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油田监控

基于2G/3G/4G DTU加油站数据采集系统

时间:2016-07-26 来源:本站原创

摘要:本文提出了一种基于2G/3G/4G的无线 数据采集系统设计原理和实现方案,简要介绍了2G/3G/4G 技术的基本知识,描述了2G/3G/4G无线传 输应用于石化数据传输的实现方法。通过实际应用,获得了理想的效果。
关键词:2G/3G/4G;DDN;石油;化工;无线数传;加油站;数据采集;

 

一、背景介绍

随着我 国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,对成品 油的需求迅速增长。中国成 品油零售市场对外开放已近两年。审视国 内成品油市场环境,一个微 妙的变化日益清晰,那就是 作为成品油销售最前端的加油站被推到了市场最前沿。作为石 油工业链条中的重要一环,加油站 行业同样维系着国民经济命脉。如何在 市场日益开放的大环境下守住或争夺这块阵地,无疑是 要有专业的先进管理水平和快速的优质服务。

原有加 油站信息系统地面网络建设较早,设备性能低,线路速度低,时延长,已很难 满足各子站各种安全数据,库存数 据等资料传输的要求,很难满 足进行数据综合传输的需求;卫星网覆盖面小,速度低,且加油 站之间无法直接通信,限制了网络功能。因此,构建一个更完善,更快捷,更安全 的气象广域网络平台迫在眉睫。广域网不仅要在速度,容量上完全满足需求;而且需 要将原本松散的网络从规格,管理软件,安全防 护等方面进行整合和统一。并且还 需要具有可扩展性,未来可 以方便地进行升级。而以上 的这些不足都可以通过2G/3G/4G无线网络来实现。

 

二、传统方式对比

1、电话拨号方式:当用户刷卡后,POS机通过 拨号接入公司数据中心,接通后传送交易数据。这种方 式的最大问题是在安全上存在很大隐患,由于电 话拨号保密性较差,电话拨 号音可能会泄露用户的密码。另外,在使用 电话拨号方式时,顾客每刷卡一次,POS机就拨号一次,需要10-20秒时间建立连接,因此每 笔交易时间较长。同时,由于POS机使用普通业务电话,容易发生掉线,安全性也较差,拨外线容易占线,对场所依赖性很强,移动性差,从而影 响交易的实时性。 
2、专线方式: POS机往往采用RS-232接口联 网后通过一条专线连接到银行数据中心。专线方 式的优点是线路传输质量较高,但其缺点是DDN专线月租费较贵,DDN专线初装费约为5000~10000元,每月的 线路使用费约为800~1200元左右。

 

三、本方案优势

在以上 的分析中我们可以明显看到传统的方式和网络连接方式已经不能满足加油站低投入高效益的需求。网络改造迫在眉睫,但是如果采用2G/3G/4G无线方 式传输数据则有情况就大不一样了,具有以下优势:


1、安全保密性高。一方面 与传统有线传输方式相比较,无线传 输仅仅指的是从用户端到2G/3G/4G基站,而从基 站到用户数据中心都是通过有线网络进行传输。另一方面,由于2G/3G/4G所采用 的无线通信技术也决定了较其他无线通信方式具有更大的安全保障。
2、资费便宜,计费合理。2G/3G/4G资费包月资费很便宜,由于没 有大数据量的传输,所以没 有必要采用资费很高的专线(DDN等)。而2G/3G/4G可以根 据通信的数据量进行计费。在2G/3G/4G网中,没有数 据传输时是不被计费的。所以营 业网点不需要频繁建立连接,当然也 不必支付传输空闲时的专线费用,而客户 再也不用不耐烦地等待电话拨号登录的过程。
3、设备投资低。传统的DDN等专线,专线Modem,拨号方式则需要购买Modem Pool ,普通Modem,ISDN Modem等设备。而采用2G/3G/4G无线方 式只需要购买无线数传即可,投资要小得多。
4、新增和改变网点方便。如果采用了2G/3G/4G方式,用户可 随意改变自己的营业网点,而无须 担心线路的维护或在移动时导致的通讯中断。新增营 业点时也无需进行布线,埋线等 牵涉多方的工作。
5、线路稳定,永不掉线。2G/3G/4G采用的分组技术,所以能 够最好地支持频繁的或少量突发型的数据业务。
6、网络接入速度快。2G/3G/4G登录网 络的时间时很短暂,相对拨号方式的1、2分钟,它只需要5-6秒,而且一旦连接,则时刻在线,因此可 以提供与现有数据网的无缝连接。
7、传输速率高。提供高达153.6Kbps的分组数据业务,可以开展无线INTERNET,无线多媒体,无线电子商务,视频点播等业务。
8、网络覆盖好。由于2G/3G/4G使用是800M的频段,它的覆 盖广度和深度好,从2001年开始建设2G/3G/4G网络,经过三 年共三期的建设,到2003年,2G/3G/4G网络总容量达到5000万户以上,网络覆 盖包括西藏在内的全国31个省、自治区、直辖市的300个以上地级市,经济发 达地区覆盖到乡,中等发 达地区覆盖到县。与此同时2G/3G/4G 提供覆盖全国99%地域范围的可漫游、移动无线数据服务。2G/3G/4G网络覆 盖已经非常完善,而且具备PDSN服务节点,保证无 线分组数据接入的可行性。
9、2G/3G/4G技术采用800兆频段,具备绿色环保,辐射小等优于GSM无线传输的优势。在射频火花能量大于6瓦时,极短时 间即可引燃可燃气体,引发加 油站安全生产事故,而2G/3G/4G系统发 射功率最高只有200毫瓦,普通通 话功率可控制在零点几毫瓦,其辐射 作用可以忽略不计。


四、系统构成

 (图)加油站 数据采集系统示意图

1、加油站数据采集终端
加油站 数据采集终端负责主要分为下面三类:
1)加油站 油罐实时监测数据:通过液位仪,流量计,空气甲醇含量探测器,烟感,温度,湿度等 监测设备对油罐的油料进出管道泄漏情况和油库环境进行实时监测。
2)加油交易数据:直接获 取加油机加油记录,加油站 进行每一笔加油的收款,打票处理,其明细 的商流数据能对营销分析提供强大的支持。
3)IC卡油积分系统数据:通过成 品油零售的电子化,以IC卡取代传统的现金,油票等结算方式,实现加 油款的电子支付和交易数据的自动采集。
2、无线传输设备
鉴于对 通讯模块的要求,选择厦 门才茂通信无线数传。它具有体积小,功耗低,配置使用简单,即插即用。支持主备数据通道,并行多数据通道,实时在 线和按需拨号多种工作方式,并且支持APN网络接 入等功能不仅可以保障数据安全可靠还能让客户根据需传输节省资费。
3、数据管理中心
油库业务管理(对接收 到的业务数据源进行和管理);油库安全管理(管理接 收到的油库安全信息并设置安全阀值报警);数据管理(数据库备份、恢复等功能);
加油站采集终端通过RS232/485通讯接 口与无线数传串口连接,数据监 控中心可以采用多种方式连接网络,例如固定IP,APN,ADSL等。
无线传输设备通过GPRS网络连 接到远程数据中心服务器主机,与中心建立TCP/IP连接后 开启透明数据通道。当采集 终端需要上报数据的时候将数据直接送往串口,此时无 线数传就会把收到的数据原封不动地发送到数据中心服务器主机。当数据 中心下发的命令或数据传输到无线数传后,无线数 传通过串口送到采集终端,从而实 现了数据双向透明传输。

五、系统功能

该系统 主要是对加油站的所有管理数据的集成。并且通 过网络将各个油库和他们所属的销售管理部门联系起来,及时的 反馈加油站各类信息,供销售 管理部门制订计划。通过数 据中心实现数据共享后成品油销售管理系统将覆盖成品油销售系统的进、销、存、管理的所有环节,使各个 环节的管理更科学,更合理;同时也 使所有的环节运转更紧密,更高效,反应更迅速。具体在 加油站管理业务中包含以下功能:油库业务管理,罐存监测管理,车队业务管理等。


油库业务管理:主要针 对整个油库的实际业务活动进行管理,包括入库管理,出库管理,实物库存管理,出库日报,保管库存管理等。
油库安全监测:主要针 对油库的环境变化进行系统监测,把险情 发生的概率降到最低。
入库管理:入库数据,统计超耗及途损。
出库管理:对销售,代储,移库,配送等 多种出库业务类型进行管理。
实物库存管理:提供油 罐动态计量及库存数据。
出库日报:提供油 库每日出库统计。 
保管库存管理:提供日/月报保管帐制作。
油库盘点:提供油库商品盘点表,损溢统计,油品调整。
罐存监测管理:系统定 时接收加油站返回的数据,加油站 定时巡检油罐的各个测量点,回报各 个测量点的温度和压力状况,以及整 个油罐的液位高度。所有油罐的温度,压力和 液位高度数据通过2G/3G/4G返回系统,记录在数据库中。还可进 行油罐安全监测和存量历史跟踪。
车队管理:能按照 供油需求和供油安排,制定详 尽的车队运油计划,建立运输安排。并按照 内部运输的要求进行车队运输的统一安排和管理(此系统 需要石油行业物流配送系统支持)。
通道建立成功后,无线数 传串口实时监控采集器的数据,只要集 线器串口有数据过来,无线数 传将全透明进行实时传输。如果数据量小,或需要 定时传输数据的,无线数 传可设置数据触发模式,或根据 加油站的实际应用也可考虑修改软件来实现数据传输的需要。这样就 可灵活应用不同的数据传输需求来采取不同的传输方式,以减少 及节约不必要的传输费用。


 

六、本方案优点

1、利用才 茂通信无线数传可不用布线,且采用 多点对一中心的组网方式,实现了 数据的一中心统一管理。
2、无线数 传采用高性能工业级处理器以及看门狗等安全机制设计,保证无线数传 万一通 信中断也会自行检测然后自动断电重启,保证无 线数传永远在线,通信链路永远正常。
3、由于采 集点是直接连入中心,对现有 的网络不会造成任何的中断和影响。
4、无线数 传采用标准的工业串口通信,即插即用,且高规格的模具设计,体积小巧方便维护。
5、无线数 传完全采用国际标准的TCP/IP安全传输协议机制,保证数 据的安全和及时,而且采 用完全透明传输机制,保证数据的准确性。
6、多中心设计,可同时设置4个中心监控采集现场,避免因 某个中心网络不稳定或者关闭导致无法对加油站现场进行监控而产生安全隐患。
7、无线数 传进行人性化工程设计,可是工 程人员无需到现场就可以远程直接对网络参数进行相应的配置,达到时 间和人力的合理利用。
8、高规格材料选配,可在 -40~+75oC, 相对湿度 95%(无凝结)环境下正常工作。

 

七、总结

加油站2G/3G/4G数据采 集系统的建立标志着石油化工行业的先进管理水平,能通过2G/3G/4G的准确、快速的数据传输,中心可 进行对数据的存储,历史趋势分析,报表打印等信息查询,可不断 地对各个加油站的最新数据进行统计及分析,了解加 油站的最新情况,以方便 控制中心对加油站做到更快,更好、准确的调度工作。

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