基于CDMA 1X的遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計 [日期：2006-10-19] 來源：現(xiàn)代電子技術 作者：劉作煒 吉國力 [字體：電纜等，數(shù)字微波和數(shù)傳電臺將受到傳輸距離及頻率許可的限制，而有線光纖和有線電纜的網(wǎng)絡成本較高，不適合監(jiān)控點非常分散及傳輸距離較遠的情況下使用。

針對監(jiān)控對象分散、各監(jiān)控節(jié)點間缺乏有機聯(lián)系、監(jiān)控信息量相對較少，實時性要求較低等特點，CDMA 1X提供了一種很好的信息傳輸方式。

CDMA 1X愿意是指CDMA 2000的第一階段（速率高于IS-95，低于2MB/s），可支持308kb/s的數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡部分引入分組交換，可支持移動IP業(yè)務，是在現(xiàn)有CDMA IS-95系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務，目的是為CDMA用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務。

由于CDMA 1X采用了反向相干解調(diào)，快速前向功控、發(fā)送分集、Turbo編碼等新技術，其容量比IS-95大為提高，從理論分析結果來看，如果用于傳送語音業(yè)務，CDMA 1X系統(tǒng)的總容量是IS-95系統(tǒng)的2倍，如果用于傳送數(shù)據(jù)業(yè)務，CDMA 1X系統(tǒng)的總容量是IS-95系統(tǒng)的3.2倍，CDMA 1X理論帶寬可達300kb/s，目前的實際應用帶寬大約在100kb/s左右（雙向?qū)ΨQ傳輸），在此信道上提供TCP/IP連接，可以用于Internet連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢谩?BR>
2 基于CDMA 1X的無線通信

2.1 組網(wǎng)方案

無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)業(yè)務中心、通信網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)終端組成，綜合考慮業(yè)務數(shù)據(jù)量、安全性、可靠性、網(wǎng)絡狀況與成本等因素，采用下述組網(wǎng)方式：通信服務器以公網(wǎng)固定IP或固定的域名接入Internet，CDMA數(shù)據(jù)終端單元（DTU）上電后，主動與通信服務器建立連接，如果通信服務器沒有固定IP，可以通過安裝花生殼軟件獲得固定的域名，此方案具有成本低、通信質(zhì)量穩(wěn)定、安全性適中、運行可靠等特點。

2.2 無線數(shù)據(jù)傳輸原理

根據(jù)上述組網(wǎng)方案，數(shù)據(jù)的上行傳輸原理如下：

（1）下位機通過RS232串口將數(shù)據(jù)傳給DTU；

（2）DTU將數(shù)據(jù)打成TCP/IP包，發(fā)送到無線網(wǎng)絡；

（3）TCP/IP數(shù)據(jù)包經(jīng)系統(tǒng)分組數(shù)據(jù)服務節(jié)點，傳輸至Internet上并且去尋找在Internet上的一個指定的數(shù)據(jù)服務中心（通信服務器）；

（4）通信服務器將數(shù)據(jù)傳給上位機并存儲到歷史數(shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)的下行傳輸與上述過程相反，不再贅述，系統(tǒng)通信結構圖如圖1所示。

3 系統(tǒng)設計

3.1 上位機設計

上位機包括實時監(jiān)控系統(tǒng)和歷史數(shù)據(jù)庫兩部分。

實時監(jiān)控系統(tǒng)選用Wonderware公司的InTouch系統(tǒng)，主要實現(xiàn)以下功能：系統(tǒng)管理功能；數(shù)據(jù)處理功能：包括數(shù)據(jù)查詢功能、數(shù)據(jù)存儲功能、數(shù)據(jù)定時上報功能；告警功能：包括實時響應功能、告警聯(lián)動處理功能、告警設置功能、告警確認功能、告警存儲功能，操作控制功能，歷史數(shù)據(jù)庫選用Wonderware公司的Industrial SQL Server，主要實現(xiàn)以下功能：數(shù)據(jù)統(tǒng)計、報表功能、歷史數(shù)據(jù)查詢功能、歷史數(shù)據(jù)曲線圖、打印功能。

3.2 下位機設計

下位機選用ABB AC31系列PLC，包括CPU模塊和I/O模塊，CPU接收一個或多個指定監(jiān)控中心對設備的操作控制命令，通過I/O模塊對有關設備執(zhí)行相應的操作控制動作，并向監(jiān)控中心返回操作結果,下位機主要實現(xiàn)以下功能：

數(shù)據(jù)采集功能，數(shù)據(jù)查詢功能，定時上報功能，操作控制功能。

3.3 CDMA數(shù)據(jù)傳輸中斷

CDMA數(shù)據(jù)傳輸中斷選用深圳宏電技術開發(fā)有限公司的CDMA H7710 DTU該終端具有如下特點：

（1）H7710 DTU直接提供RS232/422/485接口，為用戶的數(shù)據(jù)設備提供透明、全雙工、對等的數(shù)據(jù)傳輸通道。

（2）普通GPRS/CDMA Modem通常需要附著在PC機上虛擬撥號上網(wǎng)，利用PC機的資源進行數(shù)據(jù)收發(fā)和協(xié)議轉(zhuǎn)換，H7710 DTU內(nèi)置自動網(wǎng)絡連接和協(xié)議處理模塊，無需后臺計算機支持。

（3）H7710 DTU可以實現(xiàn)點-點、點-多點、中心-多點的對等數(shù)據(jù)傳輸，傳輸時延一般小于1s。

（4）H7710 DTU一開始就能自動附著到GPRS或CDMA網(wǎng)絡上，并與您的數(shù)據(jù)中心建立通信鏈路，隨時收發(fā)用戶數(shù)據(jù)設備的數(shù)據(jù)。

（5）H7000移動數(shù)據(jù)通信可以不依賴于運營商交換中心的數(shù)據(jù)接口設備，通過Internet網(wǎng)絡隨時隨地的構建覆蓋全中國的虛擬移動數(shù)據(jù)通信專用網(wǎng)絡。

CDMA H7710 DTU在使用前必須設定出事參數(shù)：CDMA 1X網(wǎng)絡登陸用戶名和密碼，通信接口參數(shù)、通信服務器的固定IP地址和端口或者通信服務器的域名、DTU的在線工作方式等等。

3.4 通信服務器的設計與實現(xiàn)

通訊服務器是整個系統(tǒng)的樞紐，主要實現(xiàn)不同協(xié)議之間的數(shù)據(jù)傳輸，通信服務器的設計基于OPC標準，OPC可理解為過程控制的對象連接和嵌入（OLC for Process Control）是在微軟操作系統(tǒng)下開發(fā)的用于應用程序接口的一種技術，基于Client