關鍵詞：
燃氣管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)
工業(yè)以太網(wǎng)
無線通訊
摘要：對燃氣公司來說，實時監(jiān)測燃氣管網(wǎng)的溫度、壓力、流量等信息是杜絕安全隱患的必要手段，相較于早期的數(shù)據(jù)傳輸手段（如：數(shù)字電臺、有線光纜），使用遠程數(shù)據(jù)采集設備（DTU）+運營商網(wǎng)絡的監(jiān)測方式，顯然在節(jié)約成本、提高管網(wǎng)安全性方面更具有優(yōu)勢。
一、方案背景
對燃氣公司來說，實時監(jiān)測燃氣管網(wǎng)的溫度、壓力、流量等信息是杜絕安全隱患的必要手段，相較于早期的數(shù)據(jù)傳輸手段（如：數(shù)字電臺、有線光纜），使用遠程數(shù)據(jù)采集設備（DTU）+運營商網(wǎng)絡的監(jiān)測方式，顯然在節(jié)約成本、提高管網(wǎng)安全性方面更具有優(yōu)勢。
利用運營商網(wǎng)絡，燃氣公司可以將分散在各地的管網(wǎng)監(jiān)測站點的信息實時傳送到監(jiān)控中心，形成以監(jiān)控中心為核心輻射整個管網(wǎng)的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡，使在線監(jiān)測不存在盲區(qū)。并可以通過GSM網(wǎng)絡即時的將報警信息以短信的方式通知相關操作人員，讓他們隨時掌握第一手安全信息，將安全隱患撲滅在萌芽狀態(tài)。
二、系統(tǒng)組成
燃氣管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)分為三個部分：監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)傳輸終端、終端數(shù)據(jù)采集器。
監(jiān)控中心包括WEB服務器、數(shù)據(jù)服務器以及PC等，監(jiān)控平臺可以24小時不間斷采集現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，動態(tài)顯示現(xiàn)場各個監(jiān)控站點變化的數(shù)據(jù)，自動形成報表以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時自動發(fā)送短信報警,外勤人員可以通過Internet訪問監(jiān)控平臺實時查看相應數(shù)據(jù)等。
終端數(shù)據(jù)采集器包括燃氣流量計、壓力變送器、溫度變送器等，采集燃氣管道流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)發(fā)送給DTU，然后通過運營商網(wǎng)絡傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
網(wǎng)絡傳輸設備：鑒于采集器的接口和設備的工作環(huán)境等多種情況的要求，我們選擇廈門四信通訊有限公司的F2X14系列 DTU作為采集和傳輸設備，通過網(wǎng)絡進行傳輸，實現(xiàn)監(jiān)控中心對燃氣管網(wǎng)的無線遠程監(jiān)控。這里采用F2114（GPRS DTU）做數(shù)據(jù)傳輸終端，F(xiàn)2114是一種物聯(lián)網(wǎng)無線數(shù)據(jù)傳輸終端，使用運營商網(wǎng)絡為用戶提供無線長距離數(shù)據(jù)傳輸,支持GPRS網(wǎng)絡，同時支持RS232和RS485（或RS422）接口，實現(xiàn)透明數(shù)據(jù)傳輸；低功耗設計，最低功耗小于1mA；提供5路I/0,可實現(xiàn)數(shù)字量輸入和輸出、脈沖輸出、模擬量輸入、脈沖計數(shù)等功能。
三、系統(tǒng)拓撲
終端設備和監(jiān)控中心通信有兩種方式，一種是使用運營商公網(wǎng)，另一種是使用APN/VPDN專網(wǎng)。
3.1公網(wǎng)方案
網(wǎng)絡拓撲：
監(jiān)控中心用一個服務器組作為中心接收，中心采用ADSL等Internet公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP或者公網(wǎng)動態(tài)IP+DNS解析服務。
1）中心公網(wǎng)固定IP：監(jiān)控點直接向中心固定IP發(fā)起連接，運行可靠穩(wěn)定。
2）中心網(wǎng)公網(wǎng)動態(tài)IP+DNS解析服務：監(jiān)控點先采用域名尋址方式連接DNS服務器，再有DNS服務器連接到公網(wǎng)動態(tài)IP，建立連接。這種方式優(yōu)勢在于可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP地址的費用，缺點是穩(wěn)定性受制于DNS服務器的解析速度和解析正確性。
3.2 專網(wǎng)方式
網(wǎng)絡拓撲：
VPDN/APN專線又稱為虛擬專用撥號網(wǎng)，是VPN業(yè)務的一種，是基于撥號用戶的虛擬專用撥號網(wǎng)業(yè)務。即以撥號接入方式上網(wǎng)，是利用IP網(wǎng)絡的承載功能結合相應的認證和授權機制建立起來的安全的虛擬專用網(wǎng)，是近年來隨著Internet的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種技術。根據(jù)運營商分類，電信是VPDN專線，移動、聯(lián)通是APN專線。
監(jiān)控中心通過一條APN專線接入移動公司GRPS網(wǎng)絡，F(xiàn)2114采用運營商專網(wǎng)卡，雙方都是私有固定IP地址，處于同一個局域網(wǎng)內(nèi)。數(shù)據(jù)傳輸終端和服務器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中泄露。雙方采用防火墻進行隔離，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾。此種方案無論實時行，安全性和穩(wěn)定性較前一種方案都有大大提高，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點較多、實時性要求較高的應用環(huán)境，是在資金允許的情況下之最佳組網(wǎng)方式。
四、方案特點
4.1、穩(wěn)定性：采用工業(yè)級高性能處理器，能夠經(jīng)受長期的惡劣環(huán)境考驗，保證通信的順暢性；可靠的網(wǎng)絡連接，有設備重撥功能，能夠確保設備永遠在線。
4.2、成本低：采用的是無線數(shù)據(jù)傳輸終端，使用運營商的GPRS網(wǎng)絡，無需進行網(wǎng)絡布線，設備安裝靈活，不受地理環(huán)境影響，單點設備價格便宜，減少布線問題降低成本。
4.3、靈活性和擴展性：采用標準的通信協(xié)議；同個時要求便于安裝施工、調(diào)試、運行、維護。
4.4、監(jiān)控范圍廣：由于燃氣管網(wǎng)監(jiān)控數(shù)量較多，部分燃氣采集點可能位于偏僻地區(qū)。此方案采用的是覆蓋廣泛的GPRS網(wǎng)絡，基本不存在盲區(qū)，可實現(xiàn)大范圍的在線監(jiān)控，可以滿足燃氣管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)對覆蓋范圍的要求。
4.5、及時性：當數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常等情況，能夠及時通過GSM網(wǎng)絡向負責人手機發(fā)送短信告警，避免安全隱患。
