SCADA系列數(shù)字電臺(tái)及其無(wú)線通信解決方案
1、 SCADA系列數(shù)字電臺(tái)簡(jiǎn)介 A、數(shù)字電臺(tái) SCADA系列點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)電臺(tái)是遙控遙測(cè)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的頂級(jí)產(chǎn)品。它的電路采用DSP數(shù)字信號(hào)處理芯片,實(shí)現(xiàn)信道編碼,前向糾錯(cuò)等功能。它采用CPFSK數(shù)字調(diào)制解調(diào)、Viterbi譯碼、均衡軟判決等技術(shù),軟件處理增益達(dá)7dB。生產(chǎn)工藝全部表面貼片焊接。產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾性、傳輸速率和傳輸距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過模擬數(shù)傳電臺(tái)。電臺(tái)的通訊范圍在50公里以上??梢匀p工、半雙工或單工方式工作,收發(fā)同頻或異頻,EIA-232數(shù)據(jù)接口異步透明傳輸。電臺(tái)支持話音通訊,通過復(fù)用器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)話同傳。 電臺(tái)自帶電壓表、溫度計(jì)、功率計(jì)、場(chǎng)強(qiáng)及干擾測(cè)試儀、誤碼統(tǒng)計(jì)、軟件RTU等目前市場(chǎng)上其它品牌電臺(tái)所不具備的功能。電臺(tái)故障告警如溫度過高過低(-40~ 70℃)、供電電壓超范圍(10.5~16VDC)、異步串口數(shù)據(jù)格式不匹配等自動(dòng)提示輸出。 SCADA電臺(tái)獨(dú)有的系統(tǒng)網(wǎng)管軟件InSite 6,實(shí)現(xiàn)空中遠(yuǎn)程設(shè)置系統(tǒng)內(nèi)其它電臺(tái)參數(shù)如串口格式、發(fā)射功率、工作頻率等,也可以實(shí)現(xiàn)空中遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)其它電臺(tái)狀態(tài)如工作電壓、工作溫度、接收信號(hào)強(qiáng)度、信噪比、誤碼率、狀態(tài)告警等。 SCADA系列電臺(tái)具有多種機(jī)型,以滿足不同系統(tǒng)要求,如中繼臺(tái)、全雙工電臺(tái)、雙機(jī)熱備電臺(tái)等。 B、性能特點(diǎn) ◆ 技術(shù)指標(biāo)高:DSP電臺(tái),前向糾錯(cuò)信道編碼,CPFSK數(shù)字調(diào)制解調(diào),Viterbi譯碼,均衡軟判決,尾噪聲抑制 ◆ 運(yùn)行可靠:發(fā)射啟動(dòng)快,收發(fā)轉(zhuǎn)換快,可以連續(xù)發(fā)射,功耗低,工作溫度范圍廣,能在各種極其惡劣環(huán)境下工作 ◆ 設(shè)置靈活:所有參數(shù)包括頻率、功率、接口格式等通過軟件設(shè)置 ◆ 有網(wǎng)管:遠(yuǎn)程空中設(shè)置電臺(tái)參數(shù)或監(jiān)視電臺(tái)狀態(tài)及告警 C、技術(shù)指標(biāo) 一般性能 工作頻段:130-174/220-240/330-512MHz運(yùn)行模式:半雙工,單工 數(shù)據(jù)接口:透明RS-232,DB25孔 空中速率:9600/19200bps 數(shù)據(jù)時(shí)延:< 7ms 發(fā)射單元 調(diào)制方式:CPFSK 發(fā)射功率:1-5瓦/1-25瓦(連續(xù)) 頻率穩(wěn)定性: /-1.5ppm 發(fā)射啟動(dòng):數(shù)據(jù)直接啟動(dòng) 啟動(dòng)時(shí)間:< 3ms 鄰道輻射:-65dB 超時(shí)定時(shí)器:1-255秒 接收單元 類型:雙超外差式 誤碼率/靈敏度: -110dBm@10-6 BER 頻率穩(wěn)定性: /-1.5ppm 鄰道選擇性:60dB 交調(diào)抑制:-70dB 電源要求 供電電源:13.8VDC(10.5-16VDC范圍) 發(fā)射電流:< 2A,發(fā)射功率5瓦時(shí) 接收電流:< 125mA 休眠狀態(tài):15mA 外形尺寸 機(jī)箱:鑄鋁 尺寸:5.08?14.29?18.4cm 重量:1公斤 使用環(huán)境 溫度范圍:-40℃ to 70℃ 濕度范圍:95%@40℃非冷凝 選配 內(nèi)置功放模塊(最大25W) 對(duì)講話咪 多信道板(16CH) D、網(wǎng)管功能 網(wǎng)管(Network Management System)是指通過網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn),利用PC等終端,實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各通信設(shè)備的管理。 INSITE無(wú)線電系統(tǒng)網(wǎng)管軟件是SCADA系列無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)網(wǎng)管軟件。它利用一臺(tái)PC機(jī),可以對(duì)一個(gè)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)系統(tǒng)的基站、遠(yuǎn)程站、中繼站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制。即可以很方便地在辦公室監(jiān)測(cè)X710數(shù)字電臺(tái)系統(tǒng)的狀態(tài),而不必去現(xiàn)場(chǎng)更改系統(tǒng)設(shè)置參數(shù),也可以在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的任何一個(gè)站點(diǎn),如主站、中繼站、遠(yuǎn)程站,運(yùn)用INSITE網(wǎng)管軟件進(jìn)行管理監(jiān)控。
Insite網(wǎng)管功能界面圖 INSITE軟件有許多功能,在SCADA系列無(wú)線電系統(tǒng)中很容易實(shí)現(xiàn)。主要的功能包括: (1)、 內(nèi)置RTU模擬器:可以用INSITE將網(wǎng)絡(luò)中任何電臺(tái)的RTU模擬器打開,檢查無(wú)線鏈路的質(zhì)量和電臺(tái)的設(shè)置??梢杂闷渌喸冘浖?duì)RTU模擬器輪詢。 (2)、 INSITE軟件監(jiān)測(cè)無(wú)線電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),診斷通信中由電臺(tái),RTU,電源或傳輸路徑引起的問題。用此系統(tǒng)經(jīng)??梢詸z測(cè)到一些小問題,并作糾正,以避免影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。如果必須去現(xiàn)場(chǎng)檢查,檢查人員用網(wǎng)管系統(tǒng)提供的信息通常對(duì)所發(fā)生的故障有所判斷,并做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。此外,INSITE可以用于判斷問題是在電臺(tái)上或RTU上,并可以從中心控制室重置RTU,清除RTU故障。 (3)、 遠(yuǎn)電臺(tái)設(shè)置:許多電臺(tái)的參數(shù)可以通過無(wú)線信道遠(yuǎn)程設(shè)置。例如:輸出功率,設(shè)置類型,超時(shí)定時(shí)時(shí)延,接收發(fā)射頻率,數(shù)據(jù)速率和格式等。根據(jù)電臺(tái)類型不同,有不同的參數(shù)可以設(shè)置。 (4)、 報(bào)警設(shè)置: A、 圖形顯示報(bào)警數(shù)據(jù),顏色標(biāo)識(shí)。點(diǎn)擊查看報(bào)警信息。可以讓用戶設(shè)置什么報(bào)警會(huì)引起外部觸動(dòng)開關(guān)啟動(dòng)。 B、 非中斷式的報(bào)警診斷輪詢:連續(xù)的或定時(shí)的報(bào)警查詢,不用中斷用戶的數(shù)據(jù)傳輸。 C、 快速報(bào)警狀態(tài)指針:如果電臺(tái)對(duì)網(wǎng)管輪詢沒有響應(yīng)。它能很快被發(fā)現(xiàn)??捎弥袛嗍皆\斷,迅速查詢電臺(tái)報(bào)警。 (5)、 電臺(tái)自動(dòng)搜索:電臺(tái)搜索功能可以自動(dòng)生新的設(shè)備清單。在30分鐘內(nèi),可以完成從0000到底9999的缺省地址碼搜尋。搜尋結(jié)果可以加入新的設(shè)備清單,或加入現(xiàn)有的設(shè)備清單。 (6)、 支技使用編碼操作開關(guān)COS:用一臺(tái)PC 機(jī)連接多個(gè)位于同一地點(diǎn)的基站電臺(tái)。這一特性可以解決用遠(yuǎn)程電臺(tái)做基站電臺(tái)引起的診斷口地址問題,COS編碼操作開關(guān)性能內(nèi)置在X790基站電臺(tái)內(nèi)。如果多個(gè)基站不在同一地點(diǎn),此方案無(wú)效。 (7)、 提供休眠喚醒方式:在一些使用太陽(yáng)電源的場(chǎng)合,電臺(tái)常常設(shè)為休眠模式,只有通信時(shí)被喚醒。如果在網(wǎng)管時(shí)需要喚醒電臺(tái),采集數(shù)據(jù),可以用“喚醒模式”,采集完數(shù)據(jù)后,又將電臺(tái)變到休眠模式。 (8)、 INSITE與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接,可以讓系統(tǒng)主管,工程師可以在任何時(shí)候得到報(bào)警信息,甚至在遠(yuǎn)離網(wǎng)管終端時(shí),報(bào)警信息可以通過電子郵件,短信息等方式傳達(dá)給相關(guān)人員。 (9)、 INSITE提供三個(gè)層次的企業(yè)網(wǎng)連接: ODBC把網(wǎng)管數(shù)據(jù)鏈接到本地或遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)庫(kù)。 DDE動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換服務(wù)器與本機(jī)上其它的應(yīng)用程序或網(wǎng)絡(luò)上其它應(yīng)用程序分享數(shù)據(jù)。 TCP/IP遠(yuǎn)程接入服務(wù)器。 ODBC參數(shù):如果網(wǎng)絡(luò)中有SQL數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,允許用戶設(shè)置登錄用戶名和密碼。 (10)、 在線幫助手冊(cè)。 2、 應(yīng)用之一:點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)/遠(yuǎn)距離/高速/高可靠無(wú)線數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng) 用無(wú)線電臺(tái)方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視與控制,相對(duì)于架設(shè)專用電纜(或光纜)、租用電信專線等,具有造價(jià)低廉、施工快捷、運(yùn)行可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 用深圳華夏盛公司SCADA系列電臺(tái)組建油田/天然氣、水處理、電力、煤氣、鐵路、地震/氣象/環(huán)保、GPS、金融、公安/交通/安防、化工、工業(yè)控制自動(dòng)化等數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖:
點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)(無(wú)遠(yuǎn)距離中繼)
點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)(有遠(yuǎn)距離中繼) 典型案例:新疆油田、成都自來(lái)水、新泰電力、丹東煤氣、上海鐵路、國(guó)家地震局、江西氣象所、哈爾濱林業(yè)所、杭州路燈、江門環(huán)保局、鞍鋼、寶鋼焦化、內(nèi)蒙古煤炭、魯能化肥、中南空管局、大連港等。 3、 應(yīng)用之二:點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)二話二數(shù)鏈路 在25KHz常規(guī)單信道中,用全雙工數(shù)字電臺(tái)及復(fù)用器實(shí)現(xiàn)二路話音及二路數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)如下圖:
點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 主站用多套點(diǎn)對(duì)點(diǎn)設(shè)備疊加,配合路器、分路器及全向天線組成天饋線共用系統(tǒng),根據(jù)不同位置分布架設(shè)多個(gè)遠(yuǎn)端外圍站,即構(gòu)成點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線通信系統(tǒng)。
點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 典型案例:山東電力、江蘇電力、福建電力等。 4、 應(yīng)用之三:大范圍/大容量/專用GPS無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 用戶容量是專用無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的重要指標(biāo)。無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的用戶規(guī)模是由無(wú)線電臺(tái)的數(shù)據(jù)速率、收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間和傳輸?shù)男畔⒘繘Q定的。為滿足大容量的要求,專用無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的電臺(tái)必須提供高的數(shù)據(jù)速率,如19200bps以上,并能夠迅速的收發(fā)轉(zhuǎn)換,時(shí)間在10ms內(nèi)。 目前的專用無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基本上都是采用常規(guī)調(diào)頻電臺(tái)加MODEM的方式實(shí)現(xiàn)的。電臺(tái)工作于230MHz、800MHz數(shù)傳業(yè)務(wù)頻段和350MHz、800MHz集群業(yè)務(wù)頻段。在25KHz信道,數(shù)據(jù)速率基本上是1200bps、2400bps,一些采用GMSK等MODEM芯片把輸出的低頻信號(hào)直接加到VCO輸入端能實(shí)現(xiàn)9600bps的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸,但該方式的射頻指標(biāo),難于滿足信息產(chǎn)業(yè)部規(guī)定要求,且其10-6誤碼靈敏度很低,通信距離非常近,實(shí)際當(dāng)中無(wú)法使用。另外,常規(guī)調(diào)頻電臺(tái)的收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間在50-100ms左右,不能實(shí)現(xiàn)高速收發(fā)轉(zhuǎn)換。 深圳華夏盛公司采用前向糾錯(cuò)編碼、軟件無(wú)線電、數(shù)字調(diào)制相干解調(diào)、Viterbi軟判決和表面貼片一體化設(shè)計(jì)等技術(shù),提供高性能、高穩(wěn)定、高可靠的DSP無(wú)線電臺(tái)。電臺(tái)提供標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口可直接與計(jì)算機(jī)、GPS接收機(jī)控制板連接。25KHz信道間隔空中數(shù)據(jù)傳輸速率為19200bps,10-6誤碼靈敏度-111dBm,收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間在7ms以內(nèi),電臺(tái)其它指標(biāo)亦符合信息產(chǎn)業(yè)部的要求。 假設(shè)每個(gè)用戶終端需要傳輸50字節(jié)的信息,采用華夏盛電臺(tái)只需要分配: 50?10?19200 7=33ms的時(shí)隙給每個(gè)電臺(tái)。 同樣情況,采用調(diào)頻電臺(tái)加MODEM,一般為2400bps方式則需要分配: 50?10?2400 50=258ms的時(shí)隙。二種情況用戶容量相差約8倍。如果要求GPS系統(tǒng)每10秒鐘更新一次信息,采用調(diào)頻電臺(tái)加MODEM方式容納不了40個(gè)用戶,而采用華夏盛電臺(tái)可容納300個(gè)用戶。 另外,我們?cè)谕瑯拥沫h(huán)境下,如上海市中心,目前國(guó)內(nèi)高樓最密集城區(qū)做過實(shí)驗(yàn)。用國(guó)內(nèi)某公司提供的調(diào)頻加9600bpsMODEM方式的數(shù)傳電臺(tái)只通不到2公里(BER小于10-6),而華夏盛電臺(tái)可以覆蓋約15公里半徑。 深圳華夏盛公司是在中國(guó)最早從事無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)的開發(fā)生<< p="">
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