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(jié)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。
