皇明太阳能股份有限公司工程控制处 方 勇

基于无线3G网络的全国光热工程监控系统

皇明太阳能股份有限公司工程控制处 方 勇

本文对3G网络的发展趋势进行了分析从而利用无线3G的网络结构，并将这项技术应用到全国光热工程监控系统中。所有PLC设备均通过3G来接入Internet。远程终端通过Internet网络实现对PLC设备的控制。

3G网络；光热工程；监控系统

1.引言

随着信息技术的发展和人们生活水平的提高，无线3G网络在各行业广泛应用，人们对于用手机及电脑对太阳能远程监控的需求日益高涨。用户不需要进出设备间就能掌握热水信息，随时随地管理热水工程，及时了解设备运行情况等。因此，无线3G网络技术成为目前流行而且需求量较大的一项技术。

2.全国光热工程远程监控系统系统架构

为满足客户能够更舒适的享用放心热水，使我们的控制系统适应快速发展的太阳能热水工程市场，为满足这些客户的需求，控制柜联网、手机等设备查看运行数据、无线通讯技术和运行数据的存储打印在太阳能热水系统的研究和应用越来越受到客户的欢迎。为实现光热工程远程监控，本文采用3G无线网络通过多种途径对热水工程进行监控。

2.1 监控内容

本文设计的远程监控系统主要是对水温水位、集热器温度、用户管道温度，补水和循环过程。

2.2 数据采集传输的过程

图1 系统架构

无线数传终端（DTU）登录GPRS网络之后，根据设置的IP地址和端口来与中心平台进行TCP/IP连接。当TCP/IP连接建立之后，前端采集设备和中心软件之间就可以进行数据通讯。这样就可以实现对现场数据显示、数据存储、数据处理，可以实现现场只能故障报警和故障判断，还可以实现对现场控制器的参数设置和控制操作，最终通过互联网实现数据远程传送和远程监控。

2.3 DTU与中心平台的组网方式

根据中心平台能不能上网和如何上网的情况，DTU与中心平台有三种组网方式，分别为Internet结合固定IP地址、Internet结合动态域名、使用VPN专网。

系统架构如图1。

3.各部分功能及技术点

3.1 IP MODEM简介

IP MODEM又称无线数传终端（DTU），主要应用在工业自动化、电力、气象、水文、环保、防灾预警等需要实现远程组网传输数据的行业。通常只要是带RS232或RS485的仪表或设备都可以使用IP MODEM实现远程组网传输数据，且对环境无特殊要求，只要有手机信号即可。

IP MODEM工作原理：

IP MODEM主要通过RS232/485方式与终端设备连接，终端设备通过RS232/485只要把数据发送到IP MODEM，IP MODEM就可以把数据通过无线网络透明地发送到客户的服务器；反之，服务器下发到IP MODEM的数据，IP MODEM也会把接收到的数据透明地通过RS232/485发送到所连接的终端设备，从而实现客户终端设备与服务器间的通讯。

一般情况下，凡是有网络接入的、可以上网的办公或非办公环境，都可以架设数据中心服务器。而服务器软件的通讯模块，可以是TCP/UDP网络通讯，也可以是一些读取串口的软件，都可以与IP MODEM连接，并实现终端与服务软件之间数据的透明传输。

系统功能：

（1）用户可通过智能手机或电脑随时随地监控系统运行情况。

（2）公司能有效监控用户系统的运行情况和使用情况，发现故障及时联系用户进行服务。

（3）便于公司收集各工程运行数据，对已有系统进行总结分析。

3.2 3G通讯技术在远程监控中的应用

3G手机不仅可以用作采集实时数据信息，而且可以将信号传送到中心平台通过中心平台进行处理，并为客户端作为实时监控系统。克服了传统的网络带宽不足的制约，手机视频监控系统可很好地满足实时性和视频清晰度的要求，基本还可以实现远程监控实时控制的应用需求。

总体归纳有以下几点优势：

（1）实时随地的优势，他满足了不管在什么时间，不论在任何地点，通过何种设备都可以进行监控。

（2）成本上的优势，因为当今社会手机是基本上人人都有的，把它作为监控的一种终端设备使用时是对资源的一种多重利用，减少了一定的成本。

3.3 技术路线

方案论证：

方案一：客户端PLC----3G无线数传模块----3G网络----装有三维力控组态软件的电脑（有固定IP地址）。

方案二：客户端PLC----3G无线数传模块——3G网络——网关——服务器——监控电脑。

方案比较：

方案一优点：成本少，二次开发容易，已做过联机实验，方案可行，课题开发周期短，2月内可试安装运行。

缺点：数据传输速率有限，设备超过200台后可能会有较大延迟。

方案二优点：设备运行稳定，有较大数据吞吐量，设有转换协议数据传输较安全。

缺点：成本高、二次开发可能较麻烦，软件开发周期较长，半年后可试安装运行。

4.结束语

本文将3G网络应用到全国光热工程监控系统中，能够及时掌握热水信息，随时随地管理热水工程，及时了解设备运行情况，对热水工程能够更好地控制。