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淺談無線通信監控技術的應用:無線通信監控技術在油區運用探索論文

摘要:隨著油田的開發,偏遠油區的數據監控、視頻監控在油田的安全生產、管理中發揮著重要作用,而無線通訊技術的應用已逐漸成為各種監控系統的主要鏈路方式。本文對目前廣泛應用的幾種無線通訊技術的進行簡單介紹,分析偏遠油區的地理環境及生產環境對無線通訊技術應用的影響。并對應用無線網橋技術進行的平臺視頻監控項目中的成功應用做簡單介紹。

關鍵詞:無線通信;油田;監控系統

一、引言

在油田偏遠油區生產過程中,對相關生產參數及油井視頻進行遠程監控對偏遠油井的安全生產起著至關重要的作用。但由于偏遠油區裝置遠離油田總部,應用有線的通訊方式,施工困難且周期長、靈活性差。而無線通訊方式由于其建立物理鏈路簡單易行,成本低,可以根據現場需求及時調整項目方案,靈活性好,系統的功能擴展方便,因此特別適合偏遠油區對通信鏈路的要求。

二、常用的無線通訊技術

目前在油田現場廣泛應用的無線通訊技術主要有GPRS/CDMA、數傳電臺、擴頻微波、無線網橋及衛星通信、短波通信技術等。

其中GPRS和CDMA技術中國移動和中國聯通公司的主營數據傳輸業務,在數據傳輸方面有著很強的優勢,即信號覆蓋范圍廣。對于陸上油田生產區域基本完全覆蓋。但由于海上油田地理位置特殊,遠離陸地的基站,因此很多海上生產平臺還無法為GPRS/CDMA信號完全覆蓋。此外經過測試,GPRS的平均速率為20kbit/s~40kbit/s,CDMA的平均速率為80kbit/s~100kbit/s,可以滿足傳輸小數據量的生產數據要求,但無法滿足大數據量的信號(例如視頻信號)遠程無線傳輸。雖然有利用CDMA技術進行視頻信號傳輸的案例,但效果并不理想。

數字電臺用于點對點或點對多點的工作環境,能夠提供標準RS-232接口,可直接與計算機、RTU、PLC等數據終端連接,實現透明傳輸。數傳電臺的傳輸速率從1200~19.2Kbit,傳輸距離20~50公里。具有抗干擾能力強、接收靈敏度高等特點。數傳電臺技術比較成熟,標準統一,一直以來廣泛用于油田的數據遙測/數據采集與監控(SCADA)項目中。但隨著GPRS/CDMA技術的日漸成熟,相應的設備價格的降低,使得在很多應用場合中數傳電臺被GPRS/CDMA所取代。但同時,數傳電臺的相關技術也在不斷發展,智能化、網絡化、高帶寬的數傳電臺也不斷涌現。結合數傳電臺誤碼率低、信道可靠的特點,數傳電臺必將成為海上油田通信技術應用的可靠選擇。

擴頻微波和無線網橋技術是近幾年興起的一門數據傳輸技術。擴頻微波最大優點在于較強的抗干擾能力,以及保密、多址、組網、抗多徑等,同時具有傳輸距離遠、覆蓋面廣等特點,特別適合野外聯網應用。而無線網橋是無線射頻技術和傳統的有線網橋技術相結合的產物。無線網橋是為使用無線(微波)進行遠距離數據傳輸的點對點網間互聯而設計。它是一種在鏈路層實現LAN互聯的存儲轉發設備,可用于固定數字設備與其他固定數字設備之間的遠距離(可達50km)、高速(可達百Mbps)無線組網。這兩項技術都可以用來傳輸對帶寬要求相當高的視頻監控等大數據量信號傳輸業務。

例如,對于遠離陸地且無法進行中繼的海上平臺,通訊鏈路只能通過衛星通信和短波通訊。其中衛星通信范圍大,只要衛星發射的波束覆蓋進行的范圍均可進行通信。不易受陸地災害影響,建設速度快,易于實現廣播和多址通信等等優點。但其運行費用相對昂貴,且系統維護要求高。短波通訊以往只在軍事通信、專業通信、業余通信中發揮著極為重要的作用,因其傳輸速率低、噪聲大,電離層反射天波為主,通常不能穩定的使用固定頻率工作等缺點,因此在其他領域已慢慢淡出人們的視線。盡管短波通信存在一些缺陷,但對于海上油田而言,短波通訊作為可靠性高、覆蓋區域廣的通信方式,用于海上平臺的緊急通信及小數據量傳輸應該是一個比較好的選擇。

三、環境因素對技術應用的影響

偏遠油區的環境因素以以海上油田最為特殊。海上油田除了考慮信道帶寬,傳輸數率,傳輸距離,發射功率,天線要求等通信設備本身的技術參數外,在應用無線通訊技術的過程中,還必須全面地考慮海上平臺獨特的地理環境與地理條件對無線通信技術應用的影響。

3.1對信號傳輸的影響

可以通過選取性能好的設備或應用抗干擾措施以減少甚至避免干擾。但無線通信過程中的信號衰落問題則是普遍存在的,而且是不可避免的。由于海上油田遠離陸地,與陸地之間的廣闊的海域、多變的氣候使得在陸上應用效果很好的技術在海上應用時沒有了用武之地。

微波在空間傳播中將受到大氣效應和地面效應的影響,導致接受機接受的電平隨著時間的變化而不斷起伏變化,我們把這種現象稱為衰落。從衰落的物理因素來看,可以分成以下幾類:吸收衰落、雨霧衰落、K型衰落、波導型衰落、閃爍衰落等等。在各種衰落因素中,吸收衰落、雨霧衰落及K型衰落對海上油田的無線通信應用影響較大。

3.2對技術應用的影響

各項通信技術在海上油田應用中還存在的另外一個問題就是其獨特的現場環境。海上平臺一般空間狹小,還要考慮海上多風,平臺最高點一般較低的特點。

首先是對天線安裝的限制。海上微波通信受地形地貌影響,相同的通信距離要求兩端天線的高度更高。對于衛星通信、擴頻微波、短波通信等天線體積較大的應用,由于海上風力較大,抗風性的要求也使得設備在小平臺的安裝變得十分困難。

此外,對于無人值守的平臺,設備必須具有高可靠性、可自動維護、參數遠程設置等功能。而對于衛星通信、短波通信等要求平臺上配備專業管理操作人員進行設備的管理維護,這一特點也為技術的應用帶來一定的限制。

四、無線網橋技術在海上平臺視頻監控中的應用

在實際的現場應用中,我們選取了基于5.8G無線網橋設備進行了現場應用測試。測試地點為淺海油井,測試內容為4路視頻監控圖像的傳輸。該系統具體解決方案是利用摩托羅拉Canopy5.8G無線網橋建立通信鏈路。在平臺一側首先通過視頻服務器將模擬視頻信號轉化為可在網絡傳輸的IP數據流,之后由無線網橋將信號傳輸到陸地端。陸地端一側通過無線網橋進行接收后由視頻監控服務器處理后,對視頻信號進行錄像存儲及Web。相關用戶可依據相應權限在局域網內進行視頻圖像的瀏覽、錄像等操作。

系統通訊鏈路建立后,可遠端對設備參數進行設置,設備維護方便。監控視頻圖像清晰、連貫,滿足監控要求。從系統的鏈路冗余可以看出本次測試的應用距離已接近5.8G無線網橋技術在海上應用的最遠距離。從系統的穩定性出發,在更遠一些的類似應用中應謹慎選擇這項技術。公務員之家

結論

無線通信技術在偏遠油區的應用已逐漸成為各種監控系統的主要鏈路方式。在選取相關技術時除了要考慮包括傳輸距離、信號帶寬、天線安裝條件、發射功率、設備功耗、系統成本等各方面因素外,同時還要充分考慮環境對通信的影響。信號的衰弱會使很多通信技術達不到理論標定的距離,因此無法適應現場需要。面對大量的數據傳輸管理的需求,在選擇無線通信技術手段方面還應統籌計劃。特別是要對采用技術的先進性、可靠性及系統的可擴展性等多方面進行綜合考慮。

淺談無線通信監控技術的應用:人防工程中無線通信監控技術淺析

摘 要：伴隨人防工程的建設開發，監控系統在其安全管控中體現了綜合優勢價值。無線通信手段的快速發展應用則逐步變為各類監督管控體系的主體鏈路模式。本文就人防工程中無線通信監控技術展開探討，對提升工程建設水平，創設顯著效益，有重要的實踐意義。

關鍵詞：人防工程；無線通信；監控技術

引言

人民防空通信系統是國防戰備的重要組成部分。人民防空通信系統是隨著城市防空襲斗爭的出現而產生和發展的。人民防空通信系統也是人民防空的重要組成部分。人民防空通信系統保障人民防空指揮機構對人民防空襲斗爭實施穩定 可靠暢通和不間斷的指揮，是一項群眾性的國防戰略工作。軍隊有關部部門應向人民防空部通報空中情報，軍隊通信部門對人民防空通信負有保障和業務指導任務，戰時防空，城市防衛，要地防空，野戰防空都要運用各種通信手段建立協調通信、與其它通信相比較，人民防空通信具有軍事價值，也是進一步突出了人民防空的特色。

一、人防通信工程基本特征分析

1、波段特征：無線通信為人防通信應急應用體系的核心構成內容，借助空間點播傳輸特征以及既定規律完成通信。包括長波、短波以及中波通信、高頻還有特高頻通信等。各類通信均可完成數據通信。其中短波通信也可叫做高頻通信，其顯著特征在于，通信傳輸距離較遠，基于中繼系統為電離層，因而其距離可由數公里至數萬公里。

2、施工特征：施工架設相對簡單便利，移動處理快速，可應用移動天線實現動中通信。倘若想發揮更佳的性能水平，則可應用固定天線。該線路架設施工通常位于野外環境中也僅需要數分鐘便可完成。

3、對講聯絡系統靈活：人防工程與他類專用通信系統之中，進行超短波的傳輸通信通常為常規對講通信聯絡以及集群通信體系等。當前常規對講聯絡系統為全球用戶廣泛應用的服務形式之一。基于應用便利靈活、維護管理簡單，該類常規應用體系將始終為超短波通信應用最為常見流行的技術。系統中實現基礎通話以及接聽功能的基礎上，還具備更豐富的他類功能。集群通信便為系統體現的可用信道功能，可為整體用戶的集成應用，發揮了自動優選信道的良好功能。可實現資源的全面共享以及費用承擔，并可令信道設施整體共用，實現多功能的應用服務，高效快速的無線調度與優質的通信傳輸。

4、該系統特征在于實現了頻率共用，可令原有配合單位專用頻率實現全面集成，并供各方一同應用。其中共用設施基于頻率實現的共用，因此有可能令各個分建管控中心以及基站工作設施進行匯集建設。同時，共享覆蓋范疇可實現各個附近覆蓋范疇網絡的全面互聯，進而獲取更為廣泛的覆蓋地區。再者，共享應用的通信系統業務，可基于網絡系統，進行有序的組織傳輸各類專業豐富的信息資訊，為各方服務應用。短波通信體系以及超短波間利用專用設施完成互聯，構建了靈活豐富、高效、多功能的無線通信應用網絡系統。

二、人防通信工程無線通信技術

當前，人防工程項目中普遍應用的無線手段包括數傳電臺、通用分組無線服務技術、CDMA、衛星通信、短波技術以及無線網橋手段等。CDMA以及通用分組無線服務技術為移動與聯通公司承載的主體數據傳輸服務項目，數據傳輸過程中具有明顯優勢，也就是信號的覆蓋范疇廣泛。另外，通過測試該兩類技術可

符合傳輸較小數據量的標準，卻不能承載大容量數據的信號。例如大容量的視頻信號等，無法實現遠程無線的高效傳輸。數字電臺通常為點對點以及點至多點的服務運行環境，可同計算機系統、PLC系統數據終端完成直接高效的互聯，進而實現快速的透明無線傳輸。數傳電臺其應用傳輸距離通常為二十至五十公里，體現了優質的抗干擾性能以及靈敏的接收能效。該技術相對成熟，且規范統一，普遍應用在數據采集、遙測以及監控工程中。當然，伴隨移動、聯通公司無線通信技術的逐步成熟化發展，令各類設備成本費用下降，并令較多數傳電臺實現了更新發展，其將向著更加智能、高速率、敏捷、高帶寬的方向不斷邁進。加之自身誤碼率較小、通信信道安全可靠特征，令數傳電臺勢必發展為人防工程以及他類行業通信服務的優質手段。

三、人防通信工程中短波通信的分析

短波通信是唯一不受網絡樞紐和有源中繼體制制約的遠程通信手段，一但發生戰爭或災害，各種通信網絡都可能受到破壞，衛星可能受到攻擊。無論哪種通信方式，其抗毀能力和自主通信能力與短波無可相比。在山區、戈壁、海 洋等地區主要依靠短波，與衛星通信相比，短波不用付費，運行成本低。近年來短波通信技術在世界范圍內獲得飛躍發展。短波通信被廣泛地用于政府、軍事、人民防空、氣象、導航、水利等部門，用于傳遞語言、文字、網像、數據等信息。短波通信始終是人民防空遠距離指揮通信和應急通信的重要手段之一。

短波通信是戰略通信網的重要組成部分。也是人民防空通信的重要組成部分。短波通信設備相對簡單、體積小，機動靈活，成本低，可用較小的發射功率進行遠距離通信。所以一直是重要的通信手段，特別是實現遠距通信的主要手段。

短波通信戰時比衛星通信更可靠。設備相對簡單，造價低，體積小、容易部署、機動靈活。傳播損耗小，以較小的功率進行遠距離通信。可迅速組織近、中、遠程距離通信。短波通信的性能在很大程度上取決短波信道的特性，短波信道是一種典型的隨機參量信道，它靠天波和地波兩種傳播數據方式進行傳播。地波傳波較隱定。但傳播距離在幾十公里.天波靠電離層的反射傳播而電離層的特性是隨時間、空間及無線電波的頻率隨機變化的，因此短波信道的參數及其對信號傳輸的影響也是隨機變化的。在我國短波通信網是戰略通信網之一。是戰時作戰指揮通信的“殺手锏”.也是人民防空防空襲斗爭的“殺 手銅”，它必然在未來防突襲斗爭中發揮著無與倫比的作用。

四、人防工程無線網橋技術應用

人防工程建設階段中，可通過無線網橋設施實施科學測試與服務應用。可利用四路視頻監督管控系統，借助無線網橋搭建鏈路，完成通信。可位于平臺一方應用視頻服務器令視頻模擬形成可位于網絡系統中應用傳輸數據流，而后令信號從無線網橋逐步傳輸至監控一端。接下來，可利用無線網橋完成接收，并通過監控服務器的高效匯集處理，令視頻信號完成錄像以及快速的儲存，基于網絡實現。監督管控工作人員則可就具體的權限標準位于局部網絡系統中實現視頻信息的瀏覽查閱、錄像等處理。建成通訊鏈路，可位于遠端進行設備參數布設，提升維護管理便利性。監控應用視頻信息持續、清楚，可符合監督管理核心標準。由系統鏈路總體冗余性不難得出，其測試應用傳輸距離可達到無限網橋手段應用服務的最大化標準。由系統整體可靠穩定性標準審視，倘若應用距離繼續擴充，進行類似監管服務，則應秉承審慎細致的態度應用該技術手段。總之，人防工程地下建設、環境相對復雜、具有一定干擾影響特征決定，布設無線通信系統、優質的運營服務具有一定難度。為此，我們只有配置優質良好的通信服務設施，應用現代化無線通信技術手段，開創優質高效的人防工程無線通信系統，方能提升總體應用服務效能，發揮無線通信技術綜合優勢，推進人防工程建設實現可持續的全面發展。

結束語

現如今，無線通信技術取得突破性發展，這些為基于新一代通訊技術的遠程監控系統的研制提供了技術支持和實現可能。人防通信作為多種通信技術的融合涉及有線通信、無線通信、衛星通信、人防警報通信、計算機網絡等多種技術要求維護人員具有較高的專業技術水平，因此也需要國家加大對其的投入支持力度。

淺談無線通信監控技術的應用:無線通信監控技術在油區運用探索論文

摘要：隨著油田的開發，偏遠油區的數據監控、視頻監控在油田的安全生產、管理中發揮著重要作用，而無線通訊技術的應用已逐漸成為各種監控系統的主要鏈路方式。本文對目前廣泛應用的幾種無線通訊技術的進行簡單介紹，分析偏遠油區的地理環境及生產環境對無線通訊技術應用的影響。并對應用無線網橋技術進行的平臺視頻監控項目中的成功應用做簡單介紹。

關鍵詞：無線通信；油田；監控系統

一、引言

在油田偏遠油區生產過程中，對相關生產參數及油井視頻進行遠程監控對偏遠油井的安全生產起著至關重要的作用。但由于偏遠油區裝置遠離油田總部，應用有線的通訊方式，施工困難且周期長、靈活性差。而無線通訊方式由于其建立物理鏈路簡單易行，成本低，可以根據現場需求及時調整項目方案，靈活性好，系統的功能擴展方便，因此特別適合偏遠油區對通信鏈路的要求。

二、常用的無線通訊技術

目前在油田現場廣泛應用的無線通訊技術主要有GPRS/CDMA、數傳電臺、擴頻微波、無線網橋及衛星通信、短波通信技術等。

其中GPRS和CDMA技術中國移動和中國聯通公司的主營數據傳輸業務，在數據傳輸方面有著很強的優勢，即信號覆蓋范圍廣。對于陸上油田生產區域基本完全覆蓋。但由于海上油田地理位置特殊，遠離陸地的基站，因此很多海上生產平臺還無法為GPRS/CDMA信號完全覆蓋。此外經過測試，GPRS的平均速率為20kbit/s～40kbit/s，CDMA的平均速率為80kbit/s～100kbit/s，可以滿足傳輸小數據量的生產數據要求，但無法滿足大數據量的信號（例如視頻信號）遠程無線傳輸。雖然有利用CDMA技術進行視頻信號傳輸的案例，但效果并不理想。

數字電臺用于點對點或點對多點的工作環境，能夠提供標準RS-232接口，可直接與計算機、RTU、PLC等數據終端連接，實現透明傳輸。數傳電臺的傳輸速率從1200～19.2Kbit，傳輸距離20～50公里。具有抗干擾能力強、接收靈敏度高等特點。數傳電臺技術比較成熟，標準統一，一直以來廣泛用于油田的數據遙測/數據采集與監控(SCADA)項目中。但隨著GPRS/CDMA技術的日漸成熟，相應的設備價格的降低，使得在很多應用場合中數傳電臺被GPRS/CDMA所取代。但同時，數傳電臺的相關技術也在不斷發展，智能化、網絡化、高帶寬的數傳電臺也不斷涌現。結合數傳電臺誤碼率低、信道可靠的特點，數傳電臺必將成為海上油田通信技術應用的可靠選擇。

擴頻微波和無線網橋技術是近幾年興起的一門數據傳輸技術。擴頻微波最大優點在于較強的抗干擾能力，以及保密、多址、組網、抗多徑等，同時具有傳輸距離遠、覆蓋面廣等特點，特別適合野外聯網應用。而無線網橋是無線射頻技術和傳統的有線網橋技術相結合的產物。無線網橋是為使用無線（微波）進行遠距離數據傳輸的點對點網間互聯而設計。它是一種在鏈路層實現LAN互聯的存儲轉發設備，可用于固定數字設備與其他固定數字設備之間的遠距離（可達50km）、高速（可達百Mbps）無線組網。這兩項技術都可以用來傳輸對帶寬要求相當高的視頻監控等大數據量信號傳輸業務。

例如，對于遠離陸地且無法進行中繼的海上平臺，通訊鏈路只能通過衛星通信和短波通訊。其中衛星通信范圍大，只要衛星發射的波束覆蓋進行的范圍均可進行通信。不易受陸地災害影響，建設速度快，易于實現廣播和多址通信等等優點。但其運行費用相對昂貴，且系統維護要求高。短波通訊以往只在軍事通信、專業通信、業余通信中發揮著極為重要的作用，因其傳輸速率低、噪聲大，電離層反射天波為主，通常不能穩定的使用固定頻率工作等缺點，因此在其他領域已慢慢淡出人們的視線。盡管短波通信存在一些缺陷，但對于海上油田而言，短波通訊作為可靠性高、覆蓋區域廣的通信方式，用于海上平臺的緊急通信及小數據量傳輸應該是一個比較好的選擇。

三、環境因素對技術應用的影響

偏遠油區的環境因素以以海上油田最為特殊。海上油田除了考慮信道帶寬，傳輸數率，傳輸距離，發射功率，天線要求等通信設備本身的技術參數外，在應用無線通訊技術的過程中，還必須全面地考慮海上平臺獨特的地理環境與地理條件對無線通信技術應用的影響。

3.1對信號傳輸的影響

可以通過選取性能好的設備或應用抗干擾措施以減少甚至避免干擾。但無線通信過程中的信號衰落問題則是普遍存在的，而且是不可避免的。由于海上油田遠離陸地，與陸地之間的廣闊的海域、多變的氣候使得在陸上應用效果很好的技術在海上應用時沒有了用武之地。

微波在空間傳播中將受到大氣效應和地面效應的影響，導致接受機接受的電平隨著時間的變化而不斷起伏變化，我們把這種現象稱為衰落。從衰落的物理因素來看，可以分成以下幾類：吸收衰落、雨霧衰落、K型衰落、波導型衰落、閃爍衰落等等。在各種衰落因素中，吸收衰落、雨霧衰落及K型衰落對海上油田的無線通信應用影響較大。

3.2對技術應用的影響

各項通信技術在海上油田應用中還存在的另外一個問題就是其獨特的現場環境。海上平臺一般空間狹小，還要考慮海上多風，平臺最高點一般較低的特點。

首先是對天線安裝的限制。海上微波通信受地形地貌影響，相同的通信距離要求兩端天線的高度更高。對于衛星通信、擴頻微波、短波通信等天線體積較大的應用，由于海上風力較大，抗風性的要求也使得設備在小平臺的安裝變得十分困難。

此外，對于無人值守的平臺，設備必須具有高可靠性、可自動維護、參數遠程設置等功能。而對于衛星通信、短波通信等要求平臺上配備專業管理操作人員進行設備的管理維護，這一特點也為技術的應用帶來一定的限制。

四、無線網橋技術在海上平臺視頻監控中的應用

在實際的現場應用中，我們選取了基于5.8G無線網橋設備進行了現場應用測試。測試地點為淺海油井，測試內容為4路視頻監控圖像的傳輸。該系統具體解決方案是利用摩托羅拉Canopy5.8G無線網橋建立通信鏈路。在平臺一側首先通過視頻服務器將模擬視頻信號轉化為可在網絡傳輸的IP數據流，之后由無線網橋將信號傳輸到陸地端。陸地端一側通過無線網橋進行接收后由視頻監控服務器處理后，對視頻信號進行錄像存儲及Web。相關用戶可依據相應權限在局域網內進行視頻圖像的瀏覽、錄像等操作。

系統通訊鏈路建立后，可遠端對設備參數進行設置，設備維護方便。監控視頻圖像清晰、連貫，滿足監控要求。從系統的鏈路冗余可以看出本次測試的應用距離已接近5.8G無線網橋技術在海上應用的最遠距離。從系統的穩定性出發，在更遠一些的類似應用中應謹慎選擇這項技術。公務員之家

結論

無線通信技術在偏遠油區的應用已逐漸成為各種監控系統的主要鏈路方式。在選取相關技術時除了要考慮包括傳輸距離、信號帶寬、天線安裝條件、發射功率、設備功耗、系統成本等各方面因素外，同時還要充分考慮環境對通信的影響。信號的衰弱會使很多通信技術達不到理論標定的距離，因此無法適應現場需要。面對大量的數據傳輸管理的需求，在選擇無線通信技術手段方面還應統籌計劃。特別是要對采用技術的先進性、可靠性及系統的可擴展性等多方面進行綜合考慮。

淺談無線通信監控技術的應用:高速公路智能監控無線通信技術研究

摘要：近年來，隨著我國經濟的不斷發展和進步，交通運輸業也得到了快速發展。尤其是高速公路的發展中融合了智能監控無線通信技術更加帶動了社會經濟的全面發展。本文主要就高速公路智能監控系統以及高速公路智能監控無線通信技術進行了分析研究。

關鍵詞：高速公路 智能監控系統 無線通信技術

引言

目前，交通運輸業使得我國個部分之間的經濟交往更加密切，這在很大程度上促進了經濟的發展和進步。尤其是高速公路的發展，更加縮短了彼此之間的距離。但是隨著社會的發展，車輛也逐漸增多，高速公路上由于管理制度及系統的不完善出現的不安全事故也時有發生。為了更好的促進高速公路的發展，規范高速公路的交通準則，對于高速公路上的車輛進行規范是必不可少的，由于車輛數量的繁多，對其進行管理就有一定難度，因此，智能監控系統的應用就在很大程度上促進管理效率的提高，再加上無線通信技術更加使得高速公路的管理具有高效性。

一、高速公路智能監控系統的概述

1、高速公路智能監控系統的概念

高速公路智能交通監控系統主要就是將計算機技術、網絡技術、視頻傳輸技術等先進技術應用到監控管理中，提高監控數據的準確性與可靠性。系統設計本著“全面規劃、整體設計、分步實施的原則進行系統設計與整合，系統開發設計中充分考慮后期技術擴展、功能擴充的情況出現，隨著信息數據的增多和新的開發技術的不斷出現，系統的需求可能發生改變，為滿足今后環境和系統需求的改變，系統設計具有很強的擴展性。同時由于監控過程中周圍環境變化，系統要具有強的抗干擾性，另外系統還具有實用性，這是高速公路智能交通監控系統的最基本目標，通過對監控過程進行研究與分析，總結開發設計該系統，滿足系統的主要需求，系統界面美觀，操作簡單，信息清醒明確，是一個實用性極強的系統。而且數據源還要多樣性，這主要是由于部門業務信息化發展要求，各項信息化系統逐步構建完備，需要針對現有系統進行數據的導出或者導入，對于新的數據源在數據提取方面需要預先考慮。

2、高速公路智能監控系統的內容

高速公路智能監控系統主要包括以下幾個內容：

2.1數據收集系統

在高速公路的智能監控中，數據是整個交通管理中的基本元素，也是各個系統的紐帶。這種系統主要是根據系統參數來確定信息采集的周期，通過并行監視的模式來讀取分中心的車輛檢測器、收費站、緊急電話、限速標志設備的實時數據，它為整個交通系統提供了便利，可以為道路電視監控、調度指揮、車流量檢測提供通信服務。

2.2視頻監視系統

這種系統會利用當今較為先進的視頻技術，將收費亭、收費車道、廣場的道路訊息進行收集，在將收集到的這些數字處理之后，通過信息傳輸系統將其傳送到管理中心，對高速公路上的各種情況進行實時觀察，可以幫助管理人員做出相應的管理措施。高速公路的視頻監控系統分為兩部分，分別是收費監控和道路監控。其中收費系統主要是對收費亭和收費廣場的收費情況，對收費車輛的車型和收費人員的操作流程進行監控。道路監控主要針對高速公路上的高架橋、互通立交等重要露點實行監控，掌握高速公路的交通狀況，及時發現交通阻塞路段、違章車輛，對其給予及時引導，最大限度地保證了高速公路安全暢通。

2.3交通監控系統

交通監控系統主要是收集路段上的外場設備數據、事件數據和高速公路的交通信息等，把收集回來的信息通過TGIS在地圖上顯示，對信息、高速公路養護和管制等疊加在路線網絡中，并且對此進行事故處理、協調和誘導等。為了使這種功能充分發揮，增強調度的自動化程度，還在系統中增添了事件處理功能，這種功能可以將交通事故、天氣狀況記錄下來。其實，交通監控系統的主要目的就是對交通進行一個誘導。交通誘導好比是一個訊息發送的端口，它通過設置固定的指示牌、可變情報板、信息等設備，發送出及時有效的信息，為車主提供最有效的交通訊息，讓車輛在道路上可以舒適、暢通地行使。在高速公路交通誘導方案里，又分為自動和半自動誘導兩種。假如是自動誘導，就會根據情況自動在交通擁堵的地方誘導信息。假如是半自動誘導，系統就要啟動中心的聯動系統，經過工作人員分析后，確定好誘導方案，通過外場提示給監控中心的值班員，對交通進行誘導。

二、高速公路智能監控無線通信技術

1、高速公路智能監控中的移動網絡通信技術

移動網絡定位技術是利用無線通信網絡，通過對接收到的無線電波的一些參數進行測量，根據特定的算法對某一移動終端或個人在某一時間所處的地理位置進行精確定位，以便為移動終端用戶提供相關的位置信息服務，或進行實時的監測和跟蹤。根據移動網絡定位的基本原理，移動定位大致可分為兩類:基于移動網絡的定位技術和基于移動終端的定位技術，還有把這兩者混合定位作為第三種定位技術，也是本文高速公路管理系統所基于的移動網絡定位技術。無線網絡定位技術為移動通信開拓了更大的發展空間，提供了更多的商機，無線網絡運營商可以提供的定位服務目前有移動安全支付、信息追蹤、導航、數據集成產品等方方面面。3G目前在我國的廣泛應用和移動網絡定位技術的完善為基于移動網絡的高速公路智能管理系統在理論上提供了可靠的技術支撐。

2、高速公路智能監控中的藍牙技術

在高速公路智能監控中藍牙技術的應用主要體現在電子收費系統中的應用。當前世界先進的電子收費系統都是利用先進的車輛自動識別(Automatic Vehicle Identification簡稱AV I)技術、車輛牌照檢測技術和移動網絡通信技術來實現高速公路收費管理系統與車輛之間的數據通信。通過車輛自動識別系統對車型進行鑒別，確定收費的類別，然后由車輛牌照檢測系統對車輛車牌號進行牌照記錄，返回是否可以通行的結果，最后由移動網絡通信技術承載各個環節的數據通信功能，如果全部正常，則車輛自動放行。在使用該系統的高速公路上，機動車駕駛者只用為車身內安裝的收費傳感器充值，通過高速公路入口時系統進行目動繳費，無需停車人工繳費，因此相比于以往的人工停車繳費，電子收費可以很快的實現繳費過程，大大提高收費口的車輛通過能力，減少高速公路入口的車輛排隊等候激費現象。電子收費子系統工作路徑圖如下：

3、高速公路智能監控中的信息服務技術

信息、服務系統主要負責收集各種高速公路機動車駕駛者可能需要的各種服務信息包括天氣信息、運營時間信自、、道路信自、、服務站信自、等等。信息服務是實現高速公路服務信息化，提高服務質量的非常重要的一套系統。為出行車輛提供高速公路上的所有服務信息，幫助司機做出合理的行車判斷，避免行駛路線錯誤而導致的各種困擾，預防可能發生的交通事故。每一輛車都能充分享受高速公路服務的同時，也能促進高速公路降低事故發生率，降低服務成本，從而讓實現非常可觀的外部效應，促進高速公路整體經濟效益的提升。信息服務系統工作路徑圖如下：

如上圖所示，信息服務子系統從后臺總系統獲得電子收費子系統及實時監控子系統所收集的各項信息，并自主收集影響高速公路車輛行駛各項因素的信息，然后對這些信息進行綜合分析，得出結果，并將結果同時發送給后臺總系統，并針對具體的車輛通過車載裝置接收提供針對性的服務信息提供。高速公路行駛的車輛也可以根據自身的需求定制個性化的信息服務，從而獲得更好的服務體驗。

結束語

綜上所述，隨著交通運輸業的發展，高速公路的發展也是非常快的。在具體的高速公路管理中，智能監控無線通信技術對于高速公路管理水平的提高以及自身發展都有著不可忽視的重要作用，要切實把握上述幾種主要的技術手段，促進高速公路的進一步發展。

淺談無線通信監控技術的應用:基于無線通信技術的電力設備在線監控系統

摘 要：無線通信技術（GPRS）具有傳輸速率高、接入速度快、支持IP協議、按流量計費等優點，適合工業監控的特點和需求。本文介紹一種基于GPRS技術的電力系統在線監控系統，系統構建簡單，不受地理位置限制，性價比高，工作穩定可靠。

關鍵詞：GPRS；監控；在線

1 系統總體設計

傳統的有線和無線通信方式已經在配電網監控系統中得到了成功的應用，但是網絡建設費用大，尤其是有線網絡還要受到空間的限制，建網施工工程量大。而GPRS已相當成熟，網絡資源非常強大，覆蓋范圍十分廣泛，加之以上所述優勢，若在配電自動化系統中能采用GPRS進行數據傳輸，則可輕易實現對系統的監控，而且系統擴展方便，工程實施快、簡單易行，性價比高，工程費用低，擴容方便，可靠性好，日常維護工作量小。因此，用GPRS來實現電力信息的傳輸，為電力網的監控開辟了新發方法。

數據的采集采用專用的傳感器，由于傳感器分布在現場的不同采集點，因此需要集中器，完成數據的集中再轉發。采集倒的數據經穩壓、濾波、A/D轉換之后，送至微處理器的I/O串口。微處理器對采集到的數據進行分析，如果有突變的數據需緊急處理，現場的報警模塊會提醒現場的操作人員，采取緊急措施。處理完的數據經串口送至編碼器按照GPRS碼規則進行編碼送至GPRS MODEM。至此，完成了數據的采集、處理等傳輸前的準備工作。當數據送至GPRS MODEM后，GPRS MODEM通過承載GPRS網絡的空中接口傳輸數據。此時GPRS網絡有兩種方法傳輸數據，方法的選擇視網絡狀況而定。一種方法是GPRS讓數據通過INTERNET將數據傳送到遠程控制中心；另一種方法是GPRS將分組數據通過空中接口，送至監控中心的GPRS MODEM，數據在解碼器中將分組數據譯碼成服務器能識別的數據，利用RS232/RS485輸入服務器。

數據送到服務器中后，服務器對數據進行分析，然后經路由送到人機交互界面。操作人員通過觀察服務器的分析報告，或者使用軟件與數據庫的數據進行比對，得出被監控對象的運行狀況，從而決定是否需要對被監控物采取動作。

2 系統軟件及硬件設計

采集到的數據采用RS232/RS485 總線，經MAX系列芯片進行電平后送至處理器串口。

處理器處理之后的數據采用同樣的方式將數據送至GPRS MODEM等待傳輸。GPRS MODEM選用西門子公司的MC39i，MC39i是西門子公司生產的工業級GSM/GPRS模塊，它包括有一個天線接口、SIM卡座接口和一個40腳的ZIF插座。ZIF接口包括電源部分、RS232接口部分、語音部分、在線升級接口部分和其他信號接口部分。

MCU部分采用的是ATMAL公司的16位單片機AT89C51，內含128KFLASH，SKRAM。16位MCU是裝置的核心，開發中充分利用AT89C51集成度高、模塊功能強的優點，裝置的軟件存放在片內大容量FLASHEEPROM，片內RAM存放實時數據、程序中變量等，E2ROM內存放定值。數據、地址總線不引出MCU，具有良好的抗干擾性能，而且Pl口、P2口可用來擴展并行接口的設備，如LCD和D/A轉換等。

配電變壓器的運行參數包括三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數等。CS5460A是單相雙向芯片，它具有測量電流有效值、電壓有效值、瞬時電壓、瞬時電流、瞬時功率和計算能量的功能。

RESET是CS5460A的硬件復位引腳，給它一個低電平信號可以復位CS5460A，CS是CS5460A的片選引腳，用于是否選中CS5460A對其進行操作，CS5460A中的數據及命令字的輸入和輸出是通過SDI、SDO這2個管腳實現的，SCLK決定串行數據的速率，當SCLK為上升沿時在SDI上的數據可以寫入，在SDO上的數據可以讀出。另外，CPU也可以通過INT、EOUT、EDIR讀出測得的參數值。INT是中斷輸出端口，當該引腳為低電平時，說明結果寄存器已被更新，應從中讀出數據。EDIR、EOUT是能量方向和能量輸出端口，能量方向指出能量的正負，能量輸出是與能量成正比的速率輸出。被測量的電壓和電流信號通過變壓和變流器接入IIN+、IIN-、UIN+、UIN-差分電流、電壓輸入管腳以供進行模數轉換，模數轉換的基準電源輸入由VREFIN給出。

由于同一模塊每次上線獲得的IP可能是不同的，因此一般情況下數據采集服務器無法主動對GPRS模塊進行定位。解決方法是數據采集服務器端使用靜態IP，并且事先將這一靜態IP寫入模塊中。

傳輸數據時，數據鏈路層采用PPP協議，傳輸層采用面向連接的TCP協議。在GPRS網絡中，數據傳輸就是IP數據報通信過程，模塊向網關發送的PPP報文都會傳送到INTERNET網中相應的地址，從而實現采集數據和INTERNET網絡通過GPRS MODEM的透明傳送。

3 結束語

本文提出了基于GPRS的電力設備遠程監控系統的總體設計方案，并初步完成了系統的整體設計。系統充分利用GPRS技術在遠程數據采集方面的優勢，使得該系統具有較強的可擴展性、通用性和靈活性。提高了電力自動化程度，彌補了當前電網監測系統的缺陷，為電網的正常運行提供了良好保障。