一种北斗短报文应急通信数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种北斗短报文应急通信数据采集系统，包括设置在应急现场的数据采集器、PLC控制器、监控中心数据接收系统；数据采集器中的中央处理器同时连接多通道模拟量输入输出接口、多通道开关量输入输出接口、RS485通信接口、以太网通信接口、北斗短报文通信单元，多通道模拟量输入输出接口有线连接现场设备的传感器，多通道数字量输入输出接口有线连接设备的阀门控制，RS485通信接口有线连接设备的计量表、PLC控制器，以太网通信接口有线连接现场PLC控制器网络接口，北斗短报文通信单元无线连接北斗卫星。本实用新型专利技术适用于燃气、热力、电力、水务等能源管网在灾备应急状态下生产运行数据监控。

A Data Acquisition System for Beidou Short Message Emergency Communication

【技术实现步骤摘要】
一种北斗短报文应急通信数据采集系统
本技术涉及工业监控领域，具体涉及一种北斗短报文应急通信数据采集系统。
技术介绍
北斗卫星导航系统是我国拥有自主知识产权的全球卫星系统，与4G、NBIOT、无线电台等地面基站通信相比，北斗短报文通信在应急灾备方面具有非常显著的优势；北斗短报文通信系统具有上行和下行双向通信能力，与其他卫星导航系统的单向通信相比，也具有明显的功能优势。北斗短报文通信技术凭借上述优势和特点，在国防、民生和应急救援等领域，都具有很强的应用价值，也为能源管网运行数据监控和灾备应急提供了很好的通信链路和功能服务。因此，如何将北斗卫星导航系统的短报文通信技术应用于应急灾备是我们目前努力的方向。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种北斗短报文应急通信数据采集系统，在燃气、热力、电力、水务等能源管网监控现场，通过具备北斗短报文通信功能的数据采集器，将所需的现场重要传感器、阀门、计量表、PLC，以及定位数据进行集中后，通过北斗短报文实时上传至监控中心，实现灾备应急状态下对生产运行数据的实时监控。为了实现上述目的，本技术的技术方案是：一种北斗短报文应急通信数据采集系统，包括设置在应急现场的数据采集器、PLC控制器、监控中心数据接收系统；所述监控中心数据接收系统包括：监控中心数据接收服务器、监控中心北斗指挥机、北斗卫星及地面站系统；数据采集器的中央处理器（MCU）同时连接多通道模拟量输入输出接口、多通道开关量输入输出接口、RS485通信接口、以太网通信接口、北斗短报文通信单元；所述多通道模拟量输入输出接口有线连接应急现场设备的传感器，所述多通道开关量输入输出接口有线连接应急现场设备的阀门控制，所述RS485通信接口有线连接应急现场设备的计量表和PLC控制器的通信接口，所述以太网通信接口有线连接PLC控制器网络接口；所述北斗短报文通信单元无线连接北斗卫星，采集和监控数据经北斗卫星及地面站系统、监控中心北斗指挥机，传输至监控中心数据接收服务器，实现所述数据采集器与数据接收服务器之间的双向传输。进一步的方案是：现场数据采集器的中央处理器还连接数据存储单元、液晶显示单元、报警按键，中央处理器通过串口连接北斗短报文通信单元，数据采集器实时发送和接收短报文数据，并且通过北斗短报文通信单元获取实时卫星导航定位数据。进一步的方案是：现场数据采集器可通过以太网接口或RS485接口同时连接多台现场PLC控制器信号进行双向数据通信；数据采集器通过RS485接口同时连接多台应急现场设备的计量表进行双向数据通信；数据采集器充当集中器将多台PLC控制器、多台计量表的数据集中后进行上传。进一步的方案是：数据采集器的多通道模拟量输入输出接口、多通道开关量输入输出接口是混合型接口。进一步的方案是：所述计量表具备2路或以上RS485接口。进一步的方案是：传感器可同时输出2路4~20mA模拟量信号。进一步的方案是：监控中心数据接收系统中的1台北斗指挥机可以同时无线连接多台数据采集器，数据接收服务器通过以太网连接北斗指挥机，1台数据接收服务器可以同时连接多台北斗指挥机，服务器以Socket方式与指挥机进行双向数据通信，通过指挥机接收各数据采集器上传的数据，并向目标采集器下发数据指令。本技术的有益效果是：本技术数据采集系统通过北斗短报文通信，实现监控中心数据接收系统与各现场数据采集器之间的实时数据传输，充分发挥了北斗短报文通信在灾备应急、双向数据传输方面的技术优势，实现在灾备应急状态下，对能源管网生产运行工况的实时监控。监控中心的单台数据接收服务器可以同时连接多台北斗指挥机，单台北斗指挥机可以同时采集和管理多台现场数据采集器，从而整个系统具备良好的扩展性，可以根据监控点的数据进行灵活的系统配置。本技术充分发挥了北斗短报文通信在灾备应急和双向数据传输方面的优势，适用于燃气、热力、电力、水务等能源管网在灾备应急状态下生产运行数据监控。下面结合附图和实施例对本技术进行详细描述。附图说明图1为本技术系统结构示意图。具体实施方式如图1所示，一种北斗短报文应急通信数据采集系统，是针对应急现场设备的通信数据采集系统，包括设置在应急现场的数据采集器1、PLC及仪表2单元、监控中心数据接收系统3；所述现场PLC及仪表2单元包括：设置在应急现场设备上的传感器201、控制阀门设备202、应急现场设备上的计量表203、可编程序控制器PLC204；现场设备包括应急的水处理设备、发电设备、临时通信设备等等。所述监控中心数据接收系统3包括：监控中心数据接收服务器303、监控中心北斗指挥机302、北斗卫星及地面站系统301；数据采集器1的中央处理器（MCU）同时连接多通道模拟量输入输出接口11、多通道开关量输入输出接口4、RS485通信接口5、以太网通信接口6、北斗短报文通信单元7；所述多通道模拟量输入输出接口11有线连接应急现场设备的传感器201、控制阀门设备202，所述多通道开关量输入输出接口4有线连接阀门设备202的控制端，所述RS485通信接口5有线连接应急现场设备的计量表203和控制器PLC204，所述以太网通信接口6有线连接控制器PLC204的网络接口；所述北斗短报文通信单元7无线连接北斗卫星，采集和监控数据经北斗卫星及地面站系统301、监控中心北斗指挥机302，传输至监控中心数据接收服务器303，实现所述数据采集器与数据接收服务器之间的双向传输。实施例中：所述数据采集器1的中央处理器（MCU）还连接数据存储单元8、液晶显示单元9、报警按键10。数据存储单元8用于采集器本机数据存储。液晶显示单元9用于采集器本地数据查看、参数设置。在紧急情况下手动按下采集器的报警按键10，采集器会立即向监控中心发送包含报警和定位信息的北斗短报文数据。中央处理器（MCU）通过串口连接北斗短报文通信单元7，数据采集器除了实时发送和接收短报文数据外，还可通过北斗短报文通信单元7获取实时卫星导航定位数据。数据采集器的多通道模拟量输入输出接口、多通道开关量输入输出接口是互换混合型接口，可以软件配置模拟量接口模块上输入通道的个数和输出通道的个数，以及开关量接口模块上输入通道的个数和输出通道的个数。所述计量表具备2路或以上RS485接口。传感器可同时输出2路4~20mA模拟量信号。监控中心数据接收系统中的1台北斗指挥机可以同时无线连接多台数据采集器，数据接收服务器通过以太网连接北斗指挥机，1台数据接收服务器可以同时连接多台北斗指挥机，服务器Socket方式与指挥机进行双向数据通信，通过指挥机接收各数据采集器上传的数据，并向目标采集器下发数据指令。实施例的工作内容主要包括监测、控制两个部分。以下对数据监测过程进行说明：（1）现场传感器检测值、阀门开度、设备开关状态等数据，由数据采集器的多通道模拟量、开关量输入模块实时采集，经MCU处理后，放在数据存储单元的内存中。（2）现场计量表的计量数据、PLC中的重要监控数据，由数据采集器的RS485、以太网通信接口实时通信采集，经MCU处理后，放在数据存储单元的内存中。（3）采集器周期性地将上述采集数据，作为北斗短报文的电文内容，封装成符合北斗短报文通信协议标准的数据帧，由北斗短报文通信单元发送出去。（4）上述短报文数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种北斗短报文应急通信数据采集系统，其特征在于，包括设置在应急现场的数据采集器、PLC控制器、监控中心数据接收系统；所述监控中心数据接收系统包括：监控中心数据接收服务器、监控中心北斗指挥机、北斗卫星及地面站系统；数据采集器的中央处理器同时连接多通道模拟量输入输出接口、多通道开关量输入输出接口、RS485通信接口、以太网通信接口、北斗短报文通信单元；所述多通道模拟量输入输出接口有线连接应急现场设备的传感器，所述多通道开关量输入输出接口有线连接应急现场设备的阀门控制，所述RS485通信接口有线连接应急现场设备的计量表和PLC控制器的通信接口，所述以太网通信接口有线连接PLC控制器网络接口；所述北斗短报文通信单元无线连接北斗卫星，采集和监控数据经北斗卫星及地面站系统、监控中心北斗指挥机，传输至监控中心数据接收服务器，实现所述数据采集器与数据接收服务器之间的双向传输。

【技术特征摘要】
1.一种北斗短报文应急通信数据采集系统，其特征在于，包括设置在应急现场的数据采集器、PLC控制器、监控中心数据接收系统；所述监控中心数据接收系统包括：监控中心数据接收服务器、监控中心北斗指挥机、北斗卫星及地面站系统；数据采集器的中央处理器同时连接多通道模拟量输入输出接口、多通道开关量输入输出接口、RS485通信接口、以太网通信接口、北斗短报文通信单元；所述多通道模拟量输入输出接口有线连接应急现场设备的传感器，所述多通道开关量输入输出接口有线连接应急现场设备的阀门控制，所述RS485通信接口有线连接应急现场设备的计量表和PLC控制器的通信接口，所述以太网通信接口有线连接PLC控制器网络接口；所述北斗短报文通信单元无线连接北斗卫星，采集和监控数据经北斗卫星及地面站系统、监控中心北斗指挥机，传输至监控中心数据接收服务器，实现所述数据采集器与数据接收服务器之间的双向传输。2.根据权利要求1所述的北斗短报文应急通信数据采集系统，其特征在于，数据采集器的中央处理器还连接数据存储单元、液晶显示单元、报警按键，中央处理器通过串口连接北斗短报文通信单元，数据采集器实时发送和接收短报文数据，并且通过北斗短报文通信单元获取实时卫星...

【专利技术属性】
技术研发人员：史翔，刘涛，郭东，崔瑶，张晓烨，王之海，谭金彪，唐淼，靳志军，袁海生，许明，张安英，张淑红，张祎，
申请(专利权)人：北京航天拓扑高科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11