101、102规约，对外可提供UDP通信接口。因此，选择本系统中加装了CP343-1以太网通信模块的S7-300主站与10kV/35kV变电站系统通过UDP方式进行通信，从而将变电站监控系统的数据显示在WinCC运行系统里。
S7-300 PLC使用UDP通信方式只需要在网络组态NetPro中新建UDP连接(见图3)，将IP地址及通信端口号等信息设置好，并且在程序中调用AG＿RECV功能块来接收数据，如图4。
4 结语
本文以海军某基地实际工程项目为背景,设计并实现了自动化设备综合监控系统。该系统解决了复杂的第三方通信、控制逻辑等问题,集成了多家厂商的自动化设备,实现了自动化设备状态信息现场采集、中心管理、远程控制的功能。
笔者作为项目方案设计和现场实施的主要负责人,完成了整个系统的结构设计、PLC控制器产品选型及安装、软件编程调试、项目验收及系统售后维护等工作。该系统自投入运行至今,运行稳定,受到了甲方使用人员的一致好评。
参考文献
[1]西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团.深入浅出WinCCV6.0[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.
监控通讯 篇2
2013年11月，华平信息技术股份有限公司的AVCON移动终端视频监控指挥通讯软件在我单位开始使用。
该产品实现了对现有图像综合平台的全面整合，能覆盖市场上主流的移动操作系统，达到主流移动系统的互联互通；还能针对目前移动设备CPU解码能力较弱、监控前端设备多样性、解码复杂性的问题，轻松地接入系统中原有主流监控前端设备，并能够达到单台3GM网关可将36路704×576 30fps的标清图像，或9路1920×1080P 30fps的高清图像，合成一路高达1280×720P 30fps的高清图像。
本单位使用安装了AVCON移动终端视频监控指挥通讯软件的手机、PAD和专业单兵设备。实现以下几点：
1、移动视频指挥调度的应用，在应对突发事件的应用中及时将现场情况的视频上传至给指挥中心。指挥中心即可第一时间了解现场情况并做出应对安排。
2、在应对突发事件的应用中可及时与指挥中心进行沟通对话，指挥中心亦可第一时间将应对方案与现场沟通。
3、指挥中心可以对现场远程巡查和针对一线人员的指挥调度。
最近我们对该产品进行了验收,各项指标均符合要求。
广西壮族自治区武警柳州市消防支队
监控通讯 篇3
【关键词】通讯监控 高速公路 路政管理 应用分析
前言：高速公路建设是我国经济发展的重要基础，更是人民群众生产生活的运输保障，这就需要我们加强高速路政管理工作，特别是应用通讯监控的实时管理工作。但是传统的通讯监控技术主要依赖的是人工监控，效率低下。传真和电话方式的监控是传统高速路政监控的主要设备，然而这种设备和管理机制的落后造成信息收集工作的不准确和不及时，不仅耗费大量的人力物力成本，而且无法达到路政管理需要的效果。信息技术的发展为高速路政管理带来了新的技术手段，这种信息技术已经成熟应用于智慧城市等领域，且系统在工作中应用效果十分显著，通讯监控的信息交互更为便捷直观。随着社会经济发展需要，高速公路线性路况的复杂程度加深，高速路政监控管理工作压力与日俱增。因此探析通讯监控技术在高速路政管理中的应用前景具有重要意义，下文将就此展开分析。
一、当前的高速公路监控技术应用分析
国家在城市化进程中越加重视城际交通公路建设，高速公路发展需要更为高效合理的监控管理，如此庞大的高速公路路网系统如何实现信息交互，保障道路车辆的出行安全，减少运营所需的资金和人力成本也是当前高速路政管理的基本要求。监控技术发展中通讯设备的广泛应用实现了这一理念体系化建设，在重要区域和节点，例如高速公路出入口、收费站、服务区、关键转弯路口、大型立交互通、连续上下坡或事故多发路段等区域，安装信息采集设备，如摄像头装置、测速装置等，实时监控各个路段的交通情况，及时获取路段的车流量信息、拥堵情况或事故情况等。利用现有光纤或无线传输把信息及时传递到指挥中心进行筛选和识别，也为后续分析、查验取证等工作，做好数据储存。在高速路政管理体系中的通讯监控的应用是满足高速公路日常运营的必要要求，要不断改进通讯监控技术，提高图像识别应用能力，才能保障高速路政管理及时高效有序的工作。
二、高速公路监控技术应用发展的意义简述
2.1监控技术获取的信息面广，获取的信息多元
高速路政管理工作中应用的通讯监控数据获取终端不再局限于现有监控设备，还可以由路政工作人员、司乘人员、紧急电话、隧道监控或社会车辆的行车记录仪等作为信息来源。各种设备和人力的数据支持，加大了信息面的采集深度和广度。场外设备获取的数据比如路况信息、交通实时流通量、天气变化、事发点周边环境等，这些信息的综合给管理工作者带来了更为贴切及时的节点情况，但也给信息分析带来难度，需要进行准确的筛选和处理，相当部分的信息失去价值，但信息技术在计算机处理过程中或智能化比对、精确筛选处理，以此获取有价值的内容，路政管理人员由此分析出数据之间的规律达到路政管理数据查询可应用的效果。
2.2通讯监控手段的丰富和路政管理的全面
通讯监控技术发展需要多种通讯设备作为硬件支撑，但这个过程只是停留在物理阶段有很大的弊端，信息获取只是初步的，无法对数据立体、多方位进行分析，通讯监控技术要和信息技术有效结合，使得信息获取上升到逻辑层面，在协调通讯监控技术的情况下分析出切实有效的规律。此外通信技术对高速公路的实时管理要有全面健全的机制，使日常
监控工作和重点监控工作更加规范，从而延长监控设备的使用寿命。
2.3观察角度的直观性
高速公路行车速度快，一旦发生交通事故，违法证据难以界定，给刑侦工作带来难度，监控技术的应用能够弥补这一漏洞，给肇事逃逸等违法行为敲响警钟。高速路政工作人员如能综合应用通讯监控技术和信息处理技术，视频监控可直接还原事发现场真实情况，通过音频录取的现场人员对话，和监控设备位置判断事故发生的具体地点。这种综合的应用让管理人员在面对突发事件，或者历史事件回查时，能够更加从容轻松的面对。
三、通讯监控技术在高速路政管理中的应用前景分析
3.1高速路政管理中无线监控技术发展前景
当今高速公路路网庞大，公路线性互通立交结构复杂，传统的一些通讯技术难以适应采集综合信息的需要。高速路政管理部门对实时监控数据的需求量加大，滞留的信息会产生连锁反应，还可能会制造衍生事故，因次路政管理需要更为及时有效、清晰、直观的监控信息数据，以此做到迅速反应，及时处理问题。一般的监控通过视频存储和电话人工等来进行定点的信息采集，无法满足现阶段的交通建设，在后期的维护和重建工作中又会浪费大量的人力物力成本，这种情况下发展无线网络监控技术利用现有的4G、4G+技术，数据传输不在依赖有限的光纤传输，在如今复杂的交通情况下，将无线监控技术应用到路政工作中可实现实时化、智能化的效果，从而更好的保障出行人员的安全。
车载系统化的无线监控技术比较成熟，但有其根本劣势，传输网络覆盖和带宽太窄，数据传输到监控中心的过程也较为复杂，4G监控技术利用更高的带块在交通各个区域任意地方采集图像和接收他方信息，4G和4G+技术在无线技术领域发展的过程中完美体现了快捷便利的优势，扩大了实时监控的数据覆盖面，移动网络技术的提升由此弥补无法实现多路视频同传的尴尬。
监控系统是高速公路的运行的关键要素，相当于神经末梢的作用，大多数的高速公路都有完善的监控设置，通过监控系统获取交通网络的运作和道路情况，确定事故所发的情况，监控系统的应用明显提高了监控工作的效率。在以往只有部分道路能实现道路的监控，一些区域缺乏相应设施无法进行信息采集工作，更不能经由监控体系反馈到管控服务中心，4G网络的普及除却传输速率高，还有综合成本较低，安装便捷、扩容强、维护方便等特点，作为一种能够传输高质量视频图像的通讯方法，通过基站这一载体，实现网络互联，在高速路政管理工作中具有广阔的发展前景。
引进高科技智能化的无线监控技术，大大方便路政管理工作人员在系统后端的工作，能通过网络信息接收观看到视频监控的图像，随时随地获取路况情形，通过这种信息获取，调度管理人员可及时进行信息发布和预案，确保信息的完整和传输，这减小了人力成本及其它经济支出，提升了组织计划能力，满足了当下路政管理工作的需要。
3.2高清摄像拍照技术在通讯发展应用分析
高清摄像拍照技术是路段监控的重要设备，在现代化交通监控中，作为一种重要的行政终端管控，有效的对高速公路路段的实时情况进行拍照和录像，特别是在收费站的应用，记录到了来往车辆的具体性息。对接路政和交管部门的“天网监控系统”，正是利用高清摄像拍照技术实行路段监控的，及时抓拍违章事故，对高速公路的实时情况进行摄像，节点管控并通过网络系统连接监控中心。为确保通讯监控的正常运行，通讯专线需要实时检测稳定性，对高清摄像设备无法工作的地方可以精确的了解故障设备的位置，从而针对的派机电专业技术人员前去维修解决，提高了维护效率。在通讯监控中有线设备连接也是重要的组成部分，通过现有“天网监控系统”可知，有线视频监控技术是当前公路最为广泛应用的，成熟的技术，特别是在我国的高速公路监控领域。
如今监控管理战略布局发生了根本改变，有线和无线技术的发展使得收费站监控的单一模式逐渐发展成关键路段的全过程监控。而闭路监控体系目前仍是最为成熟体系，在高速公路项目中非常适用，然而路政管理工作中此类技术并未得到广泛应用。有线监控并与路政部门的网络连接，能使路政管理部门精确及时的获取实地图像，实时道路交通状态，能够在增加很少投入的基础上，获得很高的应用前景，从而达到及时发现问题及时解决问题的管理目的。
3.3完善路政管理的监控体系建设的分析
高速路政管理是确保交通运输畅通，预防和处理交通事故的重要保障，路政管理部门主要职责就是维护高速公路的路产路权，通讯监控技术是社会交通运输参与者对高速公路路段监控的特殊要求，新技术的应用能有效解决效率低下、监控范围狭窄、盲区多监控不完善等固有问题。随着信息化技术发展，运用通讯全方位信息采集技术和视频图形采集技术，将给路政管理部门提供可靠的技术支持，提供可靠的管理查阅参考，从而更好的服务于社会，服务于交通参与者，这也是我国十三五规划中提出“坚持创新发展，加快经济发展动力转换”的要求。这就需要高速路政管理工作更加现代化，促使高速路政管理工作迈上新的台阶。落实“以人为本”的科学发展观是路政管理工作的基本出发点，信息化的管理模式将成为未来高速路政管理工作发展方向。
四、结束语
监控通讯 篇4
食品存放环境对食品的质量起到至关重要的作用。食品从出厂到消费者手中要经历多个运输储存环节,本设计是从多个储存环节监测出发。设计了一个基于网络通讯的可以实现对多个储存环节统一监控的装置。
2 监控装置硬件组成
食品储存环境监控装置硬件主要有微处理器、传感器、网络通讯和监控上位机四部分组成。上位机主要负责接收网络数据。网络数据在所有系统中都是一样的,所以可以支持所有系统的计算机。本设计主要使用的是windows系统的计算机,为其他系统留出了数据接口待扩展使用。
2.1 微处理器
本设计使用的微处理器是STM32F103,属于32位ARM微控制器,该系列芯片是意法半导体(ST)公司出品,其内核是Cortex-M3。芯片集成定时器,CAN,ADC,SPI,I2C,USB,UART,等多种功能。最高72MHz工作频率,集成的单周期乘法和硬件除法器大大提升了芯片的计算能力。为适应各种工作环境提供了有力的帮助。
2.2 传感器模块
食品储存环境涉及温度湿度、湿度以及存放环境下的空气状况等。传感器模块包含LM35DZ温度传感器,DHT11湿度传感器,MQ-2烟雾传感器。使用多个传感器对环境状况监测,更好的记录储存环境的状态。
2.3 网络通讯模块
本设计单片机与上位机通讯放弃了传统的串口或者USB通讯。采用单片机和Wi Fi模块连接,通过互联网完成上与位机通讯。Wi Fi模块选用ESP8266。ESP8266集成了整套的Wi Fi解决方案,省去了复杂的Wi Fi协议的处理。与单片机连接简单,通过串口连接。使用AT指令可以完成所有对Wi Fi的操作。而且可以节能Vo IP在睡眠和唤醒模式之间的快速切换、配合低功率操作的自适应无线电偏置、前端信号的处理功能、故障排除和无线电系统共存特性为消除蜂窝、蓝牙、DDR、LVDS和LCD干扰。
3 监控装置的软件设计
监控装置软件分为下位机软件和上位机软件。两者通讯使用的是网络通讯。在IPv4下网络通迅主要有TCP和UDP两种方式。TCP比UDP连接速度慢但是可靠性高,考虑到本设计通讯数据量并不是很大,而且对可靠性要求高,因此选用的是TCP方式。
3.1 TCP网络通讯设计
采用TCP方式连接时。在所有的设备中必须有一个为服务端设置为TCPServer,其他设备都是客户端设置为TCPClient。每个TCPClient都去连接到TCPServer上,而且作为TCPServer的设备必须有一个固定的IP。具体的连接方法就是通过IP地址来连接,在建立TCPServer时需要指定一个端口号,端口号范围在理论情况下是0到65535,但是实际上很多端口号都已经有其他的定义,这里我们选择端口号为8080,假定TCPServer的IP地址是192.168.1.100,这里我们选取这个局域网的IP在局域网中测试,实际使用中只要将这个IP改为外网IP就可以实现整个互联网通讯。这样其他的TCPClinent只要向192.168.1.100:8081发起连接,然后就可以发送数据。
3.2 下位机软件设计
下位机向上位机发送数据是单片机向Wi Fi模块发送数据,具体的步骤:
(1)向Wi Fi模块发送AT+CWJAP=”ssid”,”pwd”其中ssid就是无线的名字,pwd是无线密码,收到返回命令”OK”就说明单片机与无线路由器连接。
(2)与无线路由器连接后就要建立TCPClinent并与TCPServer连接,Wi Fi模块发送AT+CIPSTART="TCP","192.168.1.100",8080返回”OK”就说明已经与上位机建立连接。
(3)将各个传感器数据采集的数据打包为ASCII码形式发送给上位机,先向Wi Fi模块发送AT+CIPSEND=200命令,意思为发送200字节数据,等待Wi Fi模块返回”>DGFY”说明发送准备完成,接下来发送200字节的数据。收到”SEND OK”表示已经成功向上位机发送数据。
在实际使用中每一步都要多次校验,比如意外情况断开连接,就会发送失败。这时候单片机就要重新校验连接,才能继续发送数据。
3.3 上位机软件设计
上位机使用C#编程语言编写windows应用。上位机负责建立TCPServer,以及显示下位机采集到的数据。
上位机建立TCPServer,并显示下位机数据的工作步骤:(1)Tcp Listener listener=new Tcp Listener(new IPEnd Point(IPAddress.Parse(ip),port));ip为服务器的IP地址(本地计算机的IP地址),port为监听的端口。然后执行Listener.Start();开启监听。(2)Tcp Client remote Client=listener.Accept Tcp Client();检测来自客户端的连接请求,这里体现了同步的含义,如果客户端对该服务端发起连接的时候,程序在这里就会等待(阻塞CPU),直到有客户端的连接请求为止。因此这里一般采用每连接一个客户端都开启一个新线程,防止阻塞CPU,影响整个系统运行。(3)Network Stream stream To Client=remote Client.Get Stream();建立和连接的客户端的数据流,与客户端连接发送接收的数据都在这个数据流中。(4)bytes Read=stream To Client.Read(buffer,0,Buffer Size);接收来自客户端TCPServer的数据,其中buffer是存放地址,Buffer Size是数据个数,在这里等于200。stream To Client.Write(buffer,0,buffer.Length);是上位机向下位机发送数据。当发现某个客户端采集的环境信息超出标准可以向该客户端发送报警信息。
4 结论
本设计完成了食品在储存过程对多个仓库中环境因素监测,不受地区和距离的限制,只要有网络就可以实现监控。食品储存环境因素有很多,通讯中采用ASCII码的形式虽然初期编程数据打包复杂了一些,但是系统扩展性好了很多,可以很容易的扩展更多的传感器,不受以前通讯数据协议的限制。为以后改进提供了便利。
摘要：近年来食品安全问题越来越受到关注,食品的生产和储存环节对食品的质量都有至关重要的作用。本文利用现有的IPv4网络通讯技术,设计了一套可以实现远程监控食品储存过程中的环境状况监控装置。主要利用STM32F103单片机为装置的处理器。利用温湿度等多种环境传感器采集环境信息,通过使用WIFI模块连接到网络,再通过网络将数据发送到远程监控端。从而实现远程监控食品存放的环境状况。
关键词：网络通讯,单片机,食品储存环境
参考文献
[1]朱升林,欧阳骏,杨晶.嵌入式网络那些事:STM32物联网实战[M].北京:中国水利水电出版社,2015.
监控通讯 篇5
DGT-801系列数字式保护装置与监控系统通讯可采取三种规约:MODBUS规约、103规约、DGT801规约;通过CPUC板上的两个RS-485口 (COM5和COM6) 或以太网口来与外部DCS、ECS等监控系统进行通讯, 支持的串口规约为MODBUS规约和串口103规约, 支持的以太网规约为以太网103规约;此外, 装置还可通过保护CPUA或CPUB直接与外部监控系统进行通讯, 支持DGT801规约。三块CPU板构成的装置CPU系统通讯示意图如图1。
D G T 8 0 1规约需要将数据线接在CPUA、CPUB板上, 易对保护正常运行造成干扰。因此, 此规约仅用于出厂后从未升级过的保护装置中;103规约种类繁多, 保护侧与通讯侧较难实现规约一致。因此, 大部分保护装置与监控系统使用MODBUS规约进行通讯。下文就对MODBUS规约进行说明。
1 通讯接线
在CP UC背板J P3端子上 (如图2) , 5 D A T A-、5 D A T A+、5 G N D, 6 D A T A-、6DATA+、6GND分别为COM5口、COM6口的正、负、地接线端子, 5GND、6GND属于抗干扰接地, 正常应接入;在外部通讯线接入前, 需使用0.7mm2～1mm2软导线将背板端子相关功能引到保护屏竖排端子。
2 通讯设置
在保护液晶触摸面板上, 触按“功能”框, 再按“通讯设置”, 就可以进入设置界面, 对COM5 (RS485) 、COM6 (RS485) 按以下进行设置:波特率:9600;校验位:无校验;通讯规约:MODBUS;通讯地址:按实际要求配置, 可选择0～247, 0为广播地址, 不可选, 其它地址可任意选择, 但地址位不可以与其他装置重复, 否则会起冲突。
3 传输方式及通讯帧格式
3.1 传输方式
MODBUS通讯帧请求应答的方式进行传输:主站 (外部监控系统) 发送查询帧至从站 (保护CPU) , 从站根据功能类型执行相应的操作, 并发送应答帧至主站。监控查询实行轮巡式。对于主站发送的广播帧, 从站不进行应答。查询及应答如图3。
3.2 支持的功能类型
表1中01H、02H、03H、04H均为标准的MODBUS功能类型。为了使保护装置的正常功能不受通讯的干扰及破坏, 对于保护投退状态以及定值目前仅提供只读功能。在编写与保护通讯规约时, 保护厂家需要提供相对应的寄存器码表。实际运用中, 可以按需要对以下各功能码中的内容进行采集, 即可以全部采集, 也可以部分采集。
3.3 通讯帧格式
通讯帧格式遵循标准的MODBUS通讯帧格式。下文以水口保安电源电站机组DGT-801A (以下简称为801A) 保护装置为例, 对读保护投退状态帧 (01H) 的格式进行说明 (表2, 表3) 。
举例说明:801A的0x寄存器内容 (表4) 。
假设发送报文为:01 01 00 01 00 0B3d d2。
第一个字节01:表示的是设置的MODBUS地址, 即图3所示通讯地址中的数值, 可以通过界面改变的。第二个字节01:MODBUS规约中规定的功能码 (01H表示读保护投退) 。第三和第四个字节00 01:代表要读取的起始位, 以16进制表示, 也就是所需读取的信息的起始地址, 这里表示从第一个地址位开始读取。第五和第六个字节00 0B:要读取的保护的个数, 以16进制表示, 00 0B转化为10进制是11, 说明要读11个保护。如果0B改为08则表示读取8个保护。第七和第八个字节3dd2:CRC校验码, 自动生成, 目的是为了保障数据传输过程中不会出错。
假设回复报文为:01 01 02 01 00 fa2d。
第一个字节01:表示的是装置的MODB US地址。第二个字节01:表示的是MODBUS规约中规定的功能码 (01H表示读保护投退) 。第三个字节02:表示的是读取的字节数, 因为上面分析的测试报文是要读11个保护, 每个保护的投退状态占用1bit, 所以回复的是2个字节的数据。第四、五个字节:读到的2个字节的数据, 把数据按二进制来表示分析保护信号量的情况 (1表示保护投入, 0表示保护退出) 。0000 0001 0000 0000…… (共2个字节) 从数据中可以看出, 只有一个保护投入, MODBUS规定数据是从每个字节的第八位向第一位读, 所以可以看到, 是第一个保护信号动作了, 对应0x寄存器, 说明“发电机转子保护”动作。最后两个字节f a 2d:CRC校验码。
4 现场接线及测试注意事项
保护装置与监控系统通讯是弱电系统, 易被干扰, 因此电缆选择时必须做好电缆屏蔽接地。并且, 电缆芯线在屏柜内敷设时, 不宜与强电回路共用线槽。如果出现保护装置与监控系统无法通讯的情况, 在确认接线及地址设置无误时, 可采取降低波特率, 或者将DATA+与DATA-进行对调的方法。
由于现场运用中监控系统经常只需采集保护信号量。因此, 实际测试信号正确性时可采取保护装置传动方式, 在保护液晶触摸面板上, 按“出口传动”框, 进入“出口传动”界面, 逐一对需要检验的信号进行传动。另外, 由于监控系统采集信号量的时候无法采集保护装置动作时间, 因此, 监控系统中出现的保护动作时间为监控系统时间, 在运行中, 只需确保保护相继动作顺序正确即可。
5 综述
保护装置与监控系统通讯有以下优点。由于保护能通过监控系统提供电压、电流、开关量、保护压板投退、信号、定值、出口等情况, 极大的方便运行及维护人员, 使运行人员及维护人员可远方判断保护装置运行状况, 减少他们的劳动强度, 并且提高了保护装置的可靠性。
软报文信号作为硬接点的一个有效补充, 由于保护装置硬接点有限, 因此, 不可能每种类型保护动作都有一个硬接点送到监控系统, 而软报文信号十分详细, 刚好补充了硬接点的不足。但同样, 也存在一些不足。
微机保护经过十多年发展, 保护逻辑及功能已日臻完美, 但保护中的通讯功能发展一直相对滞后。究其原因, 主要有两条, 第一, 保护通讯只是随着近几年对厂站自动化要求的提高, 才逐渐考虑接入监控系统中, 之前一直不受重视, 保护中的通讯模块在实际运用中使用频率低;第二, 监控系统从保护装置中通常只采集事故及故障信号量。可靠性受监控回路影响大。另外, 保护装置已有硬接点送入监控系统中, 软接点只是作为硬接点的一种补充措施, 受重视程度低。相信随着厂站自动化程度的不断提高, 这种情况将会逐渐得到改善。
保护设备厂家的调试人员保护通讯知识水平较低, 这是厂家重保护、轻通讯的缘故。在现场安装调试中, 经常无法满足与监控系统配合要求, 导致工期延误。个人认为设备厂家应加强对现场调试人员的技术培训。
监控通讯 篇6
近年来, 随着城市建设的快速发展, 道路照明设施的规模越来越大, 这对照明质量和路灯节能提出了更高的要求。现有路灯系统存在着严重的资源浪费现象, 需要进行优化[1]。电力载波技术近年来不断发展和成熟, 已经广泛应用于城市照明系统、智能大楼控制系统和远程抄表等众多领域[2,3]。电力载波技术具有易施工、易维护、不受安装环境限制等优点, 但低压电力线上通常存在强干扰且负载变化频繁, 导致电力线载波通信在应用上受到一定的限制[4,5]。路灯系统所用的电力线为专线, 其负载单一, 线路干扰较小, 采用电力载波的通信方式具有可行性。本文主要介绍利用电力载波通信技术对路灯进行远程监控。
1 系统总体结构
路灯远程监控系统的网络是由操作台PC集中控制系统和分别安装在各个路灯的节点控制系统组成。集中控制系统由载波集中器和PC组成, 可以安置在路灯的控制室内, 负责发送、收集和分析各节点的数据。
节点控制系统由载波终端和单灯控制器组成。载波终端接收来自集中器的命令, 控制路灯信息, 并将该信息发送给单灯控制器以及接收路灯状态信息并上报该信息;单灯控制器接收载波终端的控制命令并执行, 同时发送路灯状态信息给载波终端。载波集中器和载波终端可以通过上位机控制软件显示控制信息及路灯状态。
基于电力载波方案的路灯远程监控系统架构如图1所示。每个集中控制器控制两条线路 (道路两侧各一条) , 此两条线路就是一个控制子网, 通过电力线连接各个节点控制器, 集中控制器再通过无线 (如GPR S) 或有线 (如以太网) 方式与远程监控中心连接。集中控制器作为本地监控主机, 负责解析远程控制中心的控制命令, 监测本地路灯的运行状态, 发现异常及时上报给监控中心。每个单灯节点都有独立的编号, 在逻辑上构成一个树形网络。
2 自组网协议
自组网协议采用集中式主从控制方式, 可应用于相对封闭, 其负载数量、负载类型以及线路拓扑结构相对稳定的系统。该协议分成两个基本工作阶段, 即网络初始化配置阶段和端到端数据传输阶段。
2.1 网络初始化阶段
网络初始化配置阶段在硬件安装完成后进行, 通过一种优化的路径搜索算法 (如图2所示) , 搜索网络中所有节点, 每搜到一个节点, 即存储该节点路由信息, 并把该节点的网络状态标志为“联网”, 同时路由信息也会以特定的帧格式发送给主机。整个搜索过程在遍历过网络中所有节点后结束, 如果在此过程中由于某种原因未找到某个节点, 该节点状态保持为“断网”, 可在查找原因后用人工添加的方法把该节点加入网络。
2.2 端到端数据传输阶段
网络初始化完成后, 路由已经建立, 便进入端到端数据传输阶段。此阶段PC可以点名方式把控制命令发送给单灯控制器, 后者也可把报警信息上报给PC。载波集中器与载波终端之间进行的是无确认的传输, 控制命令的确认由PC层面完成。
在理论上载波路灯监控系统中, PC每发送一条Command给单灯控制器, 后者返回一条Response给PC, Response中会带回控制与查询结果。Command与Response各有3次重传机会 (可更改) , 即在规定时间内未接收到返回命令即重发该命令。控制命令包根据应用不同其数据长度不同, 而载波是采用固定长度的突发数据帧方式, 必然存在一条控制命令包被分成多个载波数据帧的情况 (称为多个分包) , 在自组网协议中, 对每个分包会进行编号, 并进行无确认的传输, 如果有分包丢失或误码, 则所有分包全部丢弃, 由PC继续对数据包重传。单灯控制器的主动报警也属于数据传输。当在控制过程中有节点报警, 或者多个节点同时报警, 信道上必然出现载波冲突, 此时通过载波侦听-冲突退避 (CSMA/CA) 机制进行避让, 实现各个节点按序上报, 自组网协议采用CSMA算法, 采用标准的二进制指数退避。
由于路灯远程控制系统传输信号较为简单, 可采用单包形式 (如图3所示) 。下面给出单包情况下PC与单灯控制器之间的数据传输过程, 假设应用层协议设计为PC每下发一条command message, 单灯控制器即返回一条response message。
3 系统软件设计
3.1 软件系统框架设计
本系统由上位机软件系统、集中控制系统与节点控制系统 (包括载波终端和单灯控制) 构成, 其中以上位机软件系统为核心。多个节点控制器通过电力线与上位机系统进行数据间交互传输。发送的每个数据均为十六进制代码, 每次发送与接收都需要软件自行分析与编译。在每条语句的最后, 都要加上两个8位CRC校验码, 将低位放在前面, 高位放在后面。CRC校验码的计算由Modbus的定义编写C子函数和VB子函数, 每次需要进行CRC校验或计算的时候, 直接调用子函数, 非常方便。每次发送数据前都要重新进行CRC校验, 以保证每次数据的正确性。各个分机都会接收来自电力线上所有的载波信号, 但只会处理跟自己域名相同的命令。载波集中器会接收电力线上所有的载波信号, 经过CRC校验后, 直接发送给上位机软件系统, 由上位机对各个节点控制器的状态信息进行综合分析, 处理和显示等工作。工作原理如图4所示。
3.2 上位机设计
集中控制器的上位机软件既要完成网络初始化配置, 以树状图显示网络拓扑结构和人工修改路由配置或添加新节点的功能, 同时可发送命令控制节点, 并接受节点反馈信息做出相应的响应。
上位机主界面分成上下两个功能区 (如图5所示) , 上部分为操作区, 包括串口配置 (COM Config) , 网络初始化 (Networking I n i t i a l i z i n g) , 数据传输压力测试 (Polling Test) , 人工添加节点 (Add Node) , 报警及关控制 (Alarm, All Light) 。下部分为显示区, 包括主显示区, 串口发送与接收数据显示, 网络拓扑图显示 (Network Topology) , 自定义控制命令区。
4 硬件设计
4.1 电力载波模块
该模块主要利用高性能SENS-0 1电力载波通信模块 (Power lin e Transceiver) 来进行信息间传输, S E N S-0 1嵌入式电力线载波模块提供半双工通信功能, 可以在220V/110V, 50/60Hz电力线上实现局域通信。该款产品具有通信速率高, 通讯可靠, 抗杂波干扰能力强, 通讯距离远等特点, 是专门为适应中国国内电力线应用环境而研发的高性能电力线载波通讯产品。本电力线通信模块内含各个外围复杂电路, 只需连接电力线即可。
4.2 单灯控制器
单灯控制器 (如图6所示) 是路灯控制系统中的一个组成部分, 其核心芯片SH79F642采用自主研发的硬件和软件设计, 使其具有易实施, 免布线, 工作可靠, 易于维护等优点。
单灯控制器是以8位微控制器为核心的智能型路灯控制器, 微处理器处理整个单灯控制器的数据, 并接受载波终端发出的工作指令, 执行开灯, 关灯, 调光, 过载保护, 信号上传, 自动报警等任务。内部负责开关的是一只磁继电器;内含有光敏电路, 通过光强度调节PWM来控制路灯的亮度;内部负责电压/电流数据采集的专用集成电路能够实时提供路灯工作情况;过载设计是用来保护单灯控制器, 一旦电流超过规定的阈值, 微控制器就会切断继电器;可将采集到的电压、电流、光强度、报警等信号由串口反馈给载波终端, 同时这些信号可通过液晶显示达到实时监控的目的。
5 试验
根据上述设计, 我们在一条道路上安装了一个集中控制器与20个节点控制器 (20个节点为测试节点, 可根据实际需求增加节点数量) , 每一个分机控制器皆相差50米左右。系统设计通信成功率为95%以上, 在实际电网中测量了一周, 通过上位机与每一个节点通信来测验成功率。在测试过程中, 电压、电流以及开关功能均正常工作。由表1的数据可知, 平均的通信成功率为96%以上, 且每次通信时间都少于3秒, 符合设计要求。
目前系统处于测试阶段, 由于硬件设备的原因, 通信成功率还不能达到100%, 因此本系统还需进一步完善。
6 结束语
本文根据实际需求, 设计出了一套基于电力载波通讯自组网的路灯远程控制系统。可靠的硬件设计和软件设计使系统的通信质量和通信速度均符合设计要求, 该系统利用现有的电力线作为通信通道, 成本低, 安装方便, 系统稳定、可靠, 既能满足路灯照明需求, 又能节约大量电能, 有很大的推广价值。
参考文献
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[2]邓庆, 程明霄.基于低压电力载波技术的电路设计[J].微计算机信息, 2008, 3-2:298-299, 312
[3]向敏, 王时贺, 赵星宇.基于电力载波通信的路灯控制系统集中器的设计.自然科学版, 2013
[4]任军伟.城市绿色照明与路灯节能措施[J].中国高新技术企业, 2011 (2) :96-97
监控通讯 篇7
为了及时掌握井下各掘进工作面的通风情况, 孙村煤矿决定对全矿局部通风进行实时监测。在地面可及时监控各巷道的环境温度、通风量、风速、瓦斯浓度、通风机电压电流等参数[1]和故障信息, 实现集数据采集、监控、PLC控制于一体的巷道自动化监控系统, 提高煤矿生产的安全性。
1系统组成
该系统主要由地面集控中心、光纤交换机、隔爆型光端机、掘进工作面智能通风控制子站、各类传感器及局部通风机等部分组成。整个系统分成3级, 其网络结构如图1所示。
第一级为地面集控中心, 是整个控制系统的核心, 负责实时监控各个掘进工作面通风设备及监测数据的分析、存储、显示、打印、网络通讯等管理任务;其中上位机监控软件WINCC实时显示掘进工作面瓦斯浓度分布、风量、风速[1]等信息, 供工作人员实时监控。
第二级为光纤交换机、隔爆型光端机、掘进工作面智能通风控制子站。通讯连接采用光纤或双绞线。各通风控制子站均为双PLC组成, 且2套PLC互为备用[2]。控制子站控制掘进工作面局部通风机, 采集传感器的数据并与地面集控中心进行数据通讯。
第三级为各类模拟量传感器、开关量传感器及掘进工作面局部通风机等设备, 是整个监测系统最前沿的终端设备, 负责采集掘进工作面的环境温度、通风量、风速、通风机的工作电压、工作电流等数据并执行控制指令。
2系统设计与通讯
2.1 硬件系统的设计[3,4]
PLC与WINCC的通讯在远程控制中非常重要。但由于S7-200系列的PLC[2]开发较早, WINCC是在S7-300的基础上开发的, 不能和WINCC直接进行通讯, 所以在构建工业以太网中首先要解决通讯的硬件选型问题。
所需计算机硬件:通讯处理器CP1613 (用于建立与PLC的通讯处理器的连接) , UPS电源 (APC系列) 。
所需PLC的硬件:通讯处理器CP243-1 (型号6GK7 243-1EX00-0XE0) , 数字量输入模块EM221 (6ES7 221-1EF22-0XA0) , 模拟量模块EM231 (6ES7 231-OHC22-0XA0) 和CPU224XP CN。
所需通讯硬件:光路连接模块OSM, KTG5矿用本安型光端机, 工业以太网 FC TP 标准电缆 (GP 2×2 (A型) ) 。
上位机和下位机的通讯建立在物理连接的基础上:上位机通过工业以太网卡CP1613 (一种带有微处理器的PCI插卡, 使用RJ45接口可将PG/PC连接到工业以太网) , 连接到以太网交换机, 然后通过通讯模块连接到下位机。下位机采用西门子S7-200通讯模块CP243-1, 实现本系统的硬件物理连接。
上位机控制级由2台工控机组成, 采用WINCC6.0监控软件对通风系统进行监控, 并与西门子通讯模块CP243-1进行数据交换。PLC 控制级通过西门子本体模块CPU224XP CN、数字量模块EM221、通讯模块CP243-1和模拟量模块EM231连接到以太网;并通过其I/O模块和模拟量模块EM231与现场级传感器、执行器件等连接, 进行数据的采集和设备的控制。
2.2WINCC与S7-200PLC的通讯[3,4]
2.2.1 通讯原理
经过多个通讯方案的试验和实践表明, 利用OPC技术设置服务器可以实现PLC与WINCC的通讯, 而且非常有效。OPC技术规范了接口函数, 不管数据源以何种形式存在, 客户都以统一的方式去访问, 从而保证软件对客户的透明性, 使得用户完全从底层的开发中解脱出来。利用OPC技术实现项目中所需的通讯, 需要WINCC V6.0, SIMATIC Net Software6.4 2006 软件、STEP7 - Micro/WIN V4.0 SP5 PLC编程软件。
2.2.2 通讯实现过程
1) 下位机设置。
S7-200以太网通讯设置要在编程软件Micro/WIN 的Ethernet Wizards中完成, 首先进行硬件的组态, 修改CP243-1的参数, 增加1个以太网络并设定MAC地址、IP 地址以及子网掩码, 然后将组态好的配置下载到PLC中。
设置以太网通讯向导后, 需在STEP7中 (即SERVER) 编写如下通讯程序 (LBD语言) :
LD SM0.0
CALL ETH0CTRL:SBR1, V2030.0, VW2031, VW2033
2) OPC软件设置。
打开NCM PC STATION软件, 新建一个PC Station, 然后添加OPC SERVER、CP1613模块, 在OPC SERVER属性中选择点击S7, 出现画面点击ALL选项 (这样可以使OPC自动搜索存在S7-200中的变量) , 在CP1613模块中设置IP地址号与主机地址匹配, 保存并编译, 出现“NO ERROR”则第1步设置完成。
接着打开Station Configurator软件, 添加OPC SERVER、CP1613两项, 并将StationName改为NCM PC的名称。然后打开控制面板的PG/PC接口程序, 选择PC INTERNAI (LOCAL) 驱动。最后打开NCM PC STATION软件, 右键点击OPC server, 建立新的连接, 再设置S7 Station的TSAP地址与S7-200中的TSAP地址一样。设置完成后, 可以打开OPC scout软件建立并检测系统的连接是否完成。软件设置过程如图2所示。
3) WINCC通讯设置及组态。
首先启动WINCC, 建立一个新的WINCC项目, “在变量管理器”中选择添加通讯驱动程序 (OPC. CHN) ;然后在OPC Groups (OPCHN Unit #1) 协议中新建一个驱动程序连接并组态逻辑连接参数; 最后在连接中加入外部变量 (即过程变量) 并设置变量 (设置包括变量名、数据类型、变量地址等项) 。本例中可以在OPC Groups (OPCHN Unit #1) 中进入OPC条目管理器, 直接导入S7-200中变量参数。
WINCC中变量分为外部和内部变量, 内部变量与PLC无关, 一般起数值传递和实现动态画面的作用。外部变量是对应于存在PLC或外部应用的存储器地址中数据的变量, 这种变量可以通过PLC存储器地址一一对应访问, 这样就可建立WINCC与所监视对象的过程通讯。
3关键技术简介
S7-200系列PLC体积小, 软硬件功能强大, 系统配置方便, 在各行各业得到广泛应用。但是, 在工程应用中遇到了监控计算机与S7-200系列PLC的通讯问题。由于监控组态软件WINCC由西门子公司S7-300系列PLC发展而来, 其中没有集成S7-200
系列PLC的通讯驱动程序;S7-200系列PLC的通讯协议也不公开, 需应用第三方软件编制监控程序, 这些都给S7-200系列PLC的应用带来了一定的限制。为了解决这个实际工程问题, 该系统使用第三方接口软件OPC, 通过PPI协议实现了S7-200系列PLC和WINCC的自由通讯, 其基本通讯结构见图3。
4结语
采用OPC通讯, 编程灵活较简便, 调试简单, 得到许多公司支持, 通用性好。采用OPC很规范, 便于系统的组态, 将大大简化系统复杂性, 缩短系统的开发周期, 提高系统运行的可靠性和稳定性, 也便于系统的升级与维护。
摘要：介绍了矿井掘进工作面局部通风装置监控系统的原理、硬件和软件组成及其通讯的实现。通过西门子组态软件Simatic WINCC组成上位机自动监控系统, 对掘进巷道通风和各设备运行情况进行监测, 实时显示各参数数据, 并对整个系统实施远程控制, 因而减少了井下局部通风故障的几率, 保障了矿井安全生产。
关键词：WINCC,PLC,OPC,自动化监控系统,工业以太网
参考文献
[1]高伟, 彭担任, 李世明.通风机装置性能测定综述[J].风机技术, 2006 (1) :40-42.
[2]蔡行健.深入浅出西门子S7-200PLC[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2003.
[3]胡学林.可编程控制器教程[M].北京:电子工业出版社, 2003.
监控通讯 篇8
关键词：广播电视机房,统一,视频监控
1 引言
在广播电视机房中, 为了保证广播电视机房设备安全以及广播电视机房运行正常, 需要建设相应的视频监控系统, 在建设的过程中对于播出机房、前端机房等广播电视机房构建视频监控系统。当前, 广播电视机房中的不同部门已经建设视频监控系统, 比如机房已经实现了遥测、遥信、遥调以及遥控的无人值班模式。但是这些视频并没有形成统一的系统, 不同分机房站点与分机房站点之间、不同部门与部门之间的视频监控不统一, 因为硬件接口与协议存在差异, 因此不能够实现统一规范, 相互之间的统一调度;除此之外, 监控设备的防火防盗以及文明生产等情况建设不足。为了对广播电视机房系统进行统一调度, 构建统一的视频监控平台具有现实的意义。
2 广播电视机房远程监控的主要内容
视频平台构架应该根据当前的广播电视机房组织管理进行构建, 从而实现监控管理、安全监督, 为统一平台的建设提供硬件支持。
2.1 构架设计
广播电视机房的平台主要包括以下系统结构:
(1) 监控中心, 监控中心是对视频监控进行集中管理的系统, 监控中心是由统一平台以及监控主机构成的, 对于机房站端以及广播电视机房的情况实现监控, 从而实现统一管理。
(2) 管理服务器, 为了实现视频监视平台的统一管理, 每个分机房需要做好购置一台管理服务器, 该服务器对于监控平台的数据进行管理, 并且能够作为Web服务器, 实现视频图像的网络浏览与信息服务。
(3) 为了保障视频管理安全, 需要由专业人才进行管理, 只有具有管理权限的客户才能够登陆访问系统。
2.2 接口
广播电视机房统一视频监控平台, 需要视频监控系统内部的接口进行连接, 内部的接口主要包括平台与站端之间、平台与客户端之间、平台与平台之间的接口。其中平台与站端的接口也被称为A接口, 是对不同厂家站端系统的集成, 具有推广性与行业标准, 主要的有SDK (软件开发包) 插件、SIP协议 (会话初始协议) 以及ONVIF (开放网络视频接口论坛) 等接口协议;平台与客户端接口也被称为B接口, 采用标准化的B接口能够初步实现连接与数据传输;平台与平台接口, 该接口也被称为C接口, 是不同平台之间形成链式的接口, 是平台集中管理发展的需要, 主要有平台内联SDK插件、ONVI F/Web Service、SIP+XML等协议能够实现平台与平台之间的连接。
2.3 广播设备运行监控以及广播质量的监控
广播电视机房的远程监控质量以及安全包括以下方面的内容:
(1) 摄像报警, 需要对机房的进出口进行监控, 采用摄像监控的方式, 对进出人员、设备安全以及线路安全进行监控, 采用反馈的方式做好报警, 并且做好及时管理。
(2) 监控无人值守, 对于机房的防水、防火进行自动监控管理, 保证机房安全。
(3) 广播质量监控, 对于广播电视机房的重要设备, 包括对UPS电供电、市电供电、空调运转和机房温度等设备进行在下监控, 采用无人看管机房, 做好预警提示, 能够有效的提升机房监控安全管理。
3 广播电视机房远程监控的通讯方式
为了实现使广播电视机房的远程监控, 需要选择合理的通讯方式, 当前的电视机房的通讯方式, 主要有以下集中类型。
3.1 简单通讯方式
简单的通讯方式包括人员看管以及电话通讯的方式进行通讯, 采用电话等方式交流讯息, 并且采用同轴电缆的方式传输视频信号。这种通讯的成本较高, 而且传输数据简单, 不能够满足综合监控的需求。
3.2 短距离数据通讯
传播距离较短的地区, 采用局域网的方式进行通讯, 能够对机房内的数据以及相关视频编码信号进行收集, 从而将数据收集后传输到监控中心, 实现对数据的监控。
3.3 中距离通讯
采用光纤进行数据传输, 是中距离通讯的主要方式。当前光纤通讯技术发展成熟, 能够将机房的信号进行转换, 并且将光电信号统一转化为可计算机化的数据, 显示机房的监控。这种方式数据传输较好, 但是成本较高, 而且远距离铺设较为困难。
3.4 移动通讯
移动通讯是采用无线传播的方式进行数据传输, 我国的卫星以及广播中继站基础较好, 采用移动通讯的方式, 能够获取较好的通讯质量, 并且降低通讯成本, 适用范围广。随着3G网络的开展, 是当前的移动通讯技术, 采用无线技术能够接入计算机, 并且实现终端监控。
4 广播电视机房统一视频监控平台解决方法
广播电视机房统一视频监控平台解决方法包括平台的功能性建设以及相关的安全性与业务应用开发。
4.1 监控中心功能性设计
在广播电视机房统一视频监控平台中, 管理中心主要包括数据库、存储、转发以及业务应用等模块, 不同的服务器承担不同的功能, 主要的功能设计如下:
(1) 数据库服务器对于数据进行管理, 并且具有数据备份与恢复的功能。
(2) 视频应用管理, 视频应用管理包括视频的接入与管理, 通过中心管理实现系统的权限与业务管理。
(3) 接入管理单元主要对前端设备的接入工作进行管理, 通过接收前端设备的状态信息, 转发到中心管理单元;媒体转达单元是将前端设备的媒体数据转入客户端;媒体存储单元具有媒体数据存储、预录管理与远程下载的功能。
(4) 数据应用服务器是对站端的数据进行管理, 包括对相关的安全消防数据进行管理, 并且通过中心服务器实现告警联动, 实现安全管理。
4.2 安全性设计
广播电视机房统一视频监控平台的安全性包括网络安全、应用安全、设备安全以及环境安全。其中设备安全是广播电视机房设备的防护能力, 为了保障设备安全, 需要采用安全性较好的系统, 并且采用N+1备份;网络安全是保障网络传输安全, 实现网络管理, 为了保障网络安全, 需要做好安全隔离;应用安全是能够通过3A认证等方式实现均衡设计的安全设计;环境安全是做好广播电视机房监控设备平台周围的环境管理, 包括供电、温湿度以及对电磁干扰进行屏蔽。
4.3 调度设计与应用开发
广播电视机房统一视频监控平台的应用开发的最终目的, 是为了实现广播电视机房的集中管理, 为了实现管理, 需要做到以下的应用管理:
(1) 生产管理, 通过视频监控实现可视化管理, 从而对日常生产活动进行管理。
(2) 故障管理, 故障管理是通过视频分析获取故障分析资料, 并且根据该功能实现事故预演与调度指挥。
(3) GIS系统, 根据电子提供显示机房问题, 能够实现快速切换, 从而对广播电视机房系统进行远程监控。
(4) 智能分析, 智能分析是对机房系统周围的环境进行检测, 预防可能的安全事故, 对于周边环境化进行智能分析, 从而实现安全管理。
(5) 权限管理, 采用权限管理, 对于进出机房人员进行登记记录、对于广播电视机房统一视频监控平台登陆与管理情况进行维护分析, 采用钥匙管理、门禁管理等方式实现日常管理。
5 结语
广播电视机房统一视频监控平台的构建是一项综合性工程, 目前国内广播电视机房的远程监控发展迅速, 当前主流的主要为基于光纤网络的设备生产商和基于移动通讯网络的设备生产商, 同时移动通讯在我国发展已经逐步完善, 覆盖范围比有限网络更大, 是未来通讯发展的趋势。移动通讯方式的兼容性和有效性, 使其相对其他广播电视机房监控系统数据的通讯方式, 优势明显。为了实现平台建设, 需要根据广播电视机房系统构建广播电视机房统一视频监控平台构架, 并且做好服务期管理、数据管理与安全管理。
参考文献
[1]肖行诠.李富祥视频监控系统平台互联互通的建设思路[J].广播电视机房自动化, 2010 (213) .
PC与西门子变频器的通讯及监控 篇9
1华为TD2000系列变频器的通讯协议和相关参数的设置
华为TD2000系列变频器可以采用单监控主机多变频器从机控制网, 即“单主多从-RS485”方式和单监控主机单变频器从机控制, 即“点对点-RS232”方式进行组网控制。TD2000系列变频器选择通讯控制方式可通过功能码F000和F002进行设置:
1.1物理接口
1.1.1接口方式
RS232:异步, 全双工;RS485:异步, 半双工。
RS232和RS485之间的选择可由控制板上的跳线CN14、CN15来完成。
1.1.2数据格式
1位起始位、8位数据位、1位停止位、无校验;
1位起始位、8位数据位、1位停止位、奇校验;
1位起始位、8位数据位、1位停止位、偶校验。
默认:1位起始位、8位数据位、1位停止位、无校验。数据格式的选择可通过功能码F117进行设置。
1.1.3波特率 (b/s)
300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400
默认:9600b/s。波特率的选择可通过功能码F116进行设置。
1.2协议格式
TD2000系列变频器的通讯协议采用ASCII码变长单参数自主开放协议。其中的每个所发送的字节都遵守ASCII规范, 即用1字节的ASCII字符30H~39H, 41H~46H表示0~F的十六进制数。
1.2.1数据包头
每次所发送信息的第一个字节, 固定为7EH=“~”。
1.2.2从机地址
变频器从机的本机地址, 为十六进制数, 两个字节。设置范围为:01H~7EH, 7EH=127号地址是广播地址, 00H=0号地址为预留。在变频器上可通过功能码F118设置本机地址。
1.2.3命令响应
当主机发送时为命令, 完成通讯的功能目的, 如对变频器进行启动、停止、频率设置、参数读取等。当从机 (变频器) 发送时为对主机命令的响应或工作状态的反馈。十六进制数, 2个字节。
1.2.4索引
包括辅助索引和命令索引两部分, 是对命令响应码进行的详细说明, 如变频器采取哪种方式运行, 读取哪个参数, 变频器的停车方式等。十六进制数, 4个字节。
1.2.5运行数据
描述运行参数或设置参数, 十六进制数, 4个字节。可根据命令的不同而省略, 是一种变长通讯协议。协议中的数据可根据不同的参数对应不同的单位, 设定频率参数的单位为0.01Hz, 如对变频器的频率设置为:3000D, 则变频器的实际设定频率为3000×0.01Hz=30Hz。
1.2.6校验和
十六进制数, 4个字节。为所发送数据包中从“从机地址”到“运行数据”所有字节对应的ASCII字符的累加和 (十六进制) 再转换为4个字节的ASCII码。如不够4个字节, 前面补零。如一校验和为:3B7H, 则补为:03B7H。
1.2.7包尾
每次所发送信息的最后一个字节, 固定为0DH, 即“回车符”。
2系统的物理链接
本系统中, 计算机的RS-232口通过一个BOSIRS485A转换为RS-485构成通讯网络, 以华为TD2000系列变频器作为从机组成“单主多从”通讯网, 通讯介质为屏蔽双绞线, 屏蔽层一点接地, 总线的两个物理终端需接入终端电阻 (电阻值为120Ω) 。系统的网络配置如图1所示:
3 Windows平台下通讯程序与监控界面的设计
Vis ualBas ic以其面向组件的新技术及对硬件控制能力强而著称, 利用VB开发串行通讯程序是通过ACTIVEX控件, 采用事件驱动的方式实现的。本文仅说明通讯程序在VB中是如何实现的。
3.1用MSComm32ocx控件
MSCom m 32控件是Vis ual Bas ic自带的一个控件, MSCom m 32控件为黄色的电话机状组件。应用时首先要求注册它, 把它放到表单上, 然后设置其属性:Comm Port=1, InBu ffe rSize=1024, InPutLe n=0, OutBuffe rSize=1024, RTHre s hold=18, RTSEnable=Fals e, s e ttings=9600, n, 8, 1。其中波特率设为9600, 校验码为无校验, 8位数据位, 1位停止位。通讯时驱动MSComm32控件的ONCOMM事件。
3.2可视化界面
Vis ual Bas ic等可视化编程软件的最直观的优点就是操作界面可视化, 这样使得程序员的编程和操作员的操作都比较方便。图2为此系统的主控制界面, 其中包含了一些常用的控制按钮。 (下转第55页) (上接第52页)
“开机”等按钮为单个孤立的控件, 设计时可单独进行设置和编程。
3.3 VB编程
Vis ual Bas ic在编程时可以对单个控件的某一个事件进行编程, 运行时事件与事件之间互不影响, 这样使编程大大简化, 调试更加方便。下面以“开机”和“设定频率”的两个程序段来加以说明。
开机例程:
频率设定例程:
4总结
计算机通过RS-485对变频器控制主要有如下优点:
1) 系统只需1根屏蔽双绞线就可实现, 省去繁杂的电气接线, 降低了故障率, 减少了维护;2) 实现了“单主多从”, 通过计算机可方便地获取和更改变频器的参数, 便于进行适时的集中监控, 还可进行变频器间的联动控制。
参考文献
[1]韩安荣.通用变频器及其应用[M].北京:机械工业出版社, 2004.