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HG2000系列燃氣安全監控系統的現狀與未來(lái)
摘要：本文描述了HG2000系列產(chǎn)品的系統組成，網(wǎng)絡(luò )結構、系統功能和性能，重點(diǎn)介紹了平臺化、模塊化的系統特色，以及解決通訊可靠性和電源可靠性的方法。并提出了對全市聯(lián)網(wǎng)、WEB化服務(wù)的方案。
近幾年來(lái)隨著(zhù)信息化浪潮的到來(lái)和生活水平的提高，住宅信息化、智能化已經(jīng)成為一種時(shí)尚。與之配合，人們開(kāi)發(fā)了多種功能各異的保安系統，這些系統大多以小區管理為中心，對往宅內的多項參數進(jìn)行遙測、遙控和遙調。
根據數據流量和對運行可靠性要求的不同�？蓪⑦@些系統歸為兩個(gè)大類(lèi)：1.信息化系統：如寬頻網(wǎng)絡(luò )、CATV、電話(huà)是用來(lái)傳輸海量信息(獲取文件、影音信息等等)的，數據量大，要求高帶寬、速度快、延時(shí)小但是對設備的可靠性以及電磁兼容性要求不高，設備只有在使用時(shí)開(kāi)機。2.工控系統，如遠程報警、遠程控制、遠程數據采集。數據量小，但是對可靠性和電磁兼容性要求很高，要求符合《信息技術(shù)設備的電磁抗擾度》標準。設備要求24小時(shí)開(kāi)機，有不間斷電源，不能產(chǎn)生誤動(dòng)作和數據錯誤。
由于這兩類(lèi)系統要求不同，所以將兩個(gè)系統集成在一起的難度比較大，一切的問(wèn)題都是經(jīng)濟問(wèn)題。一般來(lái)講，如果要實(shí)現兩類(lèi)系統的集成，在每個(gè)家庭都要求有一個(gè)工控級的PC作為前端機，保證24小時(shí)開(kāi)機，這樣就必須加長(cháng)延時(shí)的UPS電源，這些設備都是很昂貴的。比較起來(lái)還是分為兩個(gè)系統成本比較低廉。
我們漢光公司從事的正是工控類(lèi)系統的研制開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)安裝。下面我們主要就工控系統來(lái)討論。
1HG2000系列智能住宅安全監控及數據采集系統現狀
HG2000系統已經(jīng)在北京和成都、奧林匹克花園等地投入運行一年有余，HG2000A系統已經(jīng)投入運行將近半年。對于燃氣泄漏報警、切斷、遠程控制以及抄表都已經(jīng)實(shí)現。并且已經(jīng)通過(guò)CDPD實(shí)現了一個(gè)全市聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗系統，一旦集團公司的搶險調度中心建成立即可以實(shí)現全市聯(lián)網(wǎng)的燃氣監控。我們正在自己研：制用電話(huà)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的燃氣監控中心的管理軟件和GW201電話(huà)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)以及大流量用戶(hù)監控器，預計今年年底之前管理軟件的測試版和網(wǎng)關(guān)及監控器樣機可以問(wèn)世，2001年上半年可以投入實(shí)際運行。
在物業(yè)管理方面，我們正在研制小區的巡更系統、停車(chē)場(chǎng)和會(huì )所消費一卡通系統，將為智能化小區提供：一套完整的解決方案。
2小區內HG2000系列產(chǎn)品的實(shí)現
2.1平臺的建設和傳輸介質(zhì)的選擇
在我們這個(gè)行業(yè)里。有許多產(chǎn)品，比如單獨的抄：表系統。能夠進(jìn)行3表抄錄；單獨的報警系統可以用電話(huà)線(xiàn)實(shí)現防盜報警；單獨的燃氣泄漏報警系統或報：警加切斷的系統；也有一些系統實(shí)現了一定程度的集成，將抄表、報警、燃氣切斷集成在一起，但是到目前為止我們發(fā)現這種集成還僅僅是功能的堆砌，不是有機的集成。其實(shí)所有上述的功能不外乎兩個(gè)方面，數據采集：抄表、報警、讀取狀態(tài)等等。數據發(fā)送：控制。只要對各種設備進(jìn)行分類(lèi)編號，對每個(gè)設備給出幾個(gè)參數類(lèi)別，就完全可以制定一個(gè)統一的通訊協(xié)議來(lái)實(shí)現各種復雜的功能。正是在這個(gè)基礎上我們建立了一套適用于住宅的、針對數據傳輸的而不是針對具體功能的通訊協(xié)議，從而建立了一個(gè)平臺，在這個(gè)平臺上實(shí)現一種新的功能只是增加了一個(gè)新的設備號碼，和關(guān)于這個(gè)設備的一個(gè)數學(xué)模型，而不再是重新設計一套系統。這樣就可以以非�？斓乃俣冗m應市場(chǎng)的要：求，而且對于已經(jīng)安裝了系統的用戶(hù)可以進(jìn)行系統的升級，而不用拆掉重來(lái)，從而為用戶(hù)節約資金，正象在WINDOWS上增加一個(gè)新的功能一樣，不用將原來(lái)的電腦換掉只需安裝一個(gè)新的應用程序。另外，在硬件設計方面。將所有的功能集中在一個(gè)線(xiàn)路板上的方式是目前大多數集成的系統所采用的方式，我們認為這是不科學(xué)、不合理的，不同的用戶(hù)會(huì )有不同的需求，有些用戶(hù)只需要抄表的功能，有些只需要安防的功能，用一套設備想適應所有的需求是不現實(shí)的。因此，我們采用了模塊化設計的方式，可以適應用戶(hù)的各種需求。
在以上的種種系統中，傳輸介質(zhì)也不盡相同。有采用電力線(xiàn)載波的系統，有采用電話(huà)線(xiàn)的系統，有采用LONWORKS總線(xiàn)的系統、有采用485總線(xiàn)的系統、有采用雙向CATV網(wǎng)絡(luò )的系統等等種類(lèi)非常繁多。漢光公司的系統是采用485工業(yè)控制總線(xiàn)，采用具有自主知識產(chǎn)權的通訊協(xié)議構成的一套現場(chǎng)總線(xiàn)作為通訊介質(zhì)。為什么我們要選用485總線(xiàn)作為通訊介質(zhì)呢?電力線(xiàn)載波所采用介質(zhì)是一種不可靠的介質(zhì)，在這種介質(zhì)中，如果不進(jìn)行嚴格的校驗，數據出錯的幾率，也就是誤碼率非常高，如果進(jìn)行嚴格的校驗，實(shí)時(shí)性難以保證。因此只能用在一些對實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合，比如抄表，在晚上，一般電力線(xiàn)上噪聲比較小，誤碼率比較低，可以選擇在晚上進(jìn)行。但是如果對實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合則不適宜采用。漢光公司的產(chǎn)品有報警和控制功能，要求實(shí)時(shí)性高，必須采用可靠的信道進(jìn)行傳輸，不適宜采用電力線(xiàn)載波方式。電話(huà)線(xiàn)方式是比較方便的，但是要求用戶(hù)必須再申請一部電話(huà)專(zhuān)門(mén)用來(lái)數據傳輸用戶(hù)難以接受。LONWORKS系統是一套非常優(yōu)秀的現場(chǎng)總線(xiàn)，但是一方面價(jià)格非常昂貴，另外一方面，LONWORKS技術(shù)是用來(lái)實(shí)現比較小型的工業(yè)控制系統的，而且沒(méi)有為住宅內部的計量短路、斷路的測量、閥門(mén)控制等等提供專(zhuān)門(mén)的接口，使用起來(lái)不是十分的方便。采用CABLEMODEM將信號在CATV網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行傳輸是一個(gè)比較理想的方式，但是目前的網(wǎng)絡(luò )都是單向網(wǎng)絡(luò )，必須進(jìn)行雙向改造，這不是我們或者大多數開(kāi)發(fā)商力所能及的。另外，在國內進(jìn)行雙向網(wǎng)絡(luò )改造的技術(shù)還不是十分完善，因此也影響了HFC的進(jìn)程，原因是中國的用戶(hù)使用CATV系統很不規范，在戶(hù)內有兩臺電視的情況下不采用分支器，而是直接連接，大大影響了系統階性能。工程安裝也存在很多問(wèn)題，原來(lái)的系統品質(zhì)就不是很好。
在綜合了以上種種原因之后，我們認為在目前情況下，采用485工控總線(xiàn)作為下層總線(xiàn)是最為合理的方案。在上層總線(xiàn)的選擇方面，我們考慮到目前小區局域網(wǎng)的建設，采用了以太網(wǎng)，這樣就使我們的系統可以直接利用現成的以太網(wǎng)。從而減少重復的投資并實(shí)現高速傳輸。我們將工控級的PC作為區域主機，有以太網(wǎng)接口，作為以太網(wǎng)和485總線(xiàn)的網(wǎng)關(guān)，使系統可靠性得以很大的提升。
我們認為，在這套系統中，介質(zhì)問(wèn)題是一個(gè)枝節問(wèn)題，核心的問(wèn)題在于一個(gè)軟件平臺的建立。只要建立了平臺，采用什么樣的網(wǎng)絡(luò )目前都有現成的技術(shù)和設備。
2．2系統的結構和特點(diǎn)
在系統結構中我們采用了一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)--HUB485集線(xiàn)器——從而使485總線(xiàn)在構成一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò )時(shí)仍然十分穩定可靠。
RS485總線(xiàn)是一種工業(yè)控制的總線(xiàn)，總線(xiàn)制有一個(gè)非常大的優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)單，另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是所有設備的接口都是統一的。但是總線(xiàn)要求節點(diǎn)距離總線(xiàn)的距離在1m以?xún)�，否則，整個(gè)系統的傳輸特性將發(fā)生很大的變化，使數據傳輸變的不可靠。在工業(yè)控制的現場(chǎng)，由于節點(diǎn)數量少�？臻g寬敞，一般情況都可以滿(mǎn)足要求。但是在住宅智能化實(shí)際工程中，完全按照總線(xiàn)方法布線(xiàn)幾乎是不可能的。另外總線(xiàn)制有一個(gè)非常大的缺陷就是，一點(diǎn)短路，整個(gè)系統將癱瘓。因此在節點(diǎn)非常多的情況下采用這種方
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