ADSL技术在远程工业计量中的应用
0 引言
随着IT技术的发展,传统的计量手段已逐渐被计算机智能化仪表所取代,计量对象也从机房、车间、企业的本地计量扩展到分布在不同区域的相关企业群组的远程计量。
远程工业计量涉及检测技术(计量信号获取)、通讯技术(计量信号传输)和计算技术(计量信号处理)三大部分[1],远程工业计量系统原理框图见图1,其中从人工抄表、汇总、统计到远程实时计量的划时代变革中,起关键作用的是数据通讯技术。
远程工业计量涉及油田化工、城市管网、环境监测、能源电力、资源管理和安全检测等各个领域。目前,远程工业计量中常用的通讯技术有PSTN、数传电台、GPRS和专线接入等。由于PSTN带宽窄,实时性差;数传电台误码率较高且受环境天气影响;GPRS按通讯数据流量计费,运行费用相对高;专线(如光纤)接入虽然数据通讯实时性好,可靠性高,但投资巨大,企业不易接受,这些不足使上述通讯技术组成的远程工业计量系统的应用受到限制。本文设计的基于ADSL通讯技术的远程工业计量系统有效地解决了上述通讯方式在实时性、可靠性和性价比方面的不足,该系统已在电力、供热等企业应用,完全满足企业需求。
1 ADSL技术及其优势
ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Loop非对称数字用户环路)技术是一种不对称数字用户线实现宽带接入互连网的技术,ADSL作为一种传输层技术,充分利用了现有的铜线(城市电话线)资源,传统的电话系统使用的是铜线的低频部分(4kHz以下频段),而ADSL可采用DMT(离散多音频)技术,将电话线路频段划分成子频带,可在普通铜线传送电话业务的同时,提供1.5~8Mb/s速率的数字业务,DMT技术可根据线路的情况调整在每个信道上所调制的比特数,使线路的利用更充分。它采用的频分复用技术(或回波抵消技术),通过不对称传输,使上、下行信道分开,以减小串音的影响,从而实现信号的高速传送。
ADSL通信接入方式的优点是:1)接入方便,投资小,一般有电话网络覆盖的地方都可以提供这种接入方式,节省了线路投资;2)带宽高,可以大幅度地提高远程监测、远程计量的实时性;3)运行成本低,一个1Mb/s节点的年租费仅几百元。
2 基于ADSL的远程工业计量系统总体结构
基于ADSL通讯接口的远程工业计量系统是以位于企业的计量中心站(作为上位机)和多个远程计量单元(作为下位机)组成的计算机计量网络。系统总体结构见图2。
安装在城区(或跨城区)不同位置的远程计量单元通过传感器对本地各种物理量进行实时采样,同时将采样数据通过ADSL通讯接口、Internet送入企业计量中心站,中心站完成数据处理、存储、统计和分析,实现远程物理量实时计量的全过程。
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