陳奉奇

摘 要 在供熱系統(tǒng)中，一次高溫水管網(wǎng)計(jì)量站所監(jiān)測(cè)的壓力、溫度、流量、熱量等參數(shù)是監(jiān)控計(jì)量站和高溫水管網(wǎng)運(yùn)行情況的重要參數(shù)，通信技術(shù)的發(fā)展，為自動(dòng)化抄表提供了有力的技術(shù)平臺(tái)，本課題主要研究無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳在供熱計(jì)量中的應(yīng)用，通過(guò)DTU將計(jì)量站的數(shù)據(jù)傳送給熱網(wǎng)監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。

關(guān)鍵詞 供熱計(jì)量;數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳;DTU

1DTU的工作原理

DTU（Data Transfer unit），數(shù)據(jù)傳輸單元，是專(zhuān)門(mén)用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備。

GPRS DTU上電后，首先讀出內(nèi)部FLASH中保存的工作參數(shù)（包括GPRS撥號(hào)參數(shù)，串口波特率，數(shù)據(jù)中心IP地址等等，事先已經(jīng)配置好）。

GPRS DTU登陸GSM網(wǎng)絡(luò)，然后進(jìn)行GPRS PPP撥號(hào)。撥號(hào)成功后，GPRS DTU將獲得一個(gè)由移動(dòng)隨機(jī)分配的內(nèi)部IP地址（一般是10.X.X.X）。也就是說(shuō)，GPRS DTU處于移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)中，而且其內(nèi)網(wǎng)IP地址通常是不固定的，隨著每次撥號(hào)而變化。 我們可以理解為GPRS DTU這時(shí)是一個(gè)移動(dòng)內(nèi)部局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備，通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)與外部Internet公網(wǎng)的通信。這與局域網(wǎng)內(nèi)的電腦通過(guò)網(wǎng)關(guān)訪(fǎng)問(wèn)外部網(wǎng)絡(luò)的方式相似。

GPRS DTU主動(dòng)發(fā)起與數(shù)據(jù)中心的通信連接，并保持通信連接一直存在。 由于GPRS DTU處于移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)，而且IP地址不固定。因此，只能由GPRS DTU主動(dòng)連接數(shù)據(jù)中心，而不能由數(shù)據(jù)中心主動(dòng)連接GPRS DTU。這就要求數(shù)據(jù)中心具備固定的公網(wǎng)IP地址或固定的域名。數(shù)據(jù)中心的公網(wǎng)IP地址或固定的域名作為參數(shù)存儲(chǔ)在GPRS DTU內(nèi)，以便GPRS DTU一旦上電撥號(hào)成功，就可以主動(dòng)連接到數(shù)據(jù)中心。

具體地講，GPRS DTU通過(guò)數(shù)據(jù)中心的IP地址（如果是采用中心域名的話(huà)，先通過(guò)中心域名解析出中心IP地址）以及端口號(hào)等參數(shù)，向數(shù)據(jù)中心發(fā)起TCP或UDP通信請(qǐng)求。在得到中心的響應(yīng)后，GPRS DTU即認(rèn)為與中心握手成功，然后就保持這個(gè)通信連接一直存在，如果通信連接中斷，GPRS DTU將立即重新與中心握手。

由于TCP/UDP通信連接已經(jīng)建立，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向通信了。對(duì)于DTU來(lái)說(shuō)，只要建立了與數(shù)據(jù)中心的雙向通信，完成用戶(hù)串口數(shù)據(jù)與GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換就相對(duì)簡(jiǎn)單了。一旦接收到用戶(hù)的串口數(shù)據(jù)，DTU就立即把串口數(shù)據(jù)封裝在一個(gè)TCP/UDP包里，發(fā)送給數(shù)據(jù)中心。反之，當(dāng)DTU收到數(shù)據(jù)中心發(fā)來(lái)的TCP/UDP包時(shí)，從中取出數(shù)據(jù)內(nèi)容，立即通過(guò)串口發(fā)送給用戶(hù)設(shè)備[1]。

2DTU在無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳中的配置

本文DTU采用振鴻偉業(yè)ZH7000進(jìn)行配置說(shuō)明，軟件采用“DTU多中心配置軟件V5.9”進(jìn)行配置說(shuō)明。

DTU的配置操作步驟：

（1）將DTU通過(guò)轉(zhuǎn)接線(xiàn)與電腦串口連接。

（2）打開(kāi)“DTU多中心配置軟件V5.9”，同時(shí)給DTU上電。

（3）打開(kāi)“我的電腦”→“設(shè)備管理器”查看DTU所占用的串口，在軟件中選擇該串口，波特率設(shè)為9600，數(shù)據(jù)位8，停止位1，然后點(diǎn)擊“打開(kāi)串口”，成功后點(diǎn)擊“進(jìn)入配置”。

（4）點(diǎn)擊“系統(tǒng)參數(shù)”，然后點(diǎn)擊“讀取參數(shù)”，讀取成功后出現(xiàn)如下界面。

SIM卡號(hào)設(shè)為DTU所使用SIM卡號(hào)，并與上位機(jī)組態(tài)軟件中“站標(biāo)示名稱(chēng)”對(duì)應(yīng)。設(shè)置完成后點(diǎn)擊“設(shè)置參數(shù)”將更改數(shù)據(jù)寫(xiě)入DTU，可再次點(diǎn)擊“讀取參數(shù)”確保參數(shù)設(shè)置成功。

（5）點(diǎn)擊“用戶(hù)串口”選項(xiàng)卡，點(diǎn)擊“讀取參數(shù)”，設(shè)置波特率9600，數(shù)據(jù)位8，停止位1，校驗(yàn)位None，然后點(diǎn)擊“設(shè)置參數(shù)”。

（6）點(diǎn)擊“網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”選項(xiàng)卡，將“數(shù)據(jù)中心1”IP地址設(shè)為218.201.112.221，端口設(shè)為7999，此IP地址為華電青島熱力有限公司熱網(wǎng)監(jiān)控中心無(wú)線(xiàn)計(jì)量服務(wù)器地址。

（7）點(diǎn)擊“連接管理”選項(xiàng)卡，設(shè)置“在線(xiàn)模式”為“永遠(yuǎn)在線(xiàn)”，“傳輸協(xié)議”為T(mén)CP，“UDP端口號(hào)”7999。其他設(shè)置無(wú)須更改。

（8）至此，所有參數(shù)均配置完成。點(diǎn)擊“退出配置”，然后“關(guān)閉串口”，將DTU與PC斷開(kāi)。

（9）將計(jì)量站熱表FC6000與DTU相連，即可完成無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的就地配置[2]。

3熱網(wǎng)監(jiān)控中心上位機(jī)配置

完成無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的就地配置后，要想將數(shù)據(jù)傳送到熱網(wǎng)監(jiān)控中心，需要在熱網(wǎng)監(jiān)控中心服務(wù)器上進(jìn)行設(shè)置添加新的計(jì)量點(diǎn)。以華電青島熱力有限公司為例：

3.1 計(jì)量服務(wù)器配置

打開(kāi)杰控組態(tài)軟件，在設(shè)備通訊子菜單設(shè)備數(shù)據(jù)表中新建設(shè)備數(shù)據(jù)表，各項(xiàng)地址和站號(hào)等參數(shù)設(shè)置按照設(shè)備硬件參數(shù)來(lái)對(duì)應(yīng)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)的讀取。

3.2 主客戶(hù)端服務(wù)器配置

在杰控組態(tài)軟件中，打開(kāi)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)子菜單中的變量監(jiān)控對(duì)象，新建計(jì)量站名稱(chēng)和設(shè)備號(hào)，點(diǎn)擊確定。在杰控組態(tài)軟件中，點(diǎn)擊顯示畫(huà)面里的畫(huà)面管理，選定“計(jì)量站監(jiān)控”，雙擊關(guān)聯(lián)變量，選擇相應(yīng)的變量添加保存。

添加完成后，在熱網(wǎng)監(jiān)控中心主客戶(hù)端服務(wù)器的監(jiān)控畫(huà)面中，就有了新建計(jì)量站的各項(xiàng)上傳數(shù)據(jù)。

3.3 報(bào)表服務(wù)器配置

在杰控組態(tài)軟件中，打開(kāi)批量數(shù)據(jù)庫(kù)連接子菜單編輯批量連接，在計(jì)量站2012–4–1中，點(diǎn)擊操作，導(dǎo)出Excel表格，加入新加的計(jì)量點(diǎn)序號(hào)、名稱(chēng)，修改記錄數(shù)量，然后結(jié)構(gòu)確認(rèn)，導(dǎo)入修改后的Excel表格，點(diǎn)擊文件保存。

在杰控組態(tài)軟件中，打開(kāi)顯示畫(huà)面中的畫(huà)面管理，在報(bào)表主頁(yè)2011中，雙擊計(jì)量站歷史數(shù)據(jù)及趨勢(shì)曲線(xiàn)查詢(xún)，在查詢(xún)對(duì)象中加入新的計(jì)量點(diǎn)，保存后在報(bào)表服務(wù)器查詢(xún)界面中，就可以查詢(xún)到新的計(jì)量站的歷史數(shù)據(jù)。

4結(jié)束語(yǔ)

無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳在供熱計(jì)量中的應(yīng)用，使供熱公司采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率大幅度提高，節(jié)省了人力成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本課題的研究也將推進(jìn)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳技術(shù)在工控行業(yè)其他領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 李嵐.基于GPRS技術(shù)PLC遠(yuǎn)程通信在城市熱網(wǎng)中的研究與應(yīng)用[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2010.

[2] 劉向坤.供熱計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)研究[D].濟(jì)南：山東輕工業(yè)學(xué)院，2012.