机械化顶装炼焦炉空气环境连续在线监测系统组网方案_带图.docx

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1、机械化顶装炼焦炉空气环境连续在线监测系统组网建议书 山西辰利自动化工程有限公司 2006年3月31日1 机械化顶装炼焦炉空气环境连续在线监测系统组网建议书1概述111系统基本情况112建设需求32局域网建设涉及到的基本概念：52.2.1传输方式102.2.2网络拓扑112.2.3网络接口1232数传电台133局域网建设原则173.1适当先进性原则183.2可管性原则183.3安全性原则183.4可靠性原则203.5适当扩展性原则203.6标准化原则213.7 经济实用性：213.8易于操作和工程实施 ：214网络规划2141系统组网模式214.2方案一：234.3方案二：244.4组网方案三2

2、55组网方案分析对比265.2三种方案分析266软硬件配置2961硬件配置2962软件配置306.2.1操作系统306.2.2数据库316.2.3应用软件3132机械化顶装炼焦炉空气环境连续在线监测系统组网方案1概述11系统基本情况机械化顶装煤焦炉测控系统从数据处理的角度可以分成数据采集子系统和可视化信息综合子系统。如下图：1）数据采集子系统主要包括：a）炉顶连续监测系统b）装煤时连续监测系统c）出焦时连续监测系统d）炉门小炉门连续监测系统e）气象系统2)可视化信息综合子系统a）主要可视模块和支撑环境b）报表及其它可输出信息机械化顶装煤焦炉测控系统的监测任务种类来划分，主要分两个方面：一个是对

3、炼焦炉无组织排放烟气有害物质浓度的监测，再一个就是对炼焦炉有害烟气泄露的监测。测试完后需要把将相关数据通过有效实时的通信方式（有线或无线）传输到本系统的“数据和控制中心”，并经过数据转化和数据处理得出测试结果储存起来。数据采集子系统是测试设备和控制这些测试设备的下位机，测试设备包括：滑行车车载颗粒物测试仪(HKLW)、滑行车车载摄像机(HSX)、装煤车车载颗粒物测试仪(ZKLW)、拦焦车车载颗粒物测试仪(CKLW)、SO2测试仪等。下位机包括：滑行车车载可编程控制器(HPLC)、装煤车车载可编程控制器(ZPLC)、 拦焦车车载可编程序控制器(CPLC)。 可视化信息子系统包括计算机信息终端设备

4、、监控中心系统（污染源自动监控中心信息管理软件和数据库等），简称上位机。12建设需求121组网特点 由于本系统是一个污染源的在线连续监测系统，不仅各种设备仪器众多，而且整个系统的自动化程度相当的高。系统的数据采集和数据处理都是依赖计算机和网络来实现的，数据采集方面主要是智能仪器如：颗粒物测试仪、SO2测试仪、视频服务器等和可编程控制器（PLC）来完成的，数据处理主要是通过微机和服务器来完成的。要使用监测系统高效可靠的完成在线监测任务，不仅测试设备和计算机的选型很重要，更重要是如何把这些设备和计算机有机的组合起来，也就是整个系统的组网问题。 此系统网络构建时面临以下几个特点：1） 整个系统的监测

5、项目多，监测点多2） 测试设备对测试点的测试在移动中完成。3） 监测现场环境恶劣4） 监测系统自动化程度相当高，所以系统实时控制能力要强，系统信息反馈能力也要强。5） 系统内计算机种类多样化。有工业控制装置PLC(可编程控制器)、智能化监测仪器、PC(个人计算机)和计算机服务器等。6） 系统内通信方式和通信协议多样化。有串口通信、基于TCP/IP的以太网的数据交换。针对以上的系统特点，我们拟采用基于有线技术和无线技术的混合局域网，也就是说在“监测现场”采用无线网络技术（更好的满足测试设备在移动测试时间数据通信的要求），在“可视化信息综合子系统”采用有线组网的组网方式。2局域网建设涉及到的基本概

6、念：本系统在组网络过程中同时涉及到了有线和无线局域网技术以及无线电台通信的技术，一下对这几项技术做一个初步的介绍。21局域网：211局域网的特征： 局域网分布范围小，投资少，配置简单等，具有如下特征： 1）传输速率高：一般为1Mbps-100Mbps，光纤高速网可达100Mbps，1000MbpS 2）支持传输介质种类多。 3）通信处理一般由网卡完成。 4）传输质量好，误码率低。 5）有规则的拓扑结构。 2.1.2局域网的组成： 局域网一般由服务器，用户工作站，传输介质四部分组成。 1)服务器： 运行网络0S，提供硬盘、文件数据及打印机共享等服务功能，是网络控制的核心。 从应用来说较高配置的普

7、通486以上的兼容机都可以用于文件服务器，但从提高网络的整体性能，尤其是从网络的系统稳定性来说，还是选用专用服务器为宜。 目前常见的NOS主要有Netware，Unix和Windows 系列三种。 Netware： 流行版本V3.12，V4.11，V5.0，对硬件要求低，应用环境与DOS相似，技术完善，可靠，支持多种工作站和协议，适于局域网操作系统，作为文件服务器，打印服务器性能好。 Unix：一种典型的32位多用户的NOS，主要应用于超级小型机，大型机上，目前常用版本有Unix SUR4.0。支持网络文件系统服务，提供数据等应用，功能强大，不易掌握，命令复杂，由AT&T和SCO公司推出。 W

8、indows NT Server 4.0, Windows 200 Server、Windows 2003 Server等：一种面向分布式图形应用程序的完整平台系统，界面与Win95相似，易于安装和管理，且集成了Internet网络管理工具，前景广阔。 服务器分为文件服务器，打印服务器，数据库服务器，在Internet网上，还有Web，FTP，Email等服务器。 网络0S朝着能支持多种通信协议，多种网卡和工作站的方向发展。 2）工作站：可以有自己的0S，独立工作；通过运行工作站网络软件，访问Server共享资源，常见有DOS工作站，Windows95工作站。 3）网卡：将工作站式服务器连到网

9、络上，实现资源共享和相互通信，数据转换和电信号匹配。 网卡(NTC)的分类： (1)速率：10Mbps，100Mbps (2)总线类型：ISAPCI (3)传输介质接口： 单口：BNC(细缆)或RJ一45(双绞线) 3）网卡：将工作站式服务器连到网络上，实现资源共享和相互通信，数据转换和电信号匹配。 网卡(NTC)的分类： (1)速率：10Mbps，100Mbps (2)总线类型：ISAPCI (3)传输介质接口： 单口：BNC(细缆)或RJ一45(双绞线) 4）传输介质：目前常用的传输介质有双绞线，同轴电缆，光纤等。 (1)双绞线(TP)： 将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低干

10、扰，每对相互扭绕而成。分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)局域网中UTP分为3类，4类，5类和超5类四种。 (2)同轴电缆： 由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成，两导体间用绝缘材料隔开。(3)光纤： 应用光学原理，由光发送机产生光束，将电信号变为光信号，再把光信号导入光纤，在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并把它变为电信号，经解码后再处理。分为单模光纤和多模光纤。绝缘保密性好。 2.1.3局域网的几种工作模式： 1)专用服务器结构：(ServerBaseb) 又称为“工作站文件服务器”结构，由若干台微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信线路连接起来组成工

11、作站存取服务器文件，共享存储设备。 文件服务器自然以共享磁盘文件为主要目的。 对于一般的数据传递来说已经够用了，但是当数据库系统和其它复杂而被不断增加的用户使用的应用系统到来的时候，服务器已经不能承担这样的任务了，因为随着用户的增多，为每个用户服务的程序也增多，每个程序都是独立运行的大文件，给用户感觉极慢，因此产生了客户机服务器模式。 2)客户机/服务器模式：(clientserver) 其中一台或几台较大的计算机集中进行共享数据库的管理和存取，称为服务器，而将其它的应用处理工作分散到网络中其它微机上去做，构成分布式的处理系统，服务器控制管理数据的能力己由文件管理方式上升为数据库管理方式，因此

12、，C/S由的服务器也称为数据库服务器，注重于数据定义及存取安全后备及还原，并发控制及事务管理，执行诸如选择检索和索引排序等数据库管理功能，它有足够的能力做到把通过其处理后用户所需的那一部分数据而不是整个文件通过网络传送到客户机去，减轻了网络的传输负荷。CS结构是数据库技术的发展和普遍应用与局域网技术发展相结合的结果。 3)对等式网络：（PeertoPeer） 在拓扑结构上与专用Server与CS相同。在对等式网络结构中，没有专用服务器 每一个工作站既可以起客户机作用也可以起服务器作用。22无线网络无线网络的出现就是为了解决有线网络无法克服的困难。虽然无线网络有诸多优势，但与有线网络相比，无线局

13、域网也有很多不足。无线网络速率较慢、价格较高，因而它主要面向有特定需求的用户。目前无线局域网还不能完全脱离有线网络，无线网络与有线网络是互补的关系，而不是竞争；目前还只是有线网络的补充，而不是替换。无线局域网一般并不会单独使用，更多的是有线和无线相结合，混合组网才能达到最好的使用效果，所以真正实用的是混合网络，特别是旧有线网络升级，采用无线接入设备可以达到施工简便、周期短、见效快的目的，才能真正体现无线的使用价值。但也应该看到，近年来，随着无线局域网产品的价格正逐渐下降，相应软件也逐渐成熟。此外，无线局域网已能够通过与广域网相结合的形式提供移动互联网的多媒体业务。相信在未来，无线局域网将以它的

14、高速传输能力和灵活性发挥更加重要的作用。从传输方式、网络拓扑、网络接口等几个方面来描述无线网的特点。2.2.1传输方式 传输方式涉及无线网采用的传输媒体、选择的频段及调制方式。目前无线网采用的传输媒体主要有两种，即无线电波与红外线。在采用无线电波做为传输媒体的无线网依调制方式不同，又可分为扩展频谱方式与窄带调制方式。 1)扩展频谱方式 在扩展频谱方式中，数据基带信号的频谱被扩展至几倍-几十倍后再被搬移至射频发射出去。这一作法虽然牺牲了频带带宽，却提高了通信系统的抗干扰能力和安全性。由于单位频带内的功率降低，对其它电子设备的干扰也减小了。 采用扩展频谱方式的无线局域网一般选择所谓ISM频段，这里

15、ISM分别取于Industrial、Scientific及Medical的第一个字母。许多工业、科研和医疗设备辐射的能量集中于该频段，例如美国ISM频段由902MHz-928MHz，2.4GHz-2.48GHz，5.725GHz-5.850GHz三个频段组成。如果发射功率及带宽辐射满足美国联邦通信委员会（FCC）的要求，则无须向FCC提出专门的申请即可使用ISM频段。 2)窄带调制方式 在窄带调制方式中，数据基带信号的频谱不做任何扩展即被直接搬移到射频发射出去。 与扩展频谱方式相比，窄带调制方式占用频带少，频带利用率高。采用窄带调制方式的无线局域网一般选用专用频段，需要经过国家无线电管理部门的

16、许可方可使用。当然，也可选用ISM频段，这样可免去向无线电管理委员会申请。但带来的问题是，当临近的仪器设备或通信设备也在使用这一频段时，会严重影响通信质量，通信的可靠性无法得到保障。 3)红外线方式 基于红外线的传输技术最近几年有了很大发展。目前广泛使用的家电遥控器几乎都是采用红外线传输技术。做为无线局域网的传输方式，红外线的最大优点是这种传输方式不受无线电干扰，且红外线的使用不受国家无线电管理委员会的限制。然而，红外线对非透明物体的透过性极差，这导致传输距离受限。2.2.2网络拓扑 无线局域网的扩扑结构可归结为两类：无中心或对等式（Peer to Peer）拓扑和有中心（HUB-Based）

17、拓扑。 1）无中心拓扑 无中心拓扑的网络要求网中任意两个站点均可直接通信。 采用这种拓扑结构的网络一般是用公用广播信道，各站点都可竞争公用信道，而信道接入控制（MAC）协议大多采用CSMA（载波监测多址接入）类型的多址接入协议。 这种结构的优点是网络抗毁性好、建网容易、且费用较低。但当网中用户数（站点数）过多时，信道竞争成为限制网络性能的要害。并且为了满足任意两个站点可直接通信，网络中站点布局受环境限制较大。因此这种拓扑结构适用于用户相对减少的工作群网络规模。 2）有中心拓扑 在中心拓扑结构中，要求一个无线站点充当中心站，所有站点对网络的访问均由其控制。这样，当网络业务量增大时网络吞吐性能及网

18、络时延性能的而恶化并不剧烈。由于每个站点只需在中心站覆盖范围之内就可与其它站点通信，故网络中点站布局受环境限制亦小。此外，中心站为接入有线主干网提供了一个逻辑接入点。 有中心网络拓扑结构的弱点是抗毁性差，中心点的故障容易导致整个网络瘫痪，并且中心站点的引入增加了网络成本。 在实际应用中，无线网往往与有线主干网络结合起来使用。这时，中心站点充当无线网与有线主干网的转接器。2.2.3网络接口这涉及无线网中站点从哪一层接入网络系统。一般来讲，网络接口可以选择在OSI参考模型的物理层或数据链路层。 所谓物理层接口指使用无线信道替代通常的有线信道，而物理层以上各层不变。这样做的最大优点是上层的网络操作系

19、统及相应的驱动程序可不做任何修改。这种接口放式在使用时一般做为有线网的集线器和无线转发器以实现有线局域网间互连或扩大有线局域网的覆盖面积。 另一种接口方法是从数据链路层接入网络。这种接口方法并不沿用有线局域网的MCA协议，而采用更适合无线传输环境的MAC协议。在实现时，MAC层及其以下层对上层是透明的,配置相应的驱动程序来完成域上层的接口,这样可保证现有的有线局域网操作系统或应用软件可在无线局域网上正常运转。 目前，大部分无线局域网厂商都采用数据链路层接口方法。32数传电台无线数传电台作为一种最简洁的通行方式，具有很长的历史，其基本的特征是通联方便、简捷，同时也存在着封闭性强的特点，正是由于上

20、述原因，无线数传电台的市场空间非常的有限。随着技术的发展和数字化进程的推广，数传电台的产品结构、应用领域和市场空间发生了巨大的变化，总的来说分为以下几个方面： 1)产品结构的变化 做为传统的产品结构，数传电台主要是指工作频段在VHF、UHF 工作的数据传输电台，发射功率在数瓦与数十瓦之间，传输速率在300-19200bps之间的数据传输电台，其覆盖的距离在数十公里。我国无线电管理部门专门划出了两个频段作为无线数传的专用频段，分别为230M和860M两个频段，目前我国的绝大部分数传电台产品都分布在230M频段，860M的产品很少。 由于数传电台为窄带的工作方式，虽然国家无线电管理局划分出来了足够

21、的频率资源，但由于数传电台多为分布式的SCADA（Supervisor Control And Acquistion，即监测控制及数据采集系统）应用，因此无线频谱的利用率极低，制约了无线数传电台的发展。鉴于以上的情况，无线数传电台的发展从原来的数据传输的精品概念向微功率和网络化的特征发展。逐渐将无线数传以低成本的方式来扩大数传的应用面。在无线数传的领域中有一个概念是永恒不变的：只要无线数传足够的可靠、价格相当、应用简捷，它必将成为大家的首选。 经过近几年的技术的发展，无线数传的发展也经历了巨大的变化。无线数传由单一的数传电台扩展到微功率数传和网络化数传。并将单一的无线数传应用扩展到了与其他网络

22、的复合应用。现就三种数传的情况分别介绍如下： 2)常规数传电台 常规数传电台的价格在数百元与数千元之间，其传输距离在数十公里，占用的频率带宽为25KHz，采用的调制方式为FSK、MSK、GMSK等，该类电台在上世纪末之前，一直由国外的一些生产厂商垄断市场，在产品的结构中，只有MDS、PCC等高端的产品是将数据的调制解调部分与电台作为一体化设计的，以日本的日立、日精及新西兰的大吉为代表的数传电台是将数据的调制解调和电台进行分开设计，其电台严格意义上说是具有可进行数据传输，工作在数据传输频段的专门为数传设计的电台。其数据的调制解调部分不在生产的原厂实现，一般有用户或中间的环节实现。到上个世纪九十年

23、代末，以友讯达和天立通为代表的国内无线企业生产出来了具有符合中国国情的无线数传电台，该类电台采用传统的电台方案，但将数据的调制解调部分集成在电台之中，形成一体化的无线数传电台。用户接口采用标准的RS-232或RS-485接口，极大的降低了用户的使用难度，促进了数传电台的发展。3)微功率无线输传 微功率无线数传主要可以分为三类，一类以声表震荡器为基础的超再生方案的无线数据传输，多以单发和单收为主，其数据的调制解调方式为ASK、OOK方式，该类数传的可靠性较差，一般不用于严肃的数据传输领域。但由于其价格低廉，一般在十元以内，仍然在全球得到了广泛的应用。第二类以国外的一些单芯片为主的无线数传，该类数

24、传一般采用准FSK方式，功率在10mw，传输距离在数百米，速率可达数10K，价格一般在百元左右，成为无线数传的一个新亮点，该类产品存在如下的问题，即所用的频段多为欧美的频段，一般为315、433、868、915。这些频率在国内尚未准许为微功率的频段，而且频率固定单一，相互之间的干扰机率较大，采用的多为宽带技术，因此抗干扰的能力较弱，但具有低功耗等诸多的优点，因此也深受广大用户的欢迎，而且市场的占有率越来越大。第三类为窄带的微功率数传，该类数传采用标准的二次变频的窄带技术和标准的FSK调制解调方式，具有抗干扰能力强，传输距离远的特征，可应用于工业环境的严肃场合，并且工作在国家规定的微功率数传频段

25、，价格为数十元，目前仅有深圳友讯达和日本的日精公司可以提供该类产品。 4)网络化数传 网络化数传的基本概念是将自组织网络的概念引入到无线数据传输之中，其网络的原形为ad-hoc 体制，其目的是通过自组织的网络将各个分散的无线微功率数据传输点联成一个有机的网络，网络化的数传目前已经成为国际电子界的一个热点，为此国际电联专门为此确定了IEEE802.15.4的标准协议，从网络化的数传来看，目前主要有两类产品，一类是以国际标准为基础的Zigbee，主要的公司为美国的Ember等厂家，其主要的工作频段在2.4GHZ，适合近距离的无线数据的联网，由于工作频段在2.4GHz，虽然Zigbee的软件协议很完

26、善，但由于受其电波传输的特性的影响，每一个Zigbee节点的自身的传导特性较差，因此目前很难被用户接纳，同时受其价格的影响，因此虽然有多个厂家在进行推广，但与用户的接受层面尚有一定的差距。另一类网络化数据传输是以自组织的网络及ad-hoc为基础的CFDA无线数据接入平台，该接入平台是由深圳友讯达公司推出的，该平台具有以下的特征： 工作频段在国家规定的无线数据传输频段，发射功率为50mw。采用窄带的技术，因此具有较高的数传灵敏度。 鉴于以上的两个基本点，CFDA的每个节点的变得非常的优越，每个节点的单个传输能力达到500-800米，基本上能适应小区内的各种复杂环境，在网络化的数传之中除了软件的网

27、络协议之外，还有一个最基础的数据就是每个网络节点的独立传输性能，根据我公司对中国的各类小区中水、电、气以及其他的智能设备的分布研究和实际的测试，要能实现一个真正的自适应自组织网络，在各种复杂的条件下的每个节点的独立传输能力需要到达50米以上，否则在网络中就会出现孤点。CFDA在经过多个试点之后，被华东电网充分认可，并通过华东网的鉴定。 5)应用领域的变化及市场空间 (1)传统数传电台 无线数传的传统应用领域是自来水、石油、电力等大的SCADA系统中及GPS差分数据的传输，做为SCADA的数据传输通道，由于SCADA 系统的只有在远端才用，而且SCADA系统的每个节点的造价较高，因此传统的数传电

28、台的市场空间一直不是很大。在以前，对远端的无线数据传输只有数传电台一种选择，但随着GPRS和CDMA网络的日渐成熟，虽然SCADA系统的发展很快，但数传电台的市场并没有得到响应的提高，反而有所下降。其主要的原因是没有一个大的应用领域的出现，同时原先的应用领域被GPRS和CDMA瓜分。 (2)微功率数传 微功率数传的应用领域十分的广泛，主要集中在汽车电子、仪器仪表以及各类近距离的数据传输设备，由于该类产品价格低廉，使用方便，被广大的用户所接受，成为挑战有线的一种有力方式。目前我国对此的应用才刚刚开始，其市场的空间不可限量，目前对微功率数据传输有两个问题只要一经突破，其市场还会有爆炸性的增长，这两

29、个问题一个是价格问题，一个是设计过程中的电磁兼容性问题。 (3)网络化数传 网络化数传是解决最后一公里数据通信的最经济有效的方法，无论是Zigbee还是CFDA一旦成熟，都将在通信和电子界内形成不小的震动，同时也将给我们的生活带来一定的便利。 综上所述，无线数传在经历了几十年的历程之后，虽然传统意义上的数传电台的发展与目前的整个电子行业的发展不成比例，但产品结构的变化和新的数传产品的出现，给无线数传带来了新的发展空间和活力。3局域网建设原则依据本系统实际需求，在局域网组网技术、设备产品选型、网络管理和网络安全等方面考虑以下设计原则：3.1适当先进性原则充分考虑本监测系统的业务需求，具有实用性、

30、灵活性、安全性、先进性。整个网络的建设应具备连续性，比如接入INTERNET时用的防火墙和上网设备就可以借用单位原有的设备，以保护现有的投资，充分利用现有的计算机资源和通讯资源。 我们目前可能用到的无线数据传输方式主要有三种：无线局域网络技术、无线广域网络技术（CDMA和GPRS等）、无线数传电台等，使用时要注意保持适当的先进性，因为最先进的不见得是最成熟的技术。我们在考虑无线数据通信时，首先考虑的是数据传输的可靠性和实时性，其次是数据传输设备的性价比，所以构件网络时要考虑适当的先进性。3.2可管性原则在网络管理方面，必须具有集中控管能力，本系统主要通过网络操作系统Windows 2003 S

31、erver的权限认证机机制，对网络用户和网络计算机赋给不同的权限并进行统一管理。在网络中配备网络管理软件可以直观的看到网络中用户对资源的使用情况和数据流量。无线网络在适应多种环境的变化，动态地保证良好的应用效果的同时，还应具有远端数据进行采集、远程监控、终端定位等功能。不仅仅要对个人计算机和服务器作到可管性，还应该对PLC和智能测试设备做到可管性。3.3安全性原则在网络安全性方面，无线局域网系统要具有与有线局域网同样要求的安全防护措施，无线网的安全性主要从以下几个方面考虑：针对以上威胁问题，常规的无线网络安全技术有以下几种： 1）服务集标识符（SSID，Service Set ID） 通过对多

32、个无线接入点AP设置不同的SSID，并要求无线工作站出示正确的SSID才能访问AP，这样就可以允许不同群组的用户接入，并对资源访问的权限进行区别限制。但是这只是一个简单的口令，所有使用该网络的人都知道该SSID，很容易泄漏，只能提供较低级别的安全；而且如果配置AP向外广播其SSID，那么安全程度还将下降，因为任何人都可以通过工具得到这个SSID。 2）物理地址（MAC，Media Access Controller）过滤 由于每个无线工作站的网卡都有唯一的物理地址，因此可以在AP中手工维护一组允许访问的MAC地址列表，实现物理地址过滤。这个方案要求AP中的MAC地址列表必需随时更新，可扩展性差

33、，无法实现机器在不同AP之间的漫游；而且MAC地址在理论上可以伪造，因此这也是较低级别的授权认证。 3）连线对等保密（WEP，Wired Equivalent Protection） 在链路层采用RC4对称加密技术，用户的加密金钥必须与AP的密钥相同时才能获准存取网络的资源，从而防止非授权用户的监听以及非法用户的访问。WEP提供了40位（有时也称为64位）和128位长度的密钥机制，但是它仍然存在许多缺陷，例如一个服务区内的所有用户都共享同一个密钥，一个用户丢失或者泄漏密钥将使整个网络不安全。而且由于WEP加密被发现有安全缺陷，可以在几个小时内被破解。 4） 虚拟专用网络（VPN，Virtual

34、 Private Network） VPN是指在一个公共IP网络平台上通过隧道以及加密技术保证专用数据的网络安全性，它不属于802.11标准定义；但是用户可以借助VPN来抵抗无线网络的不安全因素，同时还可以提供基于RADIUS的用户认证以及计费。 5）端口访问控制技术（802.1x）该技术也是用于无线局域网的一种增强型网络安全解决方案。当无线工作站与AP关联后，是否可以使用AP的服务要取决于802.1x的认证结果。如果认证通过，则AP为用户打开这个逻辑端口，否则不允许用户上网。802.1x除提供端口访问控制能力之外，还提供基于用户的认证系统及计费，特别适合于无线接入解决方案。 3.4可靠性原则

35、网络的可靠性要高，在考虑现有的通讯网络的基础上，计算机网的拓扑结构应尽量采用稳定可靠的结构形式，以保证整个网络的高可靠性。具有提供智能化的无线电波自动调控与切换能力，以确保单个接入点在发生故障时自动切换到邻近接入点，不会影响无线的接入服务。 3.5适当扩展性原则对线网络通过集线器和交换机可以方便的扩展有线网络，对无线网络通过一个集中的无线局域网网管平台实现对所有的AP功能的配置和管理，AP既可以提供无线接入，也可设置为无线入侵监控、无线终端追踪定位、无线电波传输分析的工作模式。同时整个系统可以根据用户的需要进行规模上的扩展，扩展后所有功能和管理的模式保持不便。由于本系统的主要功能是在线连续监测

36、，所以在安全不受干扰的情况下保持适当扩展性的原则，只要能满意的完成在线连续监测任务就可以了。3.6标准化原则对有线网络部分我们使用的基本是成熟的标准化的网络设备，对无线局域网，要用国际标准或业界标准，不使用某个厂商的专用技术和协议，以保证网络设备的互通性，有利于网络的投资保护。无线网络设备尽量使用同一个厂家的产品，并且要满足802.11g无线兼容协议。3.7 经济实用性：设备的选型应有最优的性能价格比，以最省的投资实现尽可能多的功能。3.8易于操作和工程实施 ：立足于本系统的实际状况和特点。4网络规划41系统组网模式本系统采用客户/服务器（C/S）模式。设置数据库服务器一台，其余各通信管理站、

37、显示打印和图象处理等站点均为客户机。C/S体系结构是指将系统的设计分为服务器端和客户机，两端分别设计并执行，服务器提供数据操作的各项服务，客户机则为用户提供最终操作界面，由此平衡了服务器及客户机的处理负荷，大大地提高了系统的执行效率，优化了系统的性能，减少了网络数据吞吐量和数据传输。服务器端是指运行大型关系型数据库系统（RDBMS）的高性能服务器，客户机是指由用户操作的若干台微机，在本系统中则为各采集站。在服务器上运行的大型关系型数据库系统主要为业务数据库的存储、访问、查询、备份、恢复等操作提供一系列重要的服务，并且为数据的安全访问等提供严格的权限控制；服务器端通常情况下对用户而言是不透明的。

38、客户机上主要运行根据业务需求定制开发的处理系统，包括数据统计、汇总、查询、打印等多种操作功能。 对于监控中心局域网，本方案拟采用“星型组网的拓扑结构”,采用100M交换式集线器和安装于各设备内的100M网卡，建立一个快速交换式以太网，连接位于监控中心内的各子系统设备。局域网设备包括:网络服务器、视频服务器监控计算机、通讯计算机、管理终端等。无线网络部分:主要采用的是无线局域网络,CDMA/GPRS,无线电台等技术,视频服务器通过无线网桥方式接入有线网络(可视化信息综合系统)。总之，无线局域网络和有线局域网络通过无线网桥有机的结合成一个C/S网络计算模式的混合局域网系统。4.2方案一：4.3方案

39、二：4.4组网方案三5组网方案分析对比以上三种组网方案中其实最根本的区别是由于采用了不同的无线数据通信方式（无线局域网络技术、无线广域网络技术、无线数传电台）。(注意：以上3个方案的网络示意图中没有加入装煤和拦焦定位中的备用PLC)5.1三种方式性能比较无线电台GPRS/CDMA无线局域网传输速率120019.2K高速11M传输距离10KM内可靠传输不受限制300米之内传输范围受地理环境影响无缝连接无缝传输费用3.25元/M采用微波频段和微波管理费用(40元/年)，如果距离很短不需要交纳16.25元/M0实时性实时性高实时在线实时可靠性一般高高频率工业频率230MHZ或者400MHZ或者ISM

40、免费频点900MHZ,1800MHZ2.4GHz微波频段抗干扰较好抗干扰能力强抗干扰能力强从站点数目从站越多轮寻时间越长不受限制（机站点负载能力范围内）不要太多组网方式适合小规模应用灵活方便适合大规模应用和有线网络结合使用5.2三种方案分析1） 方案1：无线网络部分采用无线局域网技术，采用无线网桥设备，在机房附近安装一个无线网桥，除摄象模块每个PLC设备通过串口转以太网模块与无线网桥连接进入局域网络，摄象模块中的滑行车PLC通过串口转以太网模块经交换机和视频服务器一并经无线网桥接入系统局域网络。这种方法的主要优点是没有额外的网络运行费用，每个PLC可以直接和以太网衔接，整个系统都通过TCP/I

41、P协议进行统一管理，数据通信方便。对于方案一，鉴于以上的优点是我们最合适的首选方案，但是目前还有一些具体的技术问题需要了解：（1） 无线网桥的特殊使用方式：一般无线网桥是处于静止状态，而且一般的组网要求中都明确说明；构建无线网络时明确指出无线网桥之间最好不要距离太近，以免产生重叠区，但是在监测现场（焦炉顶部和周围）有至少6（加备用PLC的连网要求应该有8个无线结点）个无线网桥在移动工作，容易产生无线网桥的重叠区，可能会严重影响无线网络的工作性能。 目前调研结果：无线组网络的技术支持人员有的说可以实现，也有的说4-5个没问题，多了不保险，多数情况没有试验过。所以有待进一步调研。（2） 串口转以太

42、网模块也无线网络的接口问题：一般高性能的PLC厂家都带有以太网络模块，但在工业控制领域这样应用的情况并不多，一个原因是其太网络模块价格较高，另一个是一般的工业控制不需要连接以太网络。解决这个问题还有一个方法就是使用串口转以太网模块，它在有线局域网络里已经有成熟的应用，而且价格比较低。在我们开始的无线网络基本概念的介绍中，的接口部分我们可以看到一般的无线接入方式中其接口是从OSI七层协议的数据链路层接入的，所以无线MAC协议和有线网络的MAC协议是不同的，所以在选型时要明确指出是要在无线网桥的连接下使用。不仅串口转以太网模块存在这个问题，而且PLC厂家自带的以太网络模块也有此问题。2）方案2应用

43、无线电台的方式：是比较成熟和保险的技术，实现起来应该没什么技术难度，适合小规模应用，正好与我们的工作规模相合适。3）方案3：CDMA/GPRS一种分组交换系统，有实时在线，按量计费，快捷登录、高速传输等特点。这种方式传输数据实时性好，传输速率高，不受地形或地域的限制，按数据流量计费，平均费率低，适合大规模应用。 最主要的问题是它要通过Inertnet 和CDMA/GPRS自己的分组交换中心，本系统不仅要承受较高的流量和包月费用，还需要有到可视觉化综合系统的专用线路，这都是不小的开支。最重要的是系统的可控性和可管性不如前两种方案，比如会经常遇到线路维修的时候。6软硬件配置61硬件配置1） GM3

44、188-19.2K MOTORLA数传电台GM3188-19.2K 型专业数传电台由于采用了全透明地数据流通信方式，不仅通信延时小，同时保证了与PLC或是其它的数据终端的通信协议无缝结合。 传输速率: 1200/2400/4800/19200bps， 数据接口：RS-232C/TTL/485可选。2） 无线网桥D-Link DWL2100 3） 视频服务器IWS-1000MPEG-4影像压缩,FULL D1（704X576）自带多种标准PTZ协议及波特率;3级敏感度侦测,经由FTP或EMAIL传输警报及画面;可在本地端或远端籍由网站提供的升级软件自行更新,实时PTZ控，主要技术参数： 3级敏感

45、度侦测 - 经由FTP或EMAIL传输警报及画面 - GPIO外接设备触发警报、影像回放、快照、DDNS .两组信号输出，一组信号输入;可换可修改或使用新的LOGO界面;内建网络Web服务器4）日立Micro-EH工业PLC技术成熟，可靠性强，数据接口：RS-232C/TTL/485可选。5)网络服务器6）个人计算机7） 串口转以太模块8） D-Link有线交换机或者交换式HUB9） 智能设备： 颗粒物测试仪器、SO2测试仪10） 硬件防火墙：思科（CISCO）产品比较成熟11） CDMA DTU模块62软件配置软件是整个系统的灵魂，底层数据的采集、参数的整理保存、故障报警的处理、系统正常运转提供的数据查询等，无一不是软件提供并保证实现的。本系统的软件包括四部分，既操作系统软件、数据库软件、本系统自主研发的应用软件、工业组态软件。6.2.1操作系统服务器操作系统采用Windows Server 2003。Windows2000系列作为Microsoft最新一代网络操作系统，为用户提供了一套完整而强大的网络解决方案。早期Windows NT4.0提供的网络功能，根据技术本身的发展而在Windows2000 系列中得到相应改进；同时，Windows2000系列还吸收容纳了近年来出现的几乎所有的网络最新技术成果。RADIUS，VPN，IPSec，OSPF等在Win