用4G技術實現配氣站的漫游監控

劉改順 青海油田邊遠油田開發公司

用4G技術實現配氣站的漫游監控

劉改順 青海油田邊遠油田開發公司

4G技術是指第四代移動通信技術，4G手機在視頻圖像傳輸方面除了高速外還可以保證很高的清晰度和質量。B_S架構是指Brow ser/server（瀏覽器/服務器）的網絡模式，該構架能起到橋梁作用，實現4G手機與自動化監控系統的連接。配氣站監控系統的平臺為W indows，其前端開發工具為ASP，數據庫服務器和網頁發布服務器均為PC Server，采用的操作系統為M icrosoftW indows2003企業版，后臺數據庫為關系型數據庫，管理系統使用M icrosoft SQL Server 2005。如果操作人員需要進行漫游遠程監控，可將4G手機或是其他終端接入互聯網，通過瀏覽器鏈接到開發工具發布的網址，在其網站內根據各自權限進行所需操作。

4G技術；B_S架構；漫游；遠程監控

1 4G技術簡介

4G技術是指第四代移動通信技術，4G技術的特點是高速的下載速度，峰值能得到100Mbps，是目前3G技術四五十倍，4G手機在視頻圖像傳輸方面除了高速外還可以保證很高的清晰度和質量。3G技術由于其本身的各種缺點而未能廣泛推廣，其主要缺點有以下3個方面：首先，對于高清晰度、高質量的視頻傳輸，3G技術無法滿足傳輸速度和帶寬的要求。3G網絡的傳輸速度能提供的最高速度為：室內2Mbps，室外384 kbps，移動144 kbps；其次是需要很高的費用，過高的3G視頻監控投資使得一般用戶承受不了；再者，3G技術在穩定性方面欠佳，鑒于其較差的穩定性，斷續的信號，無法滿足工業監控要求。

4G技術相對于3G技術就克服了以上缺點，其高速的下載和上傳速度能保證遠程監控得到優質的高清畫面，其良好的穩定性以及很高的性價比使得4G技術更容易被普通用戶接受。

2 B_S架構網絡模式

B_S架構是指Browser/server（瀏覽器/服務器）的網絡模式，該構架能起到橋梁作用，實現4G手機與自動化監控系統的連接。服務器上集中了該系統的核心部分，包括系統的開發和功能的實現，用戶在任意客戶端（手機或電腦）連接網絡后，通過瀏覽器就可以對服務器的數據進行訪問。其使用的瀏覽器不需要專門軟件，只需要最常用的Internet explorer等，方便了用戶的操作。服務器分為數據庫服務器和Web服務器兩種。B_S架構的結構模式包括表示層、處理層以及數據層3層，如圖1所示。

圖1 B_S三層結構示意

在圖1中，瀏覽器為該構架的表示層，其主要作用是實現對網頁信息的瀏覽，通過超文本來進行信息的輸入和瀏覽。功能層主要是對系統進行開發和維護，使用網頁發布服務器將信息連接到數據庫服務器，實現發布網頁等各種功能。數據層主要對服務器提出的請求進行接收，使用數據庫服務器對數據實現統計、查詢和更新等功能，并在網頁發布服務器上提供相關處理結果。

3 現場監控系統

配氣站主要是為幾家用氣單位進行供氣，有花土溝基地電廠、社區和采油廠等，相關監控系統如圖2所示。

圖2 現場監控系統示意

在以上各個用戶的天然氣管線上都安裝了溫度變送器、差壓變送器、壓力變送器以及電動球閥。PLC負責接收這些設備上傳輸的4～20mA模擬信號，其與監控計算機之間的連接是通過RJ45實現，以完成數據管理。在配氣站內配有6臺視頻監控攝像頭，監控計算機接收其捕捉到的信號并進行顯示。

在監控計算機內安裝相關軟件：視頻監控和組態王，組態王具有強大的網絡功能和組態功能，可實現對本監控系統的組態，以及對Web服務器的數據傳輸。分析本套監控系統，溫度、差壓和壓力等模擬信號采集后匯入PLC，數據經過C++語言編制后寫入PLC，根據天然氣流量計算公式得到累計流量和瞬時流量等，監控計算機接收各類傳輸來的數據。使用組態王軟件，對監控計算機內的系統進行組態，顯示PLC傳輸過來的各類數據，對流程圖和歷史趨勢圖進行繪制，對各種報表進行編制等。電動球閥在系統的指令下進行開關操作，該指令可以根據條件的變化生成，也可以是通過手動設置，信號進入到PLC后由其對電動球閥發出開關量信號，以此來調整電動球閥的開關狀態。整個配氣站安裝6個攝像頭，對全部區域進行監控，監控計算機接收的視頻信號利用視頻顯示軟件進行顯示并傳輸到Web服務器。

4 系統實現

配氣站監控系統的平臺為Windows，其前端開發工具為ASP，數據庫服務器和網頁發布服務器都為PCServer，采用的操作系統為MicrosoftWindows 2003企業版，后臺數據庫為關系型數據庫，管理系統使用MicrosoftSQLServer2005。

ASP為微軟開發的一種編程工具，其特點是使用方便、簡單，能為服務器端的腳本編寫程序，實現動態網頁、Web應用程序的創建和運行。

在漫游遠程監控系統運行時，如果操作人員需要進行漫游遠程監控，可將4G手機或是其他終端接入互聯網，通過瀏覽器鏈接到開發工具發布的網址，在其網站內根據各自權限進行所需操作。服務器在接收到來自瀏覽器的請求后運行ASP程序，ASP文件對腳本程序進行從上到下的執行和處理，執行HTML頁面的內容，向瀏覽器發送頁面信息。在該系統下，用戶通過瀏覽器實現對現場各類數據（溫度、差壓、壓力和流量）、流程圖、報表以及視頻監視信號進行查看，同時還可實現對電動球閥進行遠程開關操作。

5 結語

通過4G技術實現配氣站的漫游遠程監控需開發B_S架構的網絡系統，在互聯網上對現場的監控系統進行發布，在4G手機或者其他終端接入互聯網后根據各自的權限對現場進行實時監控，這在很大程度上降低了員工的工作強度，減少配氣站的工作人員配備，是未來的發展方向。

（欄目主持關梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.6.053