一種新型數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的三種應(yīng)用架構(gòu)，結(jié)合SCADA系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的今天，SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端都會發(fā)生新的變化。

　　(1)監(jiān)控中心

　　監(jiān)控中心由硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件組成。

　　硬件設(shè)備：在滿足網(wǎng)絡(luò)功能要求的前提下，采用云計算概念，主要功能在服務(wù)器上完成，用云終端代替操作員站與管理員站的計算機(jī)，簡化操作員站與管理員站的硬件設(shè)備，提高系統(tǒng)的安全性、可靠性，便于系統(tǒng)功能與規(guī)模的擴(kuò)充。

　　應(yīng)用系統(tǒng)軟件：在滿足一般使用要求的前提下，需要強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，由傳統(tǒng)點(diǎn)到點(diǎn)的SCADA系統(tǒng)發(fā)展為端到端的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議架構(gòu)系統(tǒng)。在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的今天，應(yīng)設(shè)計以下功能：

　　◆支持PDA、智能手機(jī)作為操作終端

　　SCADA系統(tǒng)軟件直接支持智能手機(jī)作為操作終端。

　　這使得SCADA的使用范圍從監(jiān)控室擴(kuò)大到任何手機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以到達(dá)的區(qū)域。

　　◆遠(yuǎn)程組態(tài)和維護(hù)技術(shù)：SCADA系統(tǒng)的組態(tài)采用B/S結(jié)構(gòu)，B/S結(jié)構(gòu)即瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的軟件，可提供很強(qiáng)的遠(yuǎn)程維護(hù)支持，大大降低項(xiàng)目實(shí)施和維護(hù)的成本。

　　◆多種的權(quán)限管理：傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)的操作員是限定在很少的幾個人，而現(xiàn)在SCADA系統(tǒng)是面向全企業(yè)不同層面、不同部門的人員提供服務(wù)的網(wǎng)站發(fā)展，這就要求SCADA軟件具有多種權(quán)限支持。

　　◆視頻與工業(yè)數(shù)據(jù)一體化：將現(xiàn)場視頻與SCADA調(diào)度系統(tǒng)集成在一起，突出了調(diào)度決策的現(xiàn)場感知效果。

　　(2)通訊網(wǎng)絡(luò)

　　兼容多種通信模式，如將無線專網(wǎng)、GPRS/CDMA/3G、光纖網(wǎng)及衛(wèi)星網(wǎng)等，通過物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，真正組成一個可連接各種感知終端的有機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)平臺。

　　(3)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端

　　根據(jù)需要選用WSN/Wi-Fi等無線組網(wǎng)方式，增加現(xiàn)場組網(wǎng)的靈活性。

　　應(yīng)具有很強(qiáng)的通訊能力，自帶以太網(wǎng)接口，在監(jiān)控現(xiàn)場根據(jù)不同的采集對象選擇不同的組網(wǎng)方式：對于數(shù)據(jù)采集，利用WSN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集比較分散的傳感器;對于視頻采集，利用Wi-Fi無線組網(wǎng)。無論采用哪種無線組網(wǎng)方式均能減少布線、施工的工作量。

　　WSN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　◆成本低：WSN節(jié)點(diǎn)采用嵌入式處理器和存儲器，就單個節(jié)點(diǎn)而言，硬件成本是較低的。WSN采用開放的簡化ZigBee協(xié)議棧，工作在2.4GHz免執(zhí)照的ISM頻段。

　　◆對等網(wǎng)絡(luò)多冗余、高可靠性：WSN沒有嚴(yán)格的控制中心，所有節(jié)點(diǎn)地位平等，是一個對等式網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)可以隨時加入或離開網(wǎng)絡(luò)，任何節(jié)點(diǎn)的故障不會影響到整個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，具有很強(qiáng)的抗毀性。

　　◆組網(wǎng)能力強(qiáng)：支持樹狀、星狀、網(wǎng)狀等多種組網(wǎng)方式，網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)和展開無需依賴于任何預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，節(jié)點(diǎn)通過分層協(xié)議和分布式算法協(xié)調(diào)各自的行為，節(jié)點(diǎn)開機(jī)后就可以快速、自動地組成一個獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。

　　◆多跳(Multi-hop)路由：WSN節(jié)點(diǎn)通信能力有限，覆蓋范圍只有幾十米到幾百米，節(jié)點(diǎn)只能與它的鄰居直接通信。如果希望與其射頻覆蓋范圍之外的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，則需要通過中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由。WSN中的多跳路由是由普通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)完成的。