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1． 引言

    水文監(jiān)控在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中地位關(guān)鍵，盡管各水文站都有相應(yīng)設(shè)施對(duì)各自轄區(qū)進(jìn)行測(cè)控，但是彼此系統(tǒng)不兼容，導(dǎo)致了信息的孤島化，為進(jìn)一步提高水文決策的有效性和可靠性，從經(jīng)濟(jì)和安全的的角度出發(fā)，盡量少添設(shè)備和資金的前提下，設(shè)計(jì)出擴(kuò)展性很強(qiáng)且在擴(kuò)容升級(jí)時(shí)浪費(fèi)最少的系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循開放性原則，能夠支持多種硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，軟、硬件支持二次開發(fā)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和通信樞紐采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，具有與其他信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享的能力，且適應(yīng)將來的廣域擴(kuò)展的系統(tǒng)，易于構(gòu)造覆蓋全國(guó)的廣域網(wǎng)。通過將眾多的分散信息的集中處理，實(shí)現(xiàn)了全國(guó)水文水資源集中監(jiān)控管理的強(qiáng)大功能。
    2．LON總線及LonWorks技術(shù)特點(diǎn)

    （1）開放性：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必須是開放的，并且對(duì)任何用戶都是平等的。

    （2）互操作性：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議需要完整到任何制造商的產(chǎn)品都可以實(shí)現(xiàn)互操作。

    （3）通信媒介：可用任何傳輸媒介進(jìn)行通信，包括雙絞線、電力線、光纖、同軸電纜、無線

    波和紅外光波等，且多種媒介應(yīng)能夠在同一網(wǎng)絡(luò)中混合使用。所以可以根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境選擇不同的收發(fā)器和介質(zhì)。

    （4）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：應(yīng)能使用所有現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如主從式、對(duì)等式以及客戶/服務(wù)器方式。

    （5）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌簯?yīng)該不受總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋯我恍问降南拗?，用戶可以選擇任意形式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?BR>
    目前較流行的現(xiàn)場(chǎng)總線，如FF、CAN等，都達(dá)不到上述要求。而LonWorks技術(shù)卻可以完全滿足上述這些基本要求?；谏鲜鲆幌盗械目紤],選用了lon總線, LonWorks技術(shù)是美國(guó)Echelon公司于1990年12月為支持LON總線推出的全分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特點(diǎn)如下：
     
    神經(jīng)元(Neuron)芯片是技術(shù)的核心，它具備了通訊與控制功能，并且固化了ISO的全部七層協(xié)議，LonTalk是LON總線的通信協(xié)議，支持七層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提供了一個(gè)固化在神經(jīng)元芯片的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)通信采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法（網(wǎng)絡(luò)變量），使網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化為參數(shù)設(shè)置，從而節(jié)省了大量的設(shè)計(jì)工作量。

    下面為某省的灌溉總渠的控制網(wǎng)絡(luò)給出基于lonwork總線技術(shù)的設(shè)計(jì)，其管理4座大型電力抽水站、26座大型涵閘，1座水電站等，這些工程分布在3個(gè)市8個(gè)縣境區(qū)內(nèi)，其中各站的設(shè)備各異，采用LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把我國(guó)已國(guó)產(chǎn)化的水文監(jiān)測(cè)儀器與國(guó)外引進(jìn)儀器集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，或把新老設(shè)備方便地納入網(wǎng)絡(luò)，其成本比引進(jìn)外國(guó)成套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將是成倍數(shù)下降。

３．系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    3．1各分站與指揮中心的組網(wǎng)

    系統(tǒng)必須具備穩(wěn)定性、可靠性。設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮后備以及災(zāi)難恢復(fù)系統(tǒng)，若某個(gè)檢測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)不影響系統(tǒng)的其他部分正常工作，并能很快的排除故障正常運(yùn)行，由于各分站目前都已接通Internet網(wǎng)，所以一方面可以使分站接入Internet網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息的共享,在權(quán)限上可以實(shí)現(xiàn)控制中心的總調(diào)度的聯(lián)網(wǎng)方式,另一方面為了網(wǎng)絡(luò)的安全性和適時(shí)性需要可以同時(shí)應(yīng)用遠(yuǎn)程無線數(shù)傳系統(tǒng)作為上述組網(wǎng)方式的備份, GPRS是一種移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，在移動(dòng)用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接，給移動(dòng)用戶提供高速無線IP服務(wù)。GPRS采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無線信道，同一無線信道又可以由多個(gè)用戶共享，資源被有效的利用，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)120Kbps。使用GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收，用戶永遠(yuǎn)在線且按流量計(jì)費(fèi)，在汛期時(shí)可以起用該系統(tǒng)工作，大大的降低了服務(wù)成本。

    總站與分站的兩種連網(wǎng)方式如下圖1與下圖2所示。

    3.2.2設(shè)備(節(jié)點(diǎn))的設(shè)計(jì)

    （1）在一些不方便布線或僅須少量測(cè)量數(shù)據(jù)的較遠(yuǎn)區(qū)域（例如對(duì)某個(gè)局部地區(qū)的降雨量進(jìn)行測(cè)量），可以利用無線收發(fā)器加節(jié)點(diǎn)的方式經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)。這里我們可有多種選擇，常用直接的使用Control Network Solutions Ltd的Lon RF SMX Transceiver（通用射頻收發(fā)器）或 cns Lonwireless  transceiver(無線收發(fā)器)，其工作頻率為433MHZ。

    （2）對(duì)于新設(shè)置的控制節(jié)點(diǎn)可以在有技術(shù)能力的基礎(chǔ)上，較為經(jīng)濟(jì)的做法直接開發(fā)基于神經(jīng)元3150系列芯片的智能化的節(jié)點(diǎn)。而且把物理上相近的而且構(gòu)成單一控制環(huán)路一部分的小批I/O點(diǎn)組合成一個(gè)單一的節(jié)點(diǎn)往往是更經(jīng)濟(jì)的。

    （3）對(duì)于一些舊設(shè)備，如4-20mA傳感器或0-10V執(zhí)行器之類，利用現(xiàn)有的LonPoint 模塊可以把本身并不含有神經(jīng)元的傳統(tǒng)產(chǎn)品集成為一個(gè)真正開放的系統(tǒng)。

    3.2.3通信介質(zhì)的選用
   
    由于lon總線可用任何傳輸媒介進(jìn)行通信，包括雙絞線、電力線、光纖、同軸電纜、無線電波和紅外光波等，且多種媒介應(yīng)能夠在同一網(wǎng)絡(luò)中混合使用。所以可以根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境盡量保留原有的通信介質(zhì)。然而，對(duì)于不同介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)之間需用適當(dāng)?shù)穆酚善?。采用RTR-10路由器專用模塊，通過選擇連接兩個(gè)信道收發(fā)器模塊，可適應(yīng)各種不同的通訊介質(zhì)，在這種情況下可以權(quán)衡取舍。

    3.2.4網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、客戶機(jī)的連接

    利用網(wǎng)絡(luò)適配器PCL TA-21連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)適配器PCC-10連接作為客戶機(jī)的筆記本電腦，完成網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)的安裝維護(hù)工作。

４．結(jié)束語
  
    當(dāng)前，我國(guó)不僅在水文行業(yè)存在系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控問題，在其他的工控中一樣面臨著網(wǎng)絡(luò)的組建問題，如何經(jīng)濟(jì)地，安全地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控是一個(gè)值得大家探討的要事。

參考文獻(xiàn)

［1］美國(guó)埃施朗公司LONWORKS 系統(tǒng)介紹．［p］．北京，2005

［2］陽憲惠等.現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用［M］．北京，.清華大學(xué)出版社,1999

［3］電腦報(bào)報(bào)社．組建局域網(wǎng)．［M］．汕頭，. 汕頭大學(xué)出版社,２００６