附录热网远程监控系统数据通信协议说明附录串行通信控件常用属性介绍附录宏电软件开发包数据结构及函数介绍附录英文文献翻译东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页绪论课题设计背景我国北方地区冬季供暖普遍采用集中供热方式。通常个城市有几个区域供热网，个区域供热网包含有几十个到上百个换热站。热源厂通过城市高温供热管道将热水送至各居民小区企业中的换热站。在换热站，高温管道以下简称次网中的热水与进居室暖气片以下简称二次网的热水通过换热器交换热量。经过换热后，二次网中热水流入各居室中。在以上过程中，为了确保城市热网在最佳工况下稳定运行，方面要求各个热源厂对分散在不同地理位置的换热站中温度压力流量液位等参数集中实时监视，控制换热站中各设备的运行，同时根据从现场监测到的各换热站运行参数，调节热源厂运行工况。另方面热源厂也需要将本厂热网数据上传至城市供暖监管部门，以保证监管部门能够全面实时的了解整个城市供热系统的运行工况，并根据运行数据进行供热规划和科学调配，以实现城市热能的区域化管理，切实提高供暖质量。就我国目前供暖现状而言，大多数城市热网在工业自动化技术发展的强烈推动下已基本实现第层次的工厂级监控要求，各个热源厂依靠各自的工控软件维护全厂热网数据库，保证了隶属于本厂的各个换热站的正常工作。但是热网运行过程中更高级的城市化监控要求却因系统结构复杂，数据吞吐量大，现场热源厂情况千差万别，始终未得到真正意义上的实现，未能从根本上提高城市供暖工作的监管力度，制约了供暖质量的进步提高。因此，迫切需要为城市供暖行业开发个统的自动化信息集成平台，将各个分散热源厂的底层控制系统与供暖调度部门的上层管理网络进行纵向信息集成。热网的特点是点多面广，距离较远，且运行环境恶劣。因此，我国多数城市的热网监控系统都没有铺设专门的通信线路，而是采用数传电台或电话线拨号上网。采用数传电台作通信设备，需要向无线电管委会申请专用频点，易受风雨雷电的影响，需要人工巡查维护，并且由于发射功率大，易对仪表运行造成干扰。利用电话线拨号上网方式，虽然安装费用低，但运行期间电话费很高，速度不稳定，也无法很好的满足系统需要。针对上述两种通信方式存在的不足，本文采用无线通信方式予以解决，它充分弥补现有通信方式的不足。东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页本文研究的主要内容及目的意义本文研究的主要内容本文介绍了基于的热网远程监控系统，主要研究内容如下介绍了系统概述及总体结构热网远程监测系统由现场换热站控制器监控分站上位机监控分站数据传输单元监控中心站构成。系统采取中心对多点的服务模式，由监控中心站和多个监测分站组成。中心站设在供暖办，监测分站设在各个热源厂自控室。中心站负责定时发出分站轮询命令包，对应分站实时响应中心站数据上传请求，通过网络将本站中的供水温度供水压力回水温度回水压力等监测数据发送至中心站。分析了无线通信原理，构建了系统网络构建远程数据传输网络需要分别考虑监控分站和监控中心站网络接入方式。本文监控分站是依靠与分站上位机串口连接的数据传输单元接入网络。监控中心站则有多种组网方案选择接入网络，通过对各种组网方案反复进行技术经济比较，本文最终拟定了在规模较小的试用阶段选用无线调制解调器的方式作为中心的接入方式，经过试运行成熟所有改造完毕后改用专线接入的方式作为中心的接入方式。方式获取监控分站工控软件实时数据在热网远程监控系统中，由于各个热源厂监控分站是依靠上位机上运行的工控软件维护本厂热网数据库，所以为了将分站热网数据发送至网络，首先必须开发应用程序，访问工控软件实时数据库，提取分站热网参数。如何稳定高效的访问工控软件实时数据库是热网远程监控系统设计的核心问题。由于大多数工控软件在投入运行之后，为确保系统正常工作，不允许开发人员再在工控软件自身中嵌入脚本程序访问数据库，甚至有些工控软件根本不对用户开放自身数据库，这给系统的设计造成了很大的困难。本设计中最终在集成开发环境下分别采用开放数据访问标准解决了这难题，成功得获取了工控软件实时数据。开发了监控分站串行通信程序程序成功访问工控软件数据库后，需要将获取的热网实时数据通过工控机串东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页口送往数据传输单元，再由转发至数据中心。为了实现工控机与之间的串行通信，本文在环境下依据所见即所得的编程思想开发了串行通信程序。应用开发串行通信程序目前通常有如下几种种高速数据传输服务。它结合了移动通信技术和技术，能够为用户提供数据语音视频或其他多媒体服务。设备的远程监控和故障诊断系统由运行状态采集模块通信模块，通信网络网和网和监控中心或手持终端构成。数据采集模块由数据采集装置和采集软件组成。模块是网络终端设备，通过串行端口连接到数据采集模块。模块将采集来的设备运行状态数据打包，数据包在网络上传输，再借助于协议传输到外部数据网，最终到达监控中心或手持终端。监控中心或手持终端则负责发送各种指令到现场设备，控制设备运行。东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页工作原理与总体结构远程监控系统由现场数据采集器通信模块控制中心或手持终端构成，如图所示状态采集器是系统的关键部分，也是设计监控系统的重要内容。设备状态采集器采集状态参数和环境温度，这些信息将通过通信模块和网络发送至控制中心或手持终端。是设备和控制中心或手持终端之间的通信媒介。它可以将状态采集器采集的数据发送到网络，同时接收来自控制中心或手持终端的远程控制指示。因此，通过网络和网络，监控中心可以远程管理，监视控制设备。硬件设计系统硬件设计包括数据采集器的硬件设计和通信模块的硬件设计。本文东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页选用了两个单片机处理数据采集和数据传输过程。单片机是数据采集器的核心，单片机收到单片机发送的运行状态数据后，将数据传输到模块，进入网络。同时两个单片机也将控制中心或手持终端发送来的控制指令传输给设备。硬件设计原理图如图所示软件设计软件设计包括运行状态采集，单片机和单片机通信，单片机和模块通信。运行状态数据采集单片机通过串口采集运行状态信息，电路如图所示。单片机采集的数据通过端口发送至单片机。为了准确采集运行状态信息，有必要分析协议。在本节中，我们给出了部分相关协议描述。返回可用指令返回出厂设置返回工作模式返回标称数据返回关闭模式返回电池状态返回输入状态东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页返回输出状态单片机有两方面工作，方面负责通过协议由串口采集温度和运行状态信息，另方面是由并行端口发送数据到单片机。运行状态数据传输单片机将采集的状态数据通过并行端口发送至单片机，再由单片机发送至通信模块。单片机处于设备和模块的中间位置，它负责发送运行状态信息至模块，同时负责接收来自模块的控制指令，它是设备与模块的通信媒介。单片机与单片机通过并行端口通信，与模块通过串行口通信，以实现运行状态信息或控制指令数据的交换。模块流量是计量系统成本的基础，模块设置为固定地址，铺建虚拟专线网络。模块与单片机进行串口通信，电路如上图所示。模块是通信媒介，它是系统最重要的部分，负责将单片机发送来的运行参数和温度数据通过网络转发至监控中心或手持终端。与此同时，它也负责将监控中心或手持终端下行控制指令转发至单片机，最终到达设备。由于具有组网灵活，不受地域限制的优势，我们能够实时监视设备的运行状态。模块初始化过程简单描述如下测试通信链路是否正常设定信息中心密码设定协议数据单元格式清除第条消息,接收消息提示读取第条消息发送第条消息单片机以查询方式工作，串口设置如下串口工作模式,东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页工作模式设定波特率,结论本文利用单片机和模块实现了设备远程监控系统。系统结构简单，实时性好，能够借助于网络监视设备的运行状态，并远程控制设备的运行。在些领域，由于地域成本和其他条件的限制，建立有线通信方式的远程设备监控系统实施起来难度较大，技术的发展使得设备远程监控系统变得灵活方便。本文提出的远程监控系统已经在些信息系统领域得到了实际应用。系统运行稳定，可靠性高。毕业论文基于的热网远程监控系统的设计系别自动化工程系专业名称自动化班级学号学生姓名彭麟指导教师高原年月日东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页基于的热网远程监控系统的设计摘要本文将无线通信技术应用于城市热网远程监控系统中，为目前传统的工业监控系统提供了种低成本的远程无线监控解决方案。系统以中国移动网络作为远程信号的传输平台，采用开放数据访问接口标准屏蔽了热源厂监控分站底层数据采集细节和控制系统差异，实现了底层控制系统与城市热网数据库管理系统的纵向信息集成。论文首先介绍了网络体系结构和工作原理，分析了无线监控系统的巨大优势，然后给出了基于的热网远程监控系统的拓扑结构和网络组建过程，最后对监控中心站和远程监控分站两部分分别进行软件设计并进行系统调试。通过制定恰当的数据通信协议，系统成功的实现了多个监控分站与监控中心站之间的高速可靠无线通信。系统调试结果表明基于的热网远程监控系统运行稳定，可靠性高，实时性好。无线监控是目前热网远程监控投资少，效益高，稳定性佳的系统解决方案，从根本上提高了城市供热行业的自动化管理水平。关键词无线通信，热网，信息集成，远程监控东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页目录绪论课题设计背景本文研究的主要内容及目的意义本文研究的主要内容本文研究的目的和意义热网远程监控系统概述及总体结构系统概述系统总体结构通信原理介绍及系统网络搭建技术简介无线通信原理系统网络的构建监控分站网络的接入监控中心站网络的接入监控分站工控软件实时数据库的访问方式访问组态王变量功能的介绍组态王与间的动态数据交换访问的程序开发方式访问组态王变量技术的概述对象接口的介绍数据访问方式的比较和确定环境下的客户端程序开发过程方式优缺点对比分析监控分站串行通信程序的开发串口通信基础知识控件介绍东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页控件串口编程基本流程监控中心站数据服务中心软件的开发网络编程的基础软件开发总体流程环境下的开发步骤系统调试及运行硬件联网调试系统软件调试客户端程序调试串口通信程序调试监控中心站软件调试结论致谢参考文献附录附录热网远程监控系统数据通信协议说明附录串