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论文摘 要:消防通信规划是城市消防规划中的重要内容,本文论述了目前我国消防通信规划的现状及编制中存在的问题,详细介绍了消防部队信息通信体系建设的现状和未来发展趋势,分析了当前消防通信规划编制和实施中的重点问题,为消防通信规划编制工作提供参考建议。
1、前言
随着我国应急救援体系的发展,消防部队已逐步成为城市主要的应急救援力量,广泛参与到自然灾害、事故灾难、社会安全事件等公共突发事件的应急救援处置中,并承担了部分非紧急的社会救助任务。消防通信是消防部队开展灭火救援行动的根本保障,是未来城市应急救援体系中信息通信的主要组成部分。美国911恐怖袭击事件中警察和消防员未建立统一的通信手段而造成的惨痛教训凸现出城市消防通信规划的重要性,所以在城市消防规划编制过程中合理规划和部署消防通信的建设和发展,在规划方针的指导下逐步建立和完善城市消防通信体系,是消防部队在执勤备战和灾害救助中全面发挥应急救援能力的根本保障。
2、消防通信规划的现状
消防通信规划的编制主要由城市规划设计单位和消防部门共同完成。由于城市建设和通信技术的高速发展,各地消防通信系统也在不断的扩展和升级,消防通信建设所依据的《消防通信指挥系统设计规范》等规范文件的要求与目前的应用现状相差较大,内容滞后且不全面,对规划编制的指导意义不够充分,一些通信指挥系统虽已达到火灾报警、火警受理、灭火救援通信调度等应用的基本要求,实际中却不能满足新形势下消防部队应急救援通信指挥的需求。并且由于消防通信规划的专业性较强、技术要求高、涉及的领域广泛繁多、基础设施建设发展不均衡等方面的原因,使消防通信规划的编制工作难以有效和深入开展,造成部分城市消防通信规划的内容空泛、缺乏深度、可操作性较差,不能切实有效的指导城市消防通信建设和发展。此外我国的应急管理体系建设起步较晚,部分消防通信规划内容仅片面集中于火灾事故方面,缺乏城市应急救援总体发展的综合考虑,造成消防通信建设与城市应急救援体系建设脱节。
3、消防通信建设现状
消防部队的信息通信建设按照公安部消防局信息化建设的总体规划部署和具体要求展开,实施主要依靠当地政府财政拨款、当地公安部门和电信部门的通信网络建设以及消防部队自身的信息化装备建设来完成,目前各级消防部队均已形成了相对独立的消防信息通信体系。以下将从基础通信网、消防通信指挥中心、消防综合业务信息系统等几个消防规划中涉及的重点方面具体展开论述。
3.1 基础通信网络
基础通信网络是消防通信和城市应急通信的基础设施,网络的建设直接决定了消防部队的信息应用能力,所以基础通信网络的发展是消防通信规划的重点。目前消防部队依托公安信息网、公众电信网、无线超短波通信网、卫星通信网等多种通信网络传输语音、图像和数据,形成了一套较为完整的消防通信网络体系,以下归纳为计算机通信网、有线通信网、无线通信网、卫星通信和短波通信网等几部分介绍。
3.1.1 计算机通信网
目前消防部队各级单位均已接入了以公安信息网为基础的计算机通信网,这一网络是消防部队数据通信的基础网络,承担灭火救援指挥调度、消防综合信息管理等大部分信息系统的数据传递,并可实现IP语音电话和视频传输等多媒体应用。为保证调度指挥等重要信息的可靠传递,部分节点间还建立了指挥调度专线和备份网路。在消防通信规划中应按照当地公安信息网和消防部队自身信息通信的建设情况以及各级消防部队的信息通信需求,合理规划消防计算机通信网,确保网络的全面接入和可靠畅通。
3.1.2 有线通信网
有线通信网包括报警电话接入和报警信息查询专线、指挥调度专线、办公市话网和公安专线网等通信网络,是城市各级消防队站获知灾害事故发生和传递调度指挥命令的基础信息通信网络。其中报警电话接入专线是用于接受公用电话网的报警和城市消防远程监控系统的火警信号及相关信息的通信线路。报警信息查询专线是用于获取报警电话的位置、装机人身份等信息的数据专线。指挥调度专线是用于连接火警受理终端、各消防站以及各相关联动单位的通信专线。办公市话网和公安专线网是消防部队内部各级部门之间和与公安机关之间通信的办公电话网。有线通信网是传统的消防通信基础网络,目前各城市基本完成了消防有线通信网的建设,在消防通信规划中应以未来网络容量和性能的改进及发展等内容为主,确保消防有线通信网的完备可靠,保证消防部队对灾害事故快速响应和出动调集命令的有效传达。
3.1.3 无线通信网
无线通信是消防部队在灭火救援展开和进行过程中用于灾害现场信息传递的主要通信方式。目前各级消防部队普遍配备了用于现场通信的350MHz超短波无线常规通信设备,并利用转信台扩展网络覆盖的范围。大部分城市还依托当地公安无线集群通信系统建立了消防集群通信网,北京、上海等地还建设了具备网络容量大、通话质量高、应用功能多等特点的数字集群通信网。消防部队以超短波无线通信为基础构成了由城市消防通信指挥网、现场指挥网和灭火救援战斗网组成的三级无线通信网络,并且利用GPRS、CDMA、3G等公众移动通信技术以及超短波、微波数传设备等多种手段建立无线数据通信网,用于传输灭火救援现场的图像和数据信息。此外公众移动电话网也是消防部队重要的辅助通信手段。合理规划城市消防无线通信网,构建可靠的无线通信体系是消防部队在灭火救援过程中战斗力有效发挥的根本保证。
3.1.4 卫星通信和短波通信
在地震、泥石流等大型自然灾害救援或野外应急救援中,依赖中继站的常规无线通信网往往会受到传输距离和范围、电力供给、极端环境影响等方面的局限,不能满足消防部队信息通信的需要,此时卫星通信和短波通信等应急通信方式成为救援现场最有效的信息通信手段。目前公安部消防局已对消防卫星通信体系做出总体的规划和部署,并推进消防卫星通信网的建设,一些城市的消防部队先后配备了“动中通”卫星通信设备、便携卫星站、短波电台等应急通信装备,在玉树地震和舟曲县特大泥石流等自然灾害救助和部分大型跨区灭火应急救援中显现出极强的应急通信保障能力。消防卫星通信和短波通信是应急通信体系中的重要部分,是城市有效抵御极端灾害的基础保障设施。
3.2 消防通信指挥中心
消防通信指挥中心是消防部队信息通信和作战指挥的中枢,具有受理报警、灭火救援指挥调度、信息情报支持等功能,负责火灾及其它灾害事故的接处警受理和消防救援力量的调度指挥。按照公安部“三台合一”的要求,目前我国大部分地级以上城市均已设置了包括治安、交通、消防在内的接处警指挥中心,建立了统一的集中受理和多部门联动的接处警平台,一些城市还进一步将医疗救护、安全生产等应急救援相关的领域纳入其中,并形成城市综合应急救援指挥中心。部分通信指挥中心还具备使用手机定位技术和GIS技术确定报警人的位置、使用短信平台受理报警、即时监控救援力量的行动状态、通过图像监控系统获取灾害发生区域的现场状况和交通状况等功能。在消防通信规划中应针对本地的实际情况,综合考虑未来城市应急救援体系的发展,确定消防通信指挥中心的建设发展方案。
移动消防通信指挥中心是设置在专门的通信指挥车中并集成了消防通信指挥相关功能的移动指挥平台,通常包括调度指挥台、辅助决策信息系统、多种无线通信系统、火场图像系统、视频会议系统、现场广播、供电及照明等其他辅助设备,是众多救援力量参与的复杂灾害事故处置现场中通信指挥的关键因素。按照城市规模和应急救援体系的建设情况,配置不同功能组件和不同移动及通信能力的消防通信指挥车是消防通信规划中的重要问题。
3.3 消防综合业务信息系统
消防综合业务信息系统是包括了灭火救援指挥、消防监督管理、部队管理和消防公众服务等多种应用功能的信息系统集成,是消防通信中应用软件的主要部分。按照消防部队信息化建设总体规划和部署,各级消防部队将逐步推广和应用包括消防基础数据平台、消防公共服务平台及各消防综合业务信息系统等部分的一体化业务平台。目前各地统一按照公安部消防局部署方案的要求,逐步开展了消防监督管理、部队管理和公众服务等信息系统的推广和应用,而对于消防基础信息平台、灭火救援指挥系统等面向灭火救援指挥和管理的信息系统,因受到基础信息数据库和通信基础设施建设情况的局限,各地的应用程度差异较大。在消防通信规划中,应将建立和完善城市地理信息、火灾风险信息、危险源信息、水、电、生产、医疗救护信息等内容的城市应急救援基础信息数据库,以及按照城市应急救援的具体需求开展消防指挥调度系统、消防指挥决策系统、重大危险源评估系统、模拟演练等系统的应用纳入到消防通信规划中重点建设。
4、未来发展趋势
随着信息通信技术的高速发展,众多高性能的通信技术将逐步应用于消防通信领域中,不断推进消防通信的发展。目前第四代移动通信技术已进入实验性应用阶段,在不久的将来势必将成为消防通信体系中高质量传输数据信息的重要手段。信息通信硬件设备的发展,使信息通信装备的通信性能和移动性能不断提升,设备成本将更加低廉,未来随着多媒体单兵信息装备的深入应用,使灾害救援现场各级指战员具备强大的信息通信能力,数字集群通信、卫星通信、微波数据通信等通信设备也将广泛装备到各级消防部队中,逐步成为普遍配备的常规通信手段。随着城市灾害联网监控系统的建设,消防通信指挥中心可以智能感知火灾等灾害事故的发生并及时获取相关灾情信息,极大的提高消防部队对灾害事故响应能力。此外物联网、遥感技术、传感器技术、Ad Hoc网络等应用于消防领域,可以即时、全面、深入的获得灭火和应急救援现场的灾情状况和救援实力状况,实现天空地一体的消防通信体系和数字化指挥调度体系。在消防通信规划中,应结合未来通信新技术的发展,合理规划和部署城市消防通信建设。
(四川省核工业地质调查院,四川 成都 610061)
【摘 要】核事故应急的主要任务是控制、减轻、消除核事故可能的伤害与破坏,保护公共安全。一旦核辐射事故发生,救援人员应立即赶赴现场进行勘察,并将现场情况反馈到监测指挥中心,使指挥中心及时了解情况做出快速反应。本文介绍了一种无线远程控制的机械履带车与监控中心软件系统配合的核事故应急处理方案,可有效避免现场情况不明对救援人员造成的伤害,以及提高核事故处置工作效率。
关键词 核事故应急;机械履带车;调度指挥
0 引言
核事故主要是指那些有可能对广大公众造成异常照射的超临界事故或(和)放射性物质严重泄露事故。一旦核辐射事故发生,救援人员应携带核应急监测终端,立即赶赴现场进行勘察,将现场采集并处理后的数据传输到监测指挥中心,使指挥中心及时了解情况做出快速反应,以应对紧急情况,将损失减到最小。但是,传统测量或监测需要人员对仪器实时看护,这样不可避免地会造成对人员的辐射,对身体健康有很大的危害。
1 技术方案
核事故后释放到环境中的放射性物质阻隔了事故处置与救援人员的正常进入,因此在对未知放射性强度的事故现场进行处置前,了解现场的真实情况十分必要。本文设计了移动式的核辐射环境实时监测设备,实现对事故现场的核辐射程度、环境状况的实时监测与现场视频的监控,指挥人员可在远程查看,全程指挥救援行动的开展。整个系统框架如图1所示。
图1 系统结构
1.1 远程测控终端设计
远程测控终端采用小型数控车形式,主要对现场的核辐射指标(γ辐射剂量率、总α、总β)、环境指标(温度、湿度、VOC、气压)和语音视频进行数据的采集,为整个系统提供数据支持。
①前端的各种探测器与传感器,可将环境中的相应信息量化为标准数值,包括有γ辐射探测器、α探测器、β探测器、温湿传感器、VOC传感器、气压传感器。
②处理控制模块,模块对各个探测器与传感器有控制功能,同时响应用户的各种指令,完成指令的执行,模块包括处理器、存储器、算法和协议、系统电源管理等部分,是整个设备的中枢。处理控制模块的功能是实现系统中各设备的调度使用和数据的处理。系统中采用的处理器为Atmel公司推出的MEGA16处理器,处理器负责对各探测器输出信号的采集、无线遥控履带车的控制、系统电源的管理等功能。
③设备正常工作需要的其它模块,主要包括通信模块和供电模块。通信模块包括履带车无线遥控通信、无线音视频采集通信与本地有线通信。无线遥控通信实现与现场外的调度指挥中心之间的数据无线交互,包括现场数据信息的传送、中心指令的接收。无线音视频采集通信部分采用1.2GHz微波实现将摄像头和拾音器采集到的音视频无线传送到控制中心PC机进行播放。本地有线通信主要为满足本地存储需要,直接存储各种重要信息到处理器内部EEPROM中。
1.2 指挥控制中心远程测控信息系统
指挥控制中心的远程测控信息系统采用B/S模式进行设计。系统在IIS上提供Web服务,空间数据采用百度地图API完成连接,现场采集信息与系统运行数据采用ADO.NET连接。用户在任何能接入系统的计算机中的浏览器中进行登录,即可使用系统提供的所有功能。
系统采用RIA(富互联网应用)技术在浏览器端提供高交互性的较流畅的图形丰富美观的应用。系统主要的功能包括核辐射指标展示、环境指标展示、在线视频、在线音频、救援队伍跟踪等。指标展示拟采用曲线图与数据表格图文结合方式,图形和数据采用后台静默方式自动更新。系统数据显示界面如图2所示(采用的模拟数据)。
图2 数据曲线实时显示
2 结语
本文中硬件系统采用具有高稳定性的AVR处理器MEGA16,具有运行稳定,扩展功能强大等特点。音视频采集采用1.2GHz微波传输方式,具有图像清晰,传输距离远,不受第三方运营商限制等诸多特点。另外,履带车以无刷直流电机驱动,其供电电源独立,不影响测量部分电源系统。配套的远程测控信息系统采用静态实时刷新技术,实现了数据与视频的实时监测,可有效应用于核事故应急处置与救援行动中。
参考文献
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[2]中国会议.第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C].贵阳,2010.
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【关键词】煤矿;井下透地通信;现状;应用
一、前言
我国是世界上最大的煤矿生产国,年产量达12亿吨,占世界煤炭总产量的27%,同时我国也是煤炭消耗大国,煤炭工业在我国经济建设中占有十分重要的地位。然而近年来国内持续不断的矿难发生,给国家和人民带来沉重的灾难。此时矿场通信在任何时候任何地点都能进行可靠运行的重要性就凸显出来,但由于煤矿井生产具有生产工序复杂,作业地点分散,人员流动性大,工作环境恶劣,事故隐患大等特点,所以要求煤矿井通信必须保证在事故发生时准确、及时、高效地进行通信联络,以便于井下紧急报警、人员撤离、搜寻救护目标等。
由于煤矿井的地层主要是由沉积岩构成的多层状结构组成,各层分别属于不同的层系,通常每一层系都有若干的矿物层和围岩。所以,在发射天线的电磁场所覆盖的通信区域内,可能会包含一些属于不同地质年代的岩层。此外,地质构造运动的时有发生,各岩层的埋藏角差别很大,岩层的形状有缓倾斜和急倾斜,其埋藏角不是一成不变的。同一岩层,在某些区域可能是缓倾斜,而在另一些区域可能是倾斜或急倾斜。最常见的是缓倾斜岩层和倾斜岩层。同时,各矿物层的层间距也有很大的差别,由相隔岩层的厚度决定,在各自的伸展方向上有可能加厚或变薄,甚至出现尖灭,分叉和断层。总之,无线电信号在煤矿井岩层中的传输条件极其复杂,这也是穿透岩层无线通信问题难以解决的种种问题之一。
二、我国煤矿井下透地通信的现状
对于地下无线通信的研究,早在上个世纪三十年代就已经开始了,当时国外某些国家出于军事目的希望采用地下无线通信的方式来解决地下核试验场到控制所之间的数据传输、地下指挥所到地下发射井之间的通信联络,但其发展相当缓慢。上世纪50年代末,国内外才出现了一些有关地下通信的论文及研究报告。英、法、美、日、加拿大等国通过研发推出了各种类型的井下无线通信系统。
90年代中期,加拿大的爱仪公司和澳大利亚的矿通公司先后推出具有高速信息公路功能的井下漏泄通信系统。这些系统采用的频率在145~180MHz范围,该系统可提供32个话音和数据传输信道,以及16个图像视频单向传输频道,并能传输人员和设备跟踪信息,具有寻呼遥控和紧急预告功能。
我国的地下煤矿井通信是从改革开放以来才逐步发展起来的,主要向三个方向发展:全煤矿井调度通信、全煤矿井局部通信和全煤矿井无线通信。
1.全煤矿井调度通信
全煤矿井调度通信属于有线通信范畴,是煤矿井通信的主体,主要进行生产调度、指挥等工作。其经历了人工磁石式电话、共用式矿用人工电话、纵横制矿用自动电话、空分制程控调度机等发展历程。近年来出现了数字程控调度机,该机可以进行清晰的语音通信,还可以实现数据、图像的交换通信功能。只是目前价格相对于空分制程控调度机比较昂贵,不太适宜工业场合的大范围投入。
2.全煤矿井局部通信
全煤矿井局部通信也属于有线通信,它采用电话线进行通信,在一条电缆上连接多台电话,实现各分机之间的通信联络。该系统的架设比较容易,价格也比较低,可以广泛应用于生产环节。
3.全煤矿井无线通信
随着地面通信的飞速发展全煤矿井无线通信也在不断的发展,各个时期的井下无线通信技术为煤矿井下的安全生产和现代化管理做出了不同贡献。我国井下无线通信主要方式有动力线载波通信、感应通信、漏泄通信、小区蜂窝移动通信、矿用小灵通无线通信系统、基于WiFi/ZigBee/RFID/UWB/WMN的短距离无线网络与通信及超低频透地无线通信等。
(1)动力线载波通信是应用在煤矿井架线机车上,借助动力电缆或机车架线作为信道,将语音信号调制成几十千赫兹的载波信号在信道上传输。由于煤矿井载波通信采用的信道分支多,线路上设备启动频繁,造成信道参数随时间和地点的变化很大,因而通信质量不理想。目前的载波通信系统在传输距离、通话清晰度、抗干扰性能和感应通信及漏泄通信技术相比有较大的差距。
(2)感应通信是通过架设专用的感应线或利用巷道内已有的导体如电缆,管道等进行通信。感应通信系统组成简单、价格低廉,感应线铺设简便、无需中继器等优点,使得该无线通信方式受到煤矿井的普遍采用。此外,它还能实现低发射功率远传输距离,能同时向多方向传输信号。但是通信采用的信号频率在兆赫兹以下,容易受到井内其他电磁噪声的干扰,这样使得感应通信的语音通话质量不理想。
(3)漏泄通信是通过在煤矿井中架设一条特制的同轴电缆,每隔一段距离在电缆上开一个槽孔,利用泄漏出的电磁场实现移动台与移动台之间,以及移动台与固定台之间的远距离通信。该通信采用超高频进行无线通信,信道稳定、电磁干扰小,但是系统的可靠性较差,抗故障能力差,只要某段中继器与电缆之间发生故障,该中继器后面的部分就会瘫痪,并且随着中继器的增加,噪声也会逐级放大,以至于影响正常通信。除此之外,系统的维护和管理的成本也比较大,漏泄电缆的架设要求也比较高。
(4)小区蜂窝移动通信是一种建立在第二代GSM公共无线移动通信技术之上,将其大区域通信机制改为小区通信制的全双工移动通信系统,本质上讲,就是将地面蜂窝移动通信技术移植到煤煤矿井下应用,并用微小区概念来将井下巷道进行划分,然后根据无线电波衰耗大小将全煤矿井服务范围化为若干个较小服务范围。然而,该系统在规划井下部署和工作频率时十分繁琐,而且只支持语音,不支持图像等视频传输,也不能进行自行组网。
(5)矿用小灵通无线通信是按照煤矿安全相关标准,将城市中推行的公众通信系统进行技术处理和移植,并延伸到煤矿井中使用,从而构建起井下无线通信网络服务平台。该服务平台可实现高速数据业务、人员定位信息传送等,可同时为煤煤矿井上、井下提供无线通信服务,在煤矿形成一整套覆盖井上、井下立体的无线移动通信及生产调度系统。
(6)基于WiFi/ZigBee/RFID/UWB/WMN的短距离无线网络与通信技术是以短距离的无线通信网络技术为核心,以煤矿井工业以太网为整个系统的主干传输平台,形成有线主干与无线终端相结合的通信方式。该通信系统具有低成本、低功耗、高扩展性、覆盖灵活、易配置和部署等优点,迅速在煤矿井无线通信、人员和设备无线定位和跟踪管理以及瓦斯无线监测系统中得到广泛的应用。
(7)超低频透地无线通信是一种电磁波穿透大地层的进行信息传输的无线通信方式,主要用于地面和井下应急救援人员通信。该系统能在充满噪音、灰尘、照明度、电源供应等特定环境下进行工作,缺点是系统属于单向通信、信道容量小,且无线通信速率低,传输带宽比较窄,易受低频电磁干扰。透地通信系统在地面所需的发射天线长达数千米,且其价格还比较昂贵,所以,只适合在大型煤矿中采用。
三、煤矿井下透地通信的应用研究
煤矿井透地无线通信系统是一种专用于煤矿井通信的无线通信系统。它主要用于矿场上指挥日常的生产管理和生产调度,并能在紧急情况下(如发生煤矿井坑道坍塌、透水、爆炸等突发事故时)仍然可以有效地进行地面与井下通信联络,这样就可以为开展高效的施救行动带来方便。
煤矿井透地无线通信采用极低频(ELF,300~3000Hz)及甚低频(VLF,3~30KHz)信号,因为这些频段的电波能够在岩层、沙壤、水等地层介质内传播,且波长比较长其对地层穿透能力强,单位距离的衰减小,这在军事上早有应用。本文提出的煤矿井透地无线通信系统就是基于极/甚低频信号对地层具有较强的穿透能力这个机理来进行研究的。其通信系统组成如图2.1,由地面通信部分、岩层信道及井下终端接收机构成。地面通信部分包括地面天线、地面电台、监控室计算机等。监控室计算机用来向地面电台发送数据,地面电台对数据进行处理后控制地面天线的数据发送。该通信系统有三种工作模式:广播、寻呼、紧急求救等。
当系统工作在广播及寻呼模式下时,地面天线作为发射天线;地面电台将监控室传送来的广播或寻呼数据,经过编码、调制、功率放大等过程,产生低频大功率激励(预计可能需要数千瓦),施加于地面天线,激励出低频交变电磁场。低频电磁场在穿越地层的过程中损耗较小,可以穿透100m~3km的地层,到达矿工所在的坑道。矿工随身携带的终端机内藏有磁棒天线,耦合磁力线,变为电信号,再由选频、放大、解调、解码、纠错、显示等过程,完成数据接收过程。每台终端机都具有唯一的编号,在寻呼模式下,只有编码与寻呼编号一致的那一台终端机响应并显示寻呼内容;广播模式下每一台终端机都响应;还可根据班组编号实现群组广播功能。
当发生紧急事故时,任何一台终端机都可以紧急呼救,按压呼救按钮后,终端机发射求救信号,地面天线作为接收天线。终端机所发出的低频信号穿透地层后被地面台接收,经放大、选频、解码后,获得求救人员信息。虽然终端机本身发射功率较小,但地面大面积的天线能够提供较高的灵敏度。由于长波通信信道窄,要考虑信道复用问题,当多个终端机同时需要发送求救信号时,初步考虑采用载波监听随机竞争信道的方式互相错让发送时隙。
四、小结
我国煤矿井下透地通信的研究还处于不断趋于成熟阶段,经历了有线到无线的过程,而透地通信在煤矿领域中有广泛应用,对于促进人身安全和煤矿事业的发展具有重要的作用,将来在这一领域中必将会有更多更新的知识产生。
参考文献
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关键词:物流运输,GPS,气体传感器
0.前 言
现代物流环节中,物流信息是一个重要的构成因素。当前物流产业规模日益扩大,物流技术装备水平迅速提高。但我国物流发展中仍存在物流系统效率低,物流成本高,物流基础设施的配套性、兼容性差等问题,特别物流信息技术装备水平低的问题尤为突出,这就决定了物流企业在运输中对安全、高效、高性价比具有较高的要求。尤其是针对危险货物如危险气体的运输配送,高安全性、高性能、高效率的装载车辆配套装置技术亟待发展。论文设计的智能车载终端主要针对危险气体运输,解决了车辆运输配送中的车辆定位信息获取,以及危险气体在运输过程中的气体泄漏预警等安全问题,实现了运输车辆的实时定位和物流指挥中心的智能监控,为实现安全、高效的危险物品运输提供了现实依据。
1.现代物流运输的需求分析
现代物流运输追求的是更加低成本、高效率和安全的实现货物运输,传统的物流运输装备技术及模式已经不能满足需要。针对一些传统运输中存在的问题,例如后方物流指挥中心如何科学地进行运输车辆的调度和管理,提高运营效率;驾驶员如何随时随地了解道路堵塞、车辆方位等情况而更加省力地到达目的地;对易泄危险物品运输如何做到及时准确检测出危险的存在从而做出妥善处理;移动车辆如果遇到麻烦或者其安全受到侵害,如何向主控中心发送报警信息,求得就近援助等,均对现代物流专用车辆提出更高的要求。
在现代物流运输监控中,通信网络的智能化是一个瓶颈问题。由于物流运输系统是一类极其分散的系统,显然不可能采用有线通信方式进行各类数据传输,且车辆一般处于高速运动状态,这就更加需要无线通信技术的应用。
2.智能车载终端的系统组成
智能车载终端主要由信号采集模块、数据处理模块和无线通信模块3部分组成,系统总体框图如图1所示,信号采集模块主要由前端的传感器和GPS模块、采集电路、信号调理和串口发送单元组成,其中GPS模块用于实时接收车辆的位置信息,传感器采用专门的气体传感器用于采集车厢内部气体浓度参数,采集电路实现气体浓度信号的模拟放大、简单滤波后送到单片机进行A/D转换处理,采集模块采集的数据通过串口发送到数据处理系统进行计算,得到可读的浓度参数、位置信息,实现实时显示的同时无线发送到后方指挥中心进行分析。
图1 智能车载终端总体设计框图
系统中数据采集模块和数据处理模块负责对采集到的数据进行必要的现场处理、存储和转发,以及对数据的编码,然后通过标准接口RS232/RS485将数据信号传送到GPRS 模块。GPRS 模块对信号进行进一步的处理,再通过GPRS空中接口接入到GPRS网络进行数据的透明传输,最后经由APN专线传输到后方物流指挥中心。指挥中心进行远程控制时,可以将控制信号发送到GPRS网络中,然后经过GPRS模块传输到智能车载终端中,进而对运行车辆进行控制和处理。气敏传感器是能够感知环境中某种气体及其浓度的一种敏感器件,它将气体成分、浓度等有关的信息转换成电信号,从而可以进行检测、监控、报警,还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。
3 智能车载终端的单元模块设计
(1)电源模块
电源系统是否稳定对于整个系统有至关重要的影响。电源模块的设计考虑:一方面电源模块应尽可能满足对各模块的不同用电电压需求,另一方面要努力降低整个系统的功耗。本系统中要用到的电压比较多,主要用到LM7805集成稳压器、线性稳压器CX1117等实现多电压供电。
(2)采集电路模块
系统数据采集模块完成对信号的采集和简单处理,即对采集信号进行放大、滤波和A/D转换,主控芯片可以采用TI公司的16位系列单片机MSP430F149。利用此单片机内置的A/D转换单元完成信号的转换,并通过片内的串口与其它模块通信。以液化天然气运输为例,选用对甲烷具有相当敏感的气体传感器GS-B2设计的电路如图2所示。该类型气体传感器用于便携式仪表测试甲烷,稳定性好,灵敏度高,具有较好的重复性,体积小,功耗低,GS-B2型的工作温度是-45°C到10°C,湿度≤90%RH,检测范围是10到5000PPM。
图2 GS-B气体传感器采集电路设计
(3)GPS模块
GPS模块采用3.3V电源供电,GPS数据是通过串口进入单片机,单片机接收到数据后经过简单处理后暂存其中。E531硬件连接简单方便,只要给该模块提供3.3V的电源并连接相应的GPS天线,E531就会从串行口输出相应数据,输出电平为RS232电平,因其内部自带电平转换电路故可以与单片机直接连接。
(4)数据处理单元
数据处理模块主要完成对采集信号的处理,即对采集来的气体浓度信号和GPS位置信息进行对应数据格式的转换、数据显示和发送以及人机交互功能。处理器采用S3C4510B芯片,其中两路1.3V电压由高效率1.4MHz同步降压型稳压器LTC3404提供,实现系统超低功耗设计。
(5)无线通信单元
无线通信单元考虑两种情况:有公网的状态下,通过GSM/GPRS模块来进行数据传输,包括采集信号向后方的传输和GPS差分信息的传输。GPRS利用GSM网络资源、覆盖面大、通讯质量高、永远在线等特点可以为物流运输车辆提供一种快速可靠的无线数据传输通道。无公网的情况,此情况无GPS差分信息的传输,传输采集数据信号可以采取FSK传输方式。
4 结论
结合GPS定位技术和GPRS无线传输技术的现代物流运输车载终端,集检测、监管、调度、警报于一体,符合现代物流企业对运输车辆动态控制的需要,且针对性地降低了危险易泄货物的安全隐患问题,对降低物流企业成本起到积极作用。
参考文献
[1] 唐四元. 现代物流技术与装备[M]. 清华大学出版社. 2008.
[2] 范海健. 基于GPS_GSM_GPRS车载定位监控终端的研究与设计[D]. 上海交通大学. 2007.
[3] 于培庆. 基于移动定位技术的物流运输管理系统[J]. 物流工程. 2007(7):25-27.
论文摘要:早在七十年代,人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比,具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点,备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的,但它亦有不容忽视的缺点,譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定,由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处,还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1],尤其在军事和经济领域,再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析,探讨其通信技术所需拓新之处,并提出建议。
1无线电通信技术的发展历程
1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生,并当众展示了他发明的无线电接收机,那天俄国当局定为“无线电发明日”。
1896年3月24日,波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米,做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。
1898年,年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信,第一次实际性地使用无线电通信技术。
1901年,他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信,从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。
随后,无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年,美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题,从此超短波转播站一些国家相继建立了,无线电通信技术迅速普及开来[2]。
随着电子技术的高速发展,信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要,于人们生产与生活中被广泛使用;后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代,使电子计算机信息处理功能大大增加,日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。
信息技术是以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的技术系统的总称,是一门综合性的技术。今天的信息化时代,就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。
无线电通信技术发展到今日,拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越,但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍,都是我们亟须解决的难题。
2无线电通信技术的特点
近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术,是迅速发展起来的新技术领域,不需要传输媒质,部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替,无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃,实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半,优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面,我们可以总结如下:
不受时空限制。大多数情况下,人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知,而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法,确保通信联络综合高效,语音、数据、图像的综合传输畅通无阻,随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往,无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门,尤其通信与网络的连接,通信技术踏上新的台阶。
具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性,尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。
可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性,一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通,这也是无线架输的最大特点。
无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题,但其信号容易受到干扰、影响,还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题,目前全球化经济愈演愈热,其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点,因此,无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。
3无线电通信技术之通信方法的拓新
21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期,尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起,欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷,笔者认为,我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试,主要可总结一下八点:
3.1采用了数字通信技术
提高系统频谱资源的利用率,维持信号上的稳定,避免通信信号收到干扰,增大了系统通信容量,提供话音、图像和数据等多种通信服务,确保用户信息安全保密。
3.2推广通信信息技术宽带化的发展
信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3],尤其近年来世界范围内全面展开,无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进,这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。
3.3推广个人信息化技术
个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话,能够有效地减低传输路线的信息量堵塞,大幅度提高通信的传播速度。
3.4拓新接入网络的样式
技术上融合实现固定和其他通信等不同业务,在无线应用协议(WAP)的出现以后,无线数据业务的开展得到大幅度的推动,促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要,传统的电信网络与新兴的计算机网络融合,尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,满足了生活与生产地各种通信需求。
3.5过渡电路交换网络
关于过渡电路交换网络,IP网络无疑是核心关键技术,是最合适的选择对象,处理数据的能力电路交换网络大大提升,这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。
3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器
Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性,利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向,一旦连接到Internet上的话,即可以实现更具备高度的机动性及可用性。新晨
3.7推广软件无线电
软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目,但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场,对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。
3.8提高无线通信网络可持续性
无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署,一旦受到安全威胁,其后果不堪设想。因此,无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。
结束语
回顾无线通信的发展历程,无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用,尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快,但面对我国12亿人口的通信需求,无线电通信技术普及率低的问题,面对我国12亿人口,网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时,无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面,提升自身的营业水平,为市场提供丰更加富的选择,满足用户各个方面、各个层次的需求。因此,在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷,这要求我们积极加快无线领域的科技进步,为无线电通信技术创新出谋划策,为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。
参考文献
[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.
[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.
1无线电通信技术的发展历程
1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生,并当众展示了他发明的无线电接收机,那天俄国当局定为“无线电发明日”。
1896年3月24日,波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米,做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。
1898年,年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信,第一次实际性地使用无线电通信技术。
1901年,他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信,从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。
随后,无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年,美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题,从此超短波转播站一些国家相继建立了,无线电通信技术迅速普及开来[2]。
随着电子技术的高速发展,信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要,于人们生产与生活中被广泛使用;后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代,使电子计算机信息处理功能大大增加,日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。
信息技术是以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的技术系统的总称,是一门综合性的技术。今天的信息化时代,就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。
无线电通信技术发展到今日,拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越,但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍,都是我们亟须解决的难题。
2无线电通信技术的特点
近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术,是迅速发展起来的新技术领域,不需要传输媒质,部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替,无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃,实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半,优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面,我们可以总结如下:
不受时空限制。大多数情况下,人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知,而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法,确保通信联络综合高效,语音、数据、图像的综合传输畅通无阻,随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往,无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门,尤其通信与网络的连接,通信技术踏上新的台阶。
具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性,尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。
可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性,一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通,这也是无线架输的最大特点。
无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题,但其信号容易受到干扰、影响,还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题,目前全球化经济愈演愈热,其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点,因此,无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。
3无线电通信技术之通信方法的拓新
21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期,尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起,欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷,笔者认为,我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试,主要可总结一下八点:
3.1采用了数字通信技术
提高系统频谱资源的利用率,维持信号上的稳定,避免通信信号收到干扰,增大了系统通信容量,提供话音、图像和数据等多种通信服务,确保用户信息安全保密。
3.2推广通信信息技术宽带化的发展
信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3],尤其近年来世界范围内全面展开,无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进,这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。
3.3推广个人信息化技术
个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话,能够有效地减低传输路线的信息量堵塞,大幅度提高通信的传播速度。
3.4拓新接入网络的样式
技术上融合实现固定和其他通信等不同业务,在无线应用协议(WAP)的出现以后,无线数据业务的开展得到大幅度的推动,促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要,传统的电信网络与新兴的计算机网络融合,尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,满足了生活与生产地各种通信需求。
3.5过渡电路交换网络
关于过渡电路交换网络,IP网络无疑是核心关键技术,是最合适的选择对象,处理数据的能力电路交换网络大大提升,这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。
3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器
Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性,利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向,一旦连接到Internet上的话,即可以实现更具备高度的机动性及可用性。
3.7推广软件无线电
软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目,但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场,对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。
3.8提高无线通信网络可持续性
无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署,一旦受到安全威胁,其后果不堪设想。因此,无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。
摘要:早在七十年代,人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比,具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点,备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的,但它亦有不容忽视的缺点,譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定,由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处,还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差,尤其在军事和经济领域,再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析,探讨其通信技术所需拓新之处,并提出建议。
一、无线电通信技术的发展历程
1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生,并当众展示了他发明的无线电接收机,那天俄国当局定为“无线电发明日”。
1896年3月24日,波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米,做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。
1898年,年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信,第一次实际性地使用无线电通信技术。
1901年,他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信,从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。
随后,无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年,美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题,从此超短波转播站一些国家相继建立了,无线电通信技术迅速普及开来。
随着电子技术的高速发展,信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要,于人们生产与生活中被广泛使用;后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代,使电子计算机信息处理功能大大增加,日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。
信息技术是以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的技术系统的总称,是一门综合性的技术。今天的信息化时代,就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。
无线电通信技术发展到今日,拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越,但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍,都是我们亟须解决的难题。
二、无线电通信技术的特点
近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术,是迅速发展起来的新技术领域,不需要传输媒质,部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替,无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃,实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半,优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面,我们可以总结如下:
不受时空限制。大多数情况下,人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知,而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法,确保通信联络综合高效,语音、数据、图像的综合传输畅通无阻,随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往,无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门,尤其通信与网络的连接,通信技术踏上新的台阶。
具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性,尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。
可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性,一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通,这也是无线架输的最大特点。
无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题,但其信号容易受到干扰、影响,还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题,目前全球化经济愈演愈热,其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点,因此,无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。
三、无线电通信技术之通信方法的拓新
21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期,尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起,欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷,笔者认为,我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试,主要可总结一下八点:
3.1采用了数字通信技术
提高系统频谱资源的利用率,维持信号上的稳定,避免通信信号收到干扰,增大了系统通信容量,提供话音、图像和数据等多种通信服务,确保用户信息安全保密。
3.2推广通信信息技术宽带化的发展
信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用,尤其近年来世界范围内全面展开,无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进,这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。
3.3推广个人信息化技术
个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话,能够有效地减低传输路线的信息量堵塞,大幅度提高通信的传播速度。
3.4拓新接入网络的样式
技术上融合实现固定和其他通信等不同业务,在无线应用协议(WAP)的出现以后,无线数据业务的开展得到大幅度的推动,促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要,传统的电信网络与新兴的计算机网络融合,尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,满足了生活与生产地各种通信需求。
3.5过渡电路交换网络
关于过渡电路交换网络,IP网络无疑是核心关键技术,是最合适的选择对象,处理数据的能力电路交换网络大大提升,这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。
3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器
Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性,利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向,一旦连接到Internet上的话,即可以实现更具备高度的机动性及可用性。
3.7推广软件无线电
软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目,但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场,对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。
3.8提高无线通信网络可持续性
无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署,一旦受到安全威胁,其后果不堪设想。因此,无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性。
四、结束语
回顾无线通信的发展历程,无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用,尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快,但面对我国12亿人口的通信需求,无线电通信技术普及率低的问题,面对我国12亿人口,网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时,无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面,提升自身的营业水平,为市场提供丰更加富的选择,满足用户各个方面、各个层次的需求。因此,在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷,这要求我们积极加快无线领域的科技进步,为无线电通信技术创新出谋划策,为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。
参考文献
[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.
[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.
关键词:负荷管理系统 通信信道 数据采集
中图分类号:TM714 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)03(c)-0047-02
电力负荷管理系统,又被称作电力负荷控制系统,是将现代化管理、信息技术、自动化技术等多门学科技术融为一体的系统,其主要功能是实现对电力负荷的监测以及管理的一个完整集成系统。它能有效实施对电力负荷的实时监测,改善电负荷特性曲线,降低用电高峰和低峰的谷差,实现电力负荷的最佳分布,最大程度的减小损失,最终提高从发电、供电到用电设备的利用率,对于提高经济效益,实施节约型国家具有重大的意义。
1 电力负荷管理系统的结构
传统的电力负荷管理系统一般由控制管理中心、通信通道和若干个用户终端组成,其中还包括着若干个中接点,组成一个数据采集与监视控制系统,即SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)系统,其结构如图1所示[1]。
1.1 控制管理中心
控制管理中心居于整个系统的核心地位,是整个系统的大脑和指挥中心,它主要由计算机网络和控制部分组成,计算机网络部分主要包括:服务器、工作站、人机交换界面(显示器),打印设备,集线器等网络设备等,控制部分主要包括数据传输信道机以及电源组成。在图一中主要是指:数据库服务器、Web服务器、应用服务器、前置机、应用工作站等设备。
数据库服务器主要作用是数据管理,即对信息进行分类汇总和统计处理,进而保证整个数据的安全可靠。数据库服务器的配置可以根据实际负荷管理需求大小来进行实际配置,但数据库服务器必须进行双热机备份。
Web服务器主要作用是提供网络服务功能,通过网络公布用电信息,同时用户也可以通过网络即时了解自己的用电情况,同时也实现催缴电费的功能。
应用服务器的作用是给各种应用服务,诸如数据访问服务、计算机联网等提供支撑。
前置机的主要作用是管理系统应用与用户终端之间的数据交换,具体包括数据的接受与采集、存储以及主服务器命令的组合、传输和用户终端数据的回收、解释工作。因此,前置机又被称为数据采集服务器。数据采集服务器的配置可以根据实际负荷管理需求大小来进行实际配置,但数据库服务器必须进行双热机备份。
应用工作站的主要功能是起到一个自动宏的作用,实现对数据库服务器的远程操作管理、用户终端信息采集管理、负荷管理系统综合应用管理以及数据分析等功能[1]。
1.2 通信信道
通信通道,顾名思义,指的是系统的通讯线路,主要作用是用来在管理中心和系统管理终端传递信息,通信信道的传递质量对于系统功能有着很大影响。
通信质量的好坏受到诸多条件的影响,比如地理、气候、环境等,一般情况下我们采用GPRS进行通信。在系统中,GPRS模块一般由CPU、无线通信模块、SIM卡插槽、扩展数据存储器等部分组成[2],其优点是主要由移动公司负责维护,成本低,网络强,但是在一些山区部分,数据损失率较高,因此需要增加部分中继站以提高数据的传输效果,但是某个中继站如果收到不可抗力的作用,很有可能导致系统的瘫痪。
“十一五”以来,我国充分增强了基础设施建设,当前,我国固话网络以及移动通信网络基本上已经覆盖95%以上的国土面积,因此我们可以采用将有线通信技术与无线通信技术有机结合起来的通信模式。
1.3 用户终端
用户终端主要是实现实时对用户数据的监测以及数据采集,它主要包括信息采集模块和数据传输线路组成,能够实时采集到用户的用电信息、电量情况、电量记录数据,供电情况等各项用电数据,进而通过数据传输线路传送到系统管理中心。
2 电力负荷管理系统的实现的主要功能
2.1 数据采集和即时处理功能
整个电力负荷管理系统最主要的功能之一就是数据采集功能和即时处理,系统通过用户终端,实时采集负荷数据、工况数据、电量计数等负荷管理数据,进而生成每天、每月的负荷管理特性曲线,总计有功和无功电能量曲线等,为电力管理部门进行预测分析提供决策的依据。终端数据采集的来源主要是依据电能表脉冲输出、门接点、输出(计量表计、交流采样装置或其他智能装置)、开关辅助触点等[3]。
2.2 数据的记录保存功能
在实现对数据的采集之后,就要对采集到的数据进行保存,保存的主要数据有每日、每月的三相电压、有功电能示值、无功电能示值、三相电流、任务点数据以及报警事件等数据。
2.3 负荷控制、预测分析功能
电力负荷管理系统的另外一个重要功能就是实现对功率设定值的闭环控制调节、用电量设定值的闭环控制调节以及遥控等多种控制方式,在超过设定值范围的时候,系统会自动根据以往数据进行做出相应反应,如自动断电或者继电保护等。
负荷预测分析功能的实现基础就是丰富的用户用电数据,有了大量的用户数据就可以根据以往经验进行专家系统判断,自动对下一阶段用户用电水平进行评估分析,并及时作出预测分析。
2.4 远程自动抄表功能
远程自动抄表实现了抄表的自动化,其利用电子计量表的功能,自动实现数据的记录、采集,并通过电力负荷系统的数据通信信道资源和终端设备,将采集到的数据传输到控制中心,便可以实现远程自动抄表功能;同时,系统定时采集的数据也会暂时存储在用户终端中,并做到间段校正,减小误差。与传统的人工抄表相比,最大程度上地避免了人工抄表带了的漏抄、错抄等问题,也从根本上杜绝了窃电行为的发生。
2.5 事件记录分类功能
根据事先设定的事件的重要性,可以将电力负荷管理系统的事件重要性分为重要事件和一般事件,同时分类记录。
2.6 安全保护功能
用户终端必须在和管理中心保持正常通信连接的状态下,终端信息才能得到存储以及采集,用户终端在控制中心程序设定无通信状态下,自动进入保电时间,在控制中心解除锁定后,自动恢复到正常状态。
2.7 本地系统管理
负荷管理系统提供分级管理权限。负荷管理系统对提供终端的数据包括用户档案的录入、终端配置参数、控制参数和限值参数的设置以及查询等;系统能够实现对通信设备的管理,主要是指通信信道管理、中继站管理以及参数配置等;系统实现对运行状况监测,对终端、主站和中继站的运行状态进行显示、统计分析,对事件进行自动记录;系统实现对多种数据不同采集方式的采集,实现电能量数据采集的准确性、及时性、完整性以及可靠性。通过系统提供的多功能的负荷监控手段,可以动态监测用户负荷,并根据需要进行有效控制。另外,系统还能进行负荷数据的深层次综合运用,并实现数据开放和数据共享。
3 结语
电力负荷管理系统是一个开放的,不断发展的系统,在这里我们仅仅是讲述了系统的结构以及实现的主要功能,对于我们实现电力负荷的全程自动化运行还尚欠火候,我们可以推断,电力负荷管理系统会朝以下几个方向发展。
3.1 系统通信技术多样化
在传统系统中我们一般采用GPRS,但是在以后的系统中,随着数字通信技术的不断发展,通信手段必将多样化,信号更强,保密性更好是一个良好的发转方向。
3.2 专家系统应用更加广泛
未来系统更加智能化,专家化,一个完整的系统必将是一个闭环反馈系统,系统运营中出现的问题,由计算机分析,采用一个更加有效的控制策略,即专家系统。
3.3 用户终端更加多元化
一个开放性的终端,将实现每个家庭,每个用户的实时管理,人机交换操作,以达到节约电能,实现最优运行效果。
参考文献
[1]董高原.电力负荷管理系统的研究与实现[D].硕士学位论文,华北电力大学,2006(1).
[2]张睿.电力负荷系统的设计与实现[D].复旦大学硕士学位论文,2011(2).
[3]谭刚.电力负荷管理系统的设计、分析与研究[D].重庆大学硕士学位论文,2003(11).