井场信息远程传输系统设计

2010-11-09 06:40:00

    在石油工业自动化传输与控制的应用中,实现以基地数据服务器为中心,以远端各个工业现场的客户机为数据源的自动化传输系统非常普遍,过去常常以电台或借用微波传输信道的方法来实现,不但成本高、建设慢,而且易受传输距离、天气、地形等因素的影响。随着我国通信事业的发展,公共通信网络遍布全国,成为数据传输的最佳信道。

    

    一、基于TCP/IP协议的数据传输原理

    

    1.系统工作原理

    基于INTERNET网络的点对多点主从式井场信息传输系统主要是通过INTERNET网络把远端客户机和基地服务器连接起来,组成计算机通信网络,实现远端客户机和服务器计算机之间的数据传输。主从式的工作方法要求服务器计算机在INTERNET上有个固定的IP地址。这样,远端计算机就可作为主叫方,服务器计算机作为被叫方来建立主从连接关系。

    2.网络传输协议

    网络通信计算机只有在遵守网络传输协议的基础上才能实现正常通信和数据信息的规范传输。TCP/IPTransmission Control Protocol/Internet Protocol的简写,中文译名为传输控制协议/互联网络协议,是Internet最基本的协议,由底层的IP协议和TCP协议组成。在Internet形成之前,各个地方建立了很多小型的网络,称为局域网。Internet的中文意义是“网际网”。然而,在连接之前的各式各样的局域网却存在不同的网络结构和数据传输规则,将这些小网连接起来后各网之间要通过什么样的规则来传输数据呢?TCP/IP协议就像Internet上的“世界语”,解决了各种不同局域网之间的信息交流问题。

    3.CDMAGPRS

    CDMACode Division Multiple Access,码分多址)是近年来被应用于商业的一种数字接口技术。它使用的前向快速功率控制技术、前向快速寻呼信道技术、前向链路发射分集技术、反向相干解调、连续的反向空中接口波形、Turbo码使用、灵活的帧长以及增强的媒体接入控制功能等多种先进技术,使它拥有频率利用率高、设备功耗低、费用低等优点。利用CDMA技术生产了各种通信产品,如CDMA手机、CDMA信息传输终端等。利用CDMA传输终端是目前在线式、持久性数据传输业务的较好选择。

    

    二、点对多点主从式井场信息传输系统的具体实现方案

    

    1.传输系统组成和功能

    传输系统的组成可分三部分:工业现场的采集和发送系统、基地数据中心服务器接收系统和公共通信网络系统。工业现场的采集和发送系统主要由采集系统、计算机网络系统和发送终端组成;基地数据中心服务器接收系统由服务器和与之相连的局域网计算机组成;公共通信网络由INTERNET网络和接入的GPRS网组成。

    2.系统软件和硬件

    工业现场的采集使用高可靠性的工业控制计算机(IPC),根据需要配置各种I/O板卡、A/DD/A板卡及定时器/计数器板卡,完成现场各类传感器参数的采集和对各类设备的控制。发送终端可以选用GPRSCDMA类型的专用传输设备。基地服务器计算机可根据远端数据源的多少和数据量的大小选用合适的服务器计算机。

    软件开发均采用VB6.0开发环境。VB6.0具有简单、易用和开发周期短的优点,特别是使用它的控件编程技术,编码简单,与其它开发环境相比可减少大量的工作量。本系统所有软件均采用VB6.0开发实现。

    3.数据加密及传输协议的应用

    由于是通过INTERNER进行数据信息传输,数据信息安全是必须解决的问题。数据信息的加密方法很多,只要和接收端数据信息解密还原一致,达到加密传输的目的即可。另外,在数据包的开头加入识别码,便于服务器识别和确认。

    系统采用TCP/IP网络传输协议,与UDP协议不同,它是一种传输握手协议,可以防止传输信息的丢失。使用TCP/IP协议还可以选用合适的端口穿越网关,达到远程传输的目的。值得注意的是联网计算机防病毒问题。一旦系统计算机感染病毒,就会对所经过的网关计算机造成危害,遭到防火墙的拦截。

    4.软件编程

    本软件系统可分为两部分:远程采集发送软件和服务器监控接收软件。数据传输的格式有两种:二进制方式和ASCⅡ方式。ASCⅡ方式比较简单、直观,而且做数据标示比较容易。本系统采用ASCⅡ方式的数据报文格式如下:

    识别码+起始符+数据序列+结尾符

    远程采集发送软件采用WINSOCK控件编程技术,将定时采集的数据进行本地存储,并将采集的数据加密和标准化序列处理,及时发送到基地服务器。

    系统服务器端软件编程采用WINSOCK控件编程技术,使用一个WINSOCK控件,监听是否有网络连接请求。当有连接请求发生时,识别对方连接身份,如果身份合乎要求,就增加一个WINSOCK控件建立网络连接,接收其发送的数据,并对数据信息解码,分解其序列,存储到数据库中。

    

    三、应用实例

    

该系统能高效地完成各信息站点各种常用信息源设备的数据采集、处理和发送,服务器端的接收、存储、控制以及信息网络发布。在现场使用中,其自动化程度高,操作简单,占用资源少,受到用户的一致好评。当然,本系统可以使用其它组网方法,如卫星通信、无线扩频等,也可以使用混合组网的方法,实际应用中根据现场情况及成本费用选定。

阅读原文